中承式钢拱桥卢浦大桥主桥施工技术

卢浦大桥主桥施工技术2023/3/71●卢浦大桥是一座中承式钢拱桥，主桥全长750米，主跨跨径550米；●主桥上部结构主要包括两侧三角区、中跨桥面以上拱肋及由水平索和中跨桥面加劲梁组成的桥面系三部分；●主要设计参数：拱顶标高约：110米；桥面顶标高约：56米；通航净空约：48米。卢浦大桥主桥施工技术工程概况2023/3/72三角区施工中跨拱肋施工水平索与桥面系施工卢浦大桥主桥施工技术主要施工内容：2023/3/73卢浦大桥主桥三角区

施工技术2023/3/74简介三角区主要包括●钢拱座●立柱●钢拱肋●桥面加劲梁●锚箱和端横梁三角区施工2023/3/75钢拱座的安装●钢拱座是连接主边跨拱肋、大立柱与砼承台关键部位，是全桥受力的核心点。全桥共有四个。●每个钢拱座重约290t，将每个拱座分成6块制作。在工厂内进行预拼装后，现场安装。●钢拱座由150t吊车吊装到预先制作的胎架上。●在胎架上将整个钢拱座焊接成整体后，待B0段拱肋与拱座安装成整体后进行混凝土浇注。

三角区施工2023/3/76大立柱安装●大立柱上面与Z9桥面加劲梁相连，下端与主边跨拱肋交汇到主墩承台上；●单根大立柱长36m左右，断面为5×5m的矩形，重210t；斜撑为3.2×2.36m的矩形断面钢撑，长44.5m，重80t；●立柱利用300t吊车单机吊装，根据300t履带吊的起吊能力，大立柱分段制作，其中下段为24m，重134t；上段12.5m，重80t，现场分段吊装拼接。三角区施工2023/3/77岸上部分拱肋安装概况●岸上部分拱肋浦东、浦西每侧各分成26个节段，单段长度除Z0段为6米外，其余基本上为10米，重量由80t至135t不等，安装后拱肋的仰角从河跨Z0段的38°变化到边跨GL1的19°。●岸上拱肋安装还包括相应的K撑、立柱的安装。

三角区施工2023/3/78支架构造●支架每段拱采用简支体系支撑。一端支在支架上，另一端支在安装好的相邻段的牛腿上。●拱肋支架支撑采用φ900和φ609两种钢管，除Z2为φ900钢管，其余采用φ609钢管。●支点采用格构式立柱，并布置调整的千斤顶。三角区施工2023/3/79岸上部分拱肋吊装装●岸上部分拱肋采用支架法施工；●除GL2、GL1用350t履带吊机吊装外，其余均采用履带300t吊机安装。三角区施工2023/3/710水上部部分拱拱肋分分段●三角区区河跨跨的Z3～Z7段拱肋肋采用用1000t浮吊吊吊装。。●按照1000t浮吊的的起吊吊能力力，确确定三三角区区水上上部分分拱肋肋吊装装组合合为Z3+Z4拱肋、、Z5+Z6a拱肋、、Z6b+中横梁梁、Z6c和Z7拱肋浦浦东浦浦西共共十个个吊装装构件件，其其中最最重节节段重重量800t，最大大安装装高度度约70m。●河跨水水上部部分拱拱肋采采用临临时索索斜拉拉悬臂臂拼装装，吊吊装单单元组组分时时上、、下游游对称称布置置。三角区区施工工2023/3/611水上部分拱拱肋安装●三角区水上上部分拱肋肋采用1000t浮吊吊装，，其中最重重吊装构件件重800t，最大安装装高度约70m；●吊装单元组组分时上、、下游对称称布置。三角区施工工2023/3/612拱肋吊装1000t浮吊吊装水水上部分拱拱肋的工艺艺为：→抛锚→驳船就位位→浮吊就位位→吊装索具具的安装连连接→主、副钩钩分级同步步加载，构构件起驳→提升并调调整浮吊位位置→拱肋基本本就位→调整并安安装临时连连接装置→安装临时时索→调整临时时索力、浮浮吊逐步卸卸载→测量复核核、定位焊焊接→脱钩。三角区施工工2023/3/613拱肋吊装过过程中的施施工控制●卢浦大桥拱拱肋是三维维空间结构构，拱轴线线必须严格格以XYZ三个方向控控制。