舟山大陆连岛工程建设关键技术创新ppt课件

1、架千岛彩虹，筑百年精品舟山大陆连岛工程建立关键技术创新许宏亮 总工程师浙江省舟山连岛工程建立指挥部2021年5月1日 岑港大桥 响礁门大桥 桃夭门大桥 西堠门大桥 金塘大桥 舟山大陆连岛工程是连通舟山群岛与大陆的重要交通根底设备，总长49.96km。整个工程以五座跨海大桥跨越五个水道，分别为岑港大桥、响礁门大桥、桃夭门大桥、西堠门大桥和金塘大桥。该工程的建立对改善陆岛交通条件，加快舟山海洋资源开发，促进地域经济开展具有重要意义。 为主跨580m双塔双索面半漂浮体系七跨延续混合式斜拉桥 桥跨布置为 48+48+50+580+50+48+48 m。 边跨为预应力混凝土箱梁，中跨为钢箱梁。 桥型布置

2、图 主梁横断面图因地制宜，边中跨比取用低限值0.25，索塔根底置于岸上，以防止深水根底。在我国初次将钢混凝土接合面设于中跨伸入中跨16.7m，以降低施工难度及工程造价。中跨钢箱梁采用无纵肋断面，减少用钢量125t，并且提高了梁内的通风性能。斜拉索梁端锚固在国内初次采用销铰型式，受力明确、构造简单、便于检修维护。目前已在国内多座斜拉桥中运用，如深圳西通道、杭州湾跨海大桥等。 初次采用无压重、无约束中跨合龙技术，实际证明精度可靠、经济高效。斜拉索销铰锚固构造实物桥面吊机吊装钢箱梁无压重合龙、无加劲骨架、标高误差220.0128.0116.066.2全桥气弹模型风洞试验115.0105.095.06

3、6.2 1：208全桥气弹模型实验结果阐明：成桥形状颤振临界风速满足颤振检验风速要求，但在部分施工阶段颤振临界风速低于颤振检验风速。抗风性能研讨在部分施工阶段颤振临界风速低于颤振检验风速，需求采取有效的措施或经过施工进度的调整来保证施工架设阶段构造的抗风平安。在台风期中跨跨中架设的钢箱梁总数严厉控制在39段以内。去年架设期间阅历三个台风，桥面实测最大风速近40m/s，构造平安。经过1：2比例尺的节段模型实验，初次得到了分体式钢箱梁的应力程度、应力分布及传力途径，并得到横向衔接箱梁与横向衔接工字梁的横向弯矩分配比，验证了该构造方案是可行的。本桥初次在大跨度悬索桥中采用双箱分体式钢箱梁，其各部分构

4、件的传力途径、力学特点与整体式钢箱梁有较大的差别，横向传力构呵斥为关键部件，其传力能否顺畅、能否有效适用尤为重要。分体式钢箱梁-性能研讨思索到西堠门大桥桥位处海底地形特殊，水深流急，岩石裸露，传统的抛锚定位难以实施，同时思索航道通行问题，船舶定位方式主要思索动力定位。动力定位船舶选用60 米自航甲板驳，满载排水量2386.1 吨，双舵双动力配置，动力单台360Kw；同时安装了GPS 导航、雷达通讯系统。分体式钢箱梁-安装*由于西堠门大桥海域环境海底地形、海流、海浪、风况复杂，且该航道是国际航道兼军用航道，不允许封航中断通行。传统的先导索过海方法自在悬挂拖船牵引法、浮索法、水底牵索法不适用于西堠

5、门大桥。日本明石海峡大桥放索系统置于直升机下方，而西堠门大桥初次提出了放索系统与直升机分别的创新方式，为选用经济合理的直升机机型提供了根底；另外还研制了功能完善的，可以高速放索、收索、制动、轻便灵敏的放索系统；经过大量飞行实验，总结出了在不利风况条件下直升机飞行与放索系统的协调控制技术。 2006年8月1日顺利实施，全过程共耗时23分钟。直升机牵引先导索过海1770MPa主缆索股技术 综合思索适用性、经济性、施工等要素，本桥主缆采用1770 MPa平行钢丝,可节省造价、减小主缆风阻力。宝钢集团胜利研制出符合日本JISG350280技术要求的盘条BMn82QL。 本桥研制的1770 MPa级主缆