在拱拱肋安装的的整个过程程中，采用用全站仪对对拱轴线进进行严格监监控，并及及时根据测测量数据调调整。●浮吊松钩钩后，拱轴轴线主要是是通过临时时索进行调调整。●吊装过程程中尤其是是临时索施施工过程中中还需对大大立柱和临临时塔变形形监控，临临时塔变形形监控包括括位移和应应力监控。。三角区施工工2023/3/614三角区桥面面梁的吊装装三角区施工工2023/3/615滑移排架三角区施工工●滑移支架依依附于已安安装好的大大立柱及拱拱肋增加整整体稳定性性。●支架各平面内用用φ32的钢丝绳作剪刀撑撑，钢丝绳需预加加10t张力。2023/3/616三角区施工B8—B11桥面梁的吊装2023/3/617●B12～B16桥面梁采用1000吨浮吊吊装。三角区施工B12—B16桥面梁的吊装2023/3/618B0—B7桥面梁的安装●B0～B7桥面梁长9m，宽41m，自重140～155t，特殊段BW0长约20m，宽27m，重约180t,B0分两段吊装；●边跨桥面采用用两台300吨吊机双机抬吊。。三角区施工2023/3/619锚箱及端横梁安装装●锚箱是连接边跨拱拱肋、桥面加劲梁梁和端横梁的重要要结构，它既是永永久水平系杆索锚锚固点，又是施工工过程中边跨临时时索的锚固点，全全桥共4个。●单个锚箱重达500t，端横梁重400t，分12个单元制作，其中中端横梁单件最大大重110t，锚箱125t，采用350吨履带吊吊装就位位。三角区施工2023/3/620锚箱及端横梁安装装●锚箱是连接边跨拱拱肋、桥面加劲梁梁和端横梁的重要要结构，它既是永永久水平系杆索锚锚固点，又是施工工过程中边跨临时时索的锚固点，全全桥共4个；●单个锚箱重达500t，端横梁重400t，分12个单元制作，其中中端横梁单件最大大重110t，锚箱125t，采用350吨履带吊吊装就位位。三角区施工2023/3/621测量及及施工工控制制●加工构构件的的预拼拼装●测量量●安装装过程程中的的施工工控制制⑴在拱拱肋安安装中中，支支架基基础要要产生生沉降降，立立柱有有压缩缩变形形，后后节段段安装装要对对已安安装节节段产产生影影响；；⑵河跨跨拱肋肋采用用悬臂臂拼装装过程程中，，主边边跨临临时索索力的的平衡衡控制制在大大立柱柱及临临时塔塔允许许的范范围内内;⑶桥面吊吊装时时，考考虑基基础沉沉降和和立柱柱压缩缩，同同时安安装时时还需需一定定量的的预拱拱度;⑷嵌补段段制作作时应应留一一定余余量以以补偿偿产生生的误误差。。●内力力调整整三角区区施工工2023/3/622卢浦大大桥主主桥中中跨拱拱肋施工技技术2023/3/623▲中跨拱拱肋●卢浦大大桥为为提篮篮式箱箱形拱拱桥，，主跨跨550米，矢跨比比1:5；●箱形拱肋肋横向1:5倾斜，截面面高度由拱拱脚的9米高变化至至拱顶6米；●两拱之间间由一字风风撑相连，，风撑水平平间距13.6米；●中跨拱肋肋是指中跨跨桥面梁以以上部分拱拱肋。概述2023/3/624●中跨拱肋采采用扣索法法悬臂拼装装的施工方方法概述▲施工总体方方案2023/3/625▲节段划分●卢浦大桥中中跨拱肋水水平长度约约360米，共分为为27个节段；●ZN(S)8-ZN(S)20标准节段水水平投影均均为13.6米，合龙段段6.8米；●一个标准准节段拱肋肋包括上下下游拱肋、、一字风撑撑以及安装装用临时风风撑。概述2023/3/626▲索塔高度度考虑因素素：●临时时索对索索塔高度度的影响响●风对对索塔高高度的影影响●索塔塔自身影影响最终确定定：●索塔塔高度128米●临时时索最小小倾角15.6o●单塔总压压力最大大120000kN临时索塔塔体系2023/3/627临时索塔塔体系▲索塔的安安装2023/3/628临时索塔塔体系▲索塔的安安装2023/3/629▲主塔锚固固点临时索塔塔体系由于临时时索的索索力产生生的水平平索力较较大，如如直接将将锚固点点设在临临时索塔塔的横向向联系梁梁上，局局部处理理十分复复杂，且且梁的断断面很大大，构件件布置很很困难。。为了解解决这一一难题，，专门设设计了锚锚固梁，，在锚固固梁的两两端设置置前索与与背索的的锚固点点，水平平索力由由锚固梁梁承担。。2023/3/630▲主拱锚固点临时索塔体系系主拱肋锚固点点设在拱前端端第一道设计计横隔板两侧侧拱顶上。其其主要受力钢钢板与拱侧板板对齐。在拱拱肋内外侧均均有补强钢板板，角度与临临时索与拱肋肋的夹角一致致。2023/3/631▲背索后锚点临时索塔体系系在原有预应力力索张拉端锚锚头上进行改改进，使背索索锚固连接处处与原锚头做做成一体，既既不改变锚头头原来的受力力，又大大方方便了背索的的施工。2023/3/632▲吊机的选择拱上吊机●缆索吊：目前国内采用用的缆索吊最最大起重量为为200吨左右；缆索矢跨比使使得施工用临临时索塔的高高度大大增加加。●最终确定：在在上下游拱肋肋上各设置一一台独立移动动的拱上吊机机，两台拱上上吊机合作吊吊装拱肋。●由于复杂的施施工条件：双双拱提篮式拱拱桥，线型复复杂，两拱横横向距离变化化，拱肋顶面面1:5内倾，以及临临时索的设置置等；2023/3/633▲吊机基本参参数拱上吊机●悬臂长度：：28米●总体长长度：44.5米●截面：：宽3米，高4米（4.588米）●单点最最大吊重：：185吨2023/3/634拱上吊机▲吊机结构设设计前支点后锚固点2023/3/635拱上吊机提升设设备2023/3/636拱上吊机行走千斤顶顶滑靴千斤顶前支支撑点轨道布置▲行走系统2023/3/637▲悬挂平台的的功能要求施工悬挂平台悬挂移动平台是是中跨拱肋安装装的操作平台，，由于卢浦大桥桥拱肋的复杂线线形和倾斜的箱箱型结构，以及及临时索、风撑撑等对其移动的的影响，使得这这一操作平台的的设计异常复杂杂。作为拱肋安装的的主要操作平台台，应具备以下下功能：(1)循环使用于Z8～Z20拱肋的安装；(2)在拱肋的吊装时时进行定位操作作，并且不影响响拱肋的吊装；；(3)可同时在拱肋的的两个接缝位置置进行焊接、打打磨、涂漆等操操作，以确保不不影响施工进度度。2023/3/638▲标准节节段吊吊装标准节节段吊吊装●标准节节段是是指中中跨拱拱肋ZN(S)8-ZN(S)20共26个拱肋肋节段段，各各段施施工工工艺和和流程程基本本一致致；●一一个个标准准节段段的安安装主主要包包括四四个步步骤：：吊前前准备备、提提升就就位、、焊接接和临临时索索安装装；●节节段最最大重重量340吨；●节节段最最大外外形尺尺寸：：16.4××32.6×7.7米（长长×宽×高）；●提提升高高度：：67-110米2023/3/639标准节节段吊吊装▲安装流流程1——吊机行行走，，安装装限位位、后后锚点点和前前支点点2023/3/640标准节节段吊吊装▲安装流流程2——构件水水上就就位，，松吊吊钩，，安装装吊耳耳，调调整钢钢绞线线2023/3/641标准节段吊装▲安装流程3——构件起吊、提升和和角度调整2023/3/642标准节段吊吊装▲安装流程4——构件微调、、就位2023/3/643标准节段吊吊装▲安装流程５５——临时索安装装2023/3/644▲调索标准节段吊装●拱肋的制作重量量与设计重量的的偏差及临时施施工荷载的影响响，造成拱肋实实际施工时的线线形与设计理论论线形的偏差;●卢浦大桥中跨拱拱肋施工过程中中总共经过三轮轮调索，前两轮轮为过程中的小小调索；●最后一轮轮是在合龙段安安装前的大调索索，此次调索除除了调整临时拉拉索索力和拱肋肋线形外还有一一个很重要的作作用就是为合龙龙段的安装做好好充分的准备。。