6、钢丝的直线性、抗松弛等性能目的超越了国内外同类产品，填补了国内技术空白，并真正实现了国内的大规模化消费。运用程度成圈、放索技术，初次处理了大跨径悬索桥索股架设过程中出现的“呼啦圈景象，提高了主缆索股的架设质量和速度。西堠门大桥钢箱梁在海洋环境中容易蒙受海洋盐雾大气的腐蚀，因此长效防腐措施研讨尤为重要。钢箱梁电弧喷涂涂层具有3%10%的孔隙率，对金属喷涂层进展封锁处置是必要的。本桥将纳米技术与封锁涂料相结合，胜利研制了新型电弧喷涂层纳米改性环氧封锁漆，妥善处理了上述难题。右图是封孔效果扫描电子显微镜图图中白色的是纳米环氧封锁漆，黑色的是铝涂层，灰色的是钢铁基体，可见纳米环氧封锁漆真正浸透进了喷铝

7、涂层内部，根本上填充了铝涂层内部的孔隙，起到了良好的物理封孔的作用。经权威机构检测，纳米改性环氧封锁涂料与国内外环氧封锁漆相比具有封孔才干强、附着力高、耐腐蚀性好等优良性能。电弧喷涂层纳米改性封锁漆 十年前钢丝绳吊索运用的多为637类点接触构造的钢丝绳。该类钢丝绳任务时，股内钢丝之间接受很大的接触应力；弯曲时，股内钢丝遭到附加弯曲，产生二次弯曲应力，耐疲劳性能低；同时内部空隙较大，金属填充系数小，承载才干相对较低。西堠门大桥吊索钢丝绳直径大88mm、强度等级高1960MPa、破断拉力高5884kN，同时还要满足抗疲劳2106次性能要求，国内外目前尚无胜利先例，是西堠门大桥关键资料之一。 经过设

8、计和优化钢丝绳构造、研发优质盘条以及高精度的捻制控制技术及股间注塑技术，处理了钢丝绳高强度与高韧性之间的矛盾、股间摩擦与抗疲劳之间的矛盾，攻克了大直径高强度钢丝绳设计、制造难关。大直径、高强度吊索制造西堠门大桥的吊索长度超越150米，由于吊索的长细比太大，而且模态非常密集，如用索夹或调质阻尼器TMD)的方法，必然会在每根吊索添加多个索夹或TMD来抑制多个模态频率的动力呼应，任务量及日常维修量非常大，而且严重损害大桥的景观。本桥创新性地研发了一种适用于悬索桥并列吊索的高阻尼橡胶减振器。其主要性能目的为：任务温宽为-7+50，符合西堠门大桥桥址最大环境温度；剪切模量7MPa，构造损耗因子0.8，能

9、将吊索的多个低阶模态的等效附加阻尼0.05。不同长度吊索上阻尼器的位置经过优化布置。本吊索减振器本身尺寸相对较小，将使安装任务量减少，且不损害大桥景观。并列吊索橡胶阻尼新型减振器西堠门大桥是世界上抗风要求最高的桥梁之一，采用分体钢箱梁技术胜利地处理了颤振稳定性问题，为世界第一座分体式钢箱梁悬索桥。初次采用大直径88mm、高强度等级1960MPa、高破断拉力5884kN的钢丝绳制造吊索，并胜利地采用专利技术处理了疲劳问题。吊索减振器采用自主研发的高阻尼橡胶减振器，其本身尺寸相对较小，将使安装任务量减少，且不损害大桥景观。在国内初次在千米以上特大跨度悬索桥上采用强度1770 MPa的平行钢丝制造主