2023/3/645▲合拢方案的确定定合龙段安装●上下游拱肋及风风撑分开吊装Vs整体吊装●一端栓接一一端焊接Vs两端焊接&两端栓接2023/3/646▲合龙段测量合龙段安装●前期主跨拱肋肋的安装测量量●温度变变化对拱肋影影响的测量●ZN20、Z21、ZS20拱肋预拼装及及验收2023/3/647▲合龙温度和合合龙龙段长度的确定合龙段安装●合龙温度：20℃●合龙段长度：上游内侧6.646m，外侧6.653m下游内侧6.645m，外侧6.657m2023/3/648▲合龙段安装三维动动画演示合龙段安装2023/3/649卢浦大桥主桥中中跨桥面系施工技术2023/3/650●卢浦大大桥中中跨桥桥面系系主要要包括括水平平索、、中跨跨桥面面系梁梁和吊吊杆索索3部分。。●水平平索：：预制平平行钢钢丝索索，长长约761m，重达达110t，索径径为18cm。16根水平平索。。●中跨跨桥面面系梁梁：15个安装装单元元，其其中最最轻350t，最重重500t。●吊杆杆索：：28对，112根永久久吊杆杆。卢浦大大桥主主桥三三维模模型概况中跨桥桥面系系施工工2023/3/651结构特点●大跨度拱桥桥产生的水水平推力达达1万8千吨，所以以在结构上上设置了16根水平索以以平衡水平平推力。单单根水平索索的长度、、重量及张张拉力为同同类型索的的世界之最最。●提篮式式钢箱拱桥桥不同于以以往其它桥桥梁，给中中跨桥面系系梁的吊装装带来很大大的困难。。●在中跨跨拱肋合龙龙后，由原原来的斜拉拉体系转换换到系杆拱拱桥的受力力体系，交交叉施工多多，施工控控制要求高高。水平索中跨桥面系系施工2023/3/652技术方案的的确定施工原则：：水平索施施工为中跨跨桥面系的的施工主线线，以满足足桥面系施施工过程中中拱肋荷载载变化而产产生水平力力差的平衡衡的要求。。施工工艺：：中跨桥面面系的施工工由水平索索施工、桥桥面系梁安安装及临时时索拆除三三个不同的的工艺交替替进行。水平索、桥桥面安装及及临时塔拆拆除穿插进进行中跨桥面系系施工2023/3/653施工步骤骤Ｉ猫道托梁梁安装中跨桥面面系施工工2023/3/654猫道形成成中跨桥面面系施工工施工步骤骤ＩＩ2023/3/655安装第一对水水平索中跨桥面系施施工施工步骤ＩＩＩＩ2023/3/656吊装第一块桥桥面板中跨桥面系施施工施工步骤ＩＶＶ2023/3/657水平索、桥面穿插插安装中跨桥面系施工施工步骤Ｖ2023/3/658合龙段吊装，全桥桥合龙中跨桥面系施工施工步骤ＶＩ2023/3/659主体结构完成中跨桥面系施工施工步骤ＶＩＩ2023/3/660水平索施工概况●两个阶段：桥面以以上8根、桥面内8根；●安装步骤：放索索、转换和张拉；；下游水平索立面布布置中跨桥面系施工2023/3/661●放索系统：分放索索架、索盘和动力力系统三部分组成成。●动力系统：主要依依靠一台5吨卷扬机与索盘通通过钢丝绳形成一一封闭循环体系驱驱动放索盘。水平索放索系统水平索索盘系统中跨桥面系施工2023/3/662猫道方案猫道功能：水平索索施工通道及操作作平台。在上下游水平索的的中心位置分别架架设2条猫道，每条猫道道宽3m，长384m。悬挂托梁：6根；走道索：6根；扶手索：2根。猫道概况中跨桥面系施工2023/3/663架设时用驳船牵引引过江，然后用两两岸的卷扬机提升升，并与滑轮组系系统相连。水面放索时需向海海事局申请临时封封航，为了减小对对封航的影响，16根索分4次架设，每次4根。