10、缆。经过冶炼、轧制、拉丝等环节的研发、创新，实现了强度1770 MPa的平行钢丝的国产化。架设主缆初次采用程度成圈与放索工艺，处理了“呼啦圈问题，提高了索股架设质量。针对西堠门水道水深流急、海底无覆盖层且为国际航道等特点，在国内初次实施了直升机牵引先导索过海，并胜利地采用船舶动力定位技术吊装钢箱梁。研制了纳米改性封锁剂。金塘大桥衔接金塘岛与镇海区，全长约26.5km，其中海上桥梁长18.415km，是舟山大陆连岛工程中的第五座、也是规模最大的跨海特大桥。 大 桥 组 成金塘大桥衔接金塘岛与镇海区，全长21.029km，其中海上桥梁长18.415km，是舟山大陆连岛工程中的第五座、也是规模最大的

11、跨海特大桥。 主通航孔桥 620m斜拉桥东通216m刚构西通156m延续梁非通:(4+5)118m延续梁非通:60m延续梁主要设计参数大桥建造条件恶劣，桥位区受台风影响频繁，风速大、风况复杂。桥位区内松散堆积层延续分布，自东向西、从陆域向海域，覆盖层厚度逐渐添加。传统的斜拉索塔端三种锚固方式：环向预应力、钢锚箱、钢锚梁 。环向预应力锚固方案造价较低，但由于要求高空作业，施工质量较难保证。南京长江二桥和润扬大桥北汊斜拉桥的索塔锚固采用环向预应力锚固。钢锚箱锚固方式的优点是施工方便，构造可靠。缺陷是受力不够明确，塔壁拉应力较大。构造耐久性没有足够保证。苏通大桥和杭州湾大桥斜拉索塔端锚固均采用钢锚箱

12、方式。钢锚梁锚固方式受力明确，塔壁的拉应力较小。传统的钢锚梁锚固方式不适用于空间索面布置的斜拉桥，采用钢锚梁锚固的安纳西斯桥、南浦大桥均为平行索面，且由于钢锚梁支撑采用混凝土牛腿，上塔柱施工工期长。 本桥首创了可以锚固空间索面斜拉索的钢锚梁和钢牛腿组合构造，如以下图所示。这种新型斜拉索塔端锚固构造受力明确，拉索程度分力由钢锚梁承当，垂直分力由塔柱承当，塔壁拉应力小提高了塔柱的耐久性；钢锚梁和钢牛腿组合在一同，一次吊装到位，施工快捷。斜拉索塔端锚固新技术金塘大桥非通航孔桥墩与承台衔接采用湿接头。由于湿接头遭到其上下老混凝土约束产生较大的约束应力，同时还遭到湿接头内部的暂时支撑约束，使湿接头混凝土

13、极易开裂。在国内已建及在建的类似工程中，均出现不同程度的外表裂痕。 本桥为了防止施工阶段波浪对湿接头的影响，初次采用墩身外包湿接头方案，在墩身内进展钢筋衔接；墩身自设钢支腿，进一步减少湿接头收缩约束面；承台不作下凹，以便施工；自创盾构隧道设计理念，预制墩身与承台接触面处设两道止水条，其他缝隙灌填填缝资料；湿接头混凝土初凝后，顶面蓄水养护。新型湿接头现浇混凝土15.9m3,仅为原湿接头38%，进一步降低了现浇混凝土裂痕产生风险。墩身湿接头裂痕控制裂痕成因分析 A.温度应力 温度应力对墩座湿接头裂纹的产生影响较大，最大限制的降低混凝土水化热将明显抑制裂纹的产生，降低裂痕产生的机率。 B.内部应力影

14、响 由于墩身安装过程时需求在承台预留槽内预先安装墩身支撑短柱。墩座湿接头混凝土中存在多个新老混凝土接合面，即预制墩身与湿接头新老混凝土接合面、承台与湿接头的新老混凝土接合面，还存在支撑短柱与湿接头的新老混凝土接合面。新老混凝土龄期的差别导致两者收缩不一致，从而使墩座混凝土的内部应力集中加剧，而存在多个混凝土接合面将使应力集中景象更加复杂。应对措施 预制墩身与承台的混凝土标号尽量接近； 优化支墩位置和外形； 采用氨基醇类阻锈剂，对混凝土具有早期缓凝作用 ； 针对不同季节对混凝土配合比调整。 进展新型墩身湿接头研讨，从构造角度进展优化，进展了实验，效果较好。 实践效果 金塘大桥共有434个墩身湿接

15、头，经采取综合措施，裂痕控制效果显著，90%以上未发生裂痕。类别胶材用量配合比抗压强度（MPa）84d氯离子扩散系数（10/s）绝热温升（）胶材：砂：石：水：外加剂28d60d原配比C：F：S = 42:38:201:1.67:2.51:0.35:0.01155.163.41.6441优化配比C：F：S = 35:45:201:2.12:2.59:0.35:0.01143.148.91.2137金塘大桥处于海洋环境性气候环境，氯离子侵蚀是影响构造耐久性的主要要素，具有防渗、抗裂性能的混凝土是阻止氯离子侵蚀的第一关。通常海工混凝土配制过分追求抗渗性能，采用高胶材用量、高矿渣用量、低水胶比的配合比

16、，那么将导致混凝土不易泵送、收缩大、易于开裂。本桥海工混凝土配置，运用了整体论的哲学思想，综合思索工程特点、环境条件、设计、混凝土消费、施工及管理等各方面要素，经过配合比参数的合理控制，协调混凝土抗裂和抗渗性能的平衡开展。运用上述思想，对-A标D4墩承台配合比进展优化见下表，混凝土胶材用水泥用量降低，混凝土绝热温升下降、收缩减小，抗裂平安性提高。经检测，承台混凝土内部最高温度控制在46以内，温控效果良好。性能平衡的海工混凝土配制技术非通航孔桥防船舶撞击系统研讨 非通航孔桥墩的抗撞才干较弱，相关的统计数听阐明，有90%的船舶撞桥事故发生在非通航孔桥，因此必需注重非通航孔桥的防撞问题。 初次提出柔

17、性浮式防船舶碰撞系统的方案，利用浮动平台、锚链和锚重力锚或带抓力的重力锚构成柔性浮式防船舶碰撞系统。经过防碰撞系统在较长的间隔内耗费船舶动能，同时也将防碰撞系统与船舶的相互作用力控制在一定范围内，既维护桥梁平安，又维护失控船舶平安。 该研讨已经过鉴定，正预备进展实验段实桥实验。防碰撞系统模型 拦阻实验 现场实验本工程采用两台DLT900型轮胎式搬运机共同抬吊一片1600吨混凝土箱梁，经过采用先进的同步控制系统，确保两台搬运机结合吊梁运转速度一致，为国内首台搬运机结协作业方式，具有自主知识产权。DLT900搬运机可原地90度转向，在梁场内可以将箱梁搬运至任何位置，并且可实现恣意取梁，机动性好、作

18、业方便。为满足现场运用要求，两台搬运机可同步以直行、斜行和横行等多种运转方式任务。金塘大桥经过采用DLT900t搬运机，使场地布置更为紧凑，还极大地提高了箱梁消费效率，目前最高月产量达37片，满足了金塘大桥建立需求。900t轮胎搬运机两机联动移运技术超大型整孔预制箱梁场内移运和出海装船方案主要有两种。一是轮轨式搬运机方案：技术较成熟，但其场地规划布置呆板，且需求大量的地基加固处置，添加场建本钱。第二种是轮胎式搬运机方案。普通轮胎搬运机双机相对位置不能直观显示，需求经常人工调整双机的相对位置。空间索面斜拉索塔端锚固采用钢牛腿、钢锚梁组合体系，为国际首创，不但胜利处理了锚固区开裂问题，提高了构造耐久性，还有利于降低施工难度，保证施工质量。针对预制墩身湿接头进展了科研攻关，提出了构造耐久性保证程度更高、顺应更复杂海况环境的新型墩身湿接头，并在金塘大桥进展了实际。性能平衡的海工混