猫道索架设猫道索水上施放中跨桥面系施工2023/3/664在托梁、走道索和和扶手索架设完成成后，开始安装走走道网片、防滑木木条和U型框架。在走道系统完成后后，再安装滚轮托托架和轨道索。索上施工，猫道形形成猫道形成中跨桥面系施工2023/3/665水平索张拉设备●水平索最大的张力力在施工过程中将将达到1650吨，需专门设计一一套1700吨千斤顶张拉系统统。●新设备设计加工工包括张拉杆、连连接件和组合撑脚脚。撑脚采用二段段组合，既满足1700吨千斤顶的要求，，又能与现有的900吨千斤顶配套使用用。水平索张拉千斤顶顶及撑脚中跨桥面系施工2023/3/666水平索施工主要施施工工艺(1)放索前先在浦西地地面安装二台放索索架，由桥面上克克灵吊机提升，配配哈夫吊点进锚箱箱。(2)牵引时锚头应放在在专用的小车上，，用大直径的钢管管间隔。牵引时在在管子上滚动而不不与桥面和猫道直直接接触。(3)锚头悬挂在轨道索索上，用牵引系统统牵引过江。牵引引系统应确保有一一定的张力，以控控制水平索的垂度度。中跨桥面系施工水平索牵引过锚箱箱平台2023/3/667(4)继续牵引，直至一一端锚头戴上永久久螺母，另一端用用900吨千斤顶辅以探杆杆及钢绞线牵引系系统牵引至戴上永永久螺母。(5)横移时，用手拉葫葫芦或小型千斤顶顶逐点将水平索提提升至一定高度，，再横移到托梁下下的滚轮上。(6)水平索安装到位后后张拉，以平衡拱拱肋斜拉体系转换换和桥面吊装所引引起的水平力。水平索施工主要施施工工艺水平索过猫道中跨桥面系施工2023/3/668中跨桥面系梁的安安装●桥面的吊装由跨中中向两侧按顺序对对称进行。●为尽量减少设备备在拱圈上的行走走距离和次数，经经和设计商量并经经计算后，将原先先吊装过程中最多多允许偏载一块桥桥面放宽至两块。。●利用Z7桥面一端支搁在纵纵向支座可以纵向向滑移的结构特点点，确定将Z6桥面系梁作为合龙龙段。中跨桥面板吊装中跨桥面系施工2023/3/669吊机的基本结构吊机基本结构：●带行走锚固系统统的固定底座部分分；●纵向倾角调节装装置（包括底盘、、调节门架等部件件）；●吊机联动机构及及提升系统（包括括巴杆、变幅拉杆杆、吊钩、提升系系统等部件）。吊机的基本性能参参数：●自重：：５５吨吨●最大吊吊重：１１８５吨吨●把杆变变幅：００°～２６°拱上桥面面吊机中跨桥面面系施工工2023/3/670标准节段段桥面的的安装标准节段段桥面吊吊装流程程为：→吊机锚锚固就位位→驳船抛抛锚定位位→下放吊吊钩与桥桥面吊点点连接→连续提提升→完成吊吊杆连接接→吊机卸卸载松钩钩→吊机移移位。桥面标准准段安装装中跨桥桥面系系施工工2023/3/671●吊机行行走至至提升升位置置后定定位锚锚固。。吊机机定位位时预预偏20cm左右。。●吊机机安全全准确确地锚锚固于于拱肋肋顶部部后，，根据据每块块桥面面系梁梁的三三维工工况模模拟，，将吊吊机巴巴杆变变幅至至实际际提升升姿态态。●提升钢绞绞线与拱肋肋间隙控制制在桥面系系梁提升的的任何时候候都不小于于30cm。吊机就位及及锚固中跨桥面系系施工标准节段桥桥面的安装装2023/3/672●运送桥面系系梁的驳船船开至吊机机的正下方方，抛八字字锚精确就就位在吊装装位置水域域，●连接吊机机吊钩与桥面面吊点，并调调节每个吊点点至受力基本本均匀，然后后连续提升。。●提升过程中中用测量仪器器随时跟踪桥桥面提升状态态，确保桥面面水平。桥面起吊准备备中跨桥面系施施工标准节段桥面面的安装2023/3/673●当桥面系梁至至猫道附近时时暂时停止提提升，将猫道道平台割除。。●将吊杆下放一一定长度，在在猫道与桥面面系梁接触前前连接桥面吊吊杆，利用吊