南京大跨度钢桁拱安装与合龙技术

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥大跨度钢桁拱安装与合龙技术主要内容1、工程背景2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究3、大跨度钢桁拱桥合龙方法研究

4、大吨位墩旁托架施工技术研究

5、大吨位多层吊索塔架施工技术研究

6、主要技术创新点7、应用推广1.1工程背景

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥是京沪高铁建设重要的控制性和标志性工程,也是沪汉蓉I级铁路干线和南京地铁的过江通道。该工程于2006年7月18日开工建设,总投资45.6亿元,全长9.273公里,主桥为世界首座六线铁路大桥,设计时速300公里,主跨336m。1、研究背景1.2

主体结构概况

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥钢梁全长1608m，由北向南的孔跨布置为：2联（84+84）m连续钢桁梁和（108+192+336+336+192+108）m六跨连续钢桁拱。1、研究背景1.2

主体结构概况本桥为三片主桁构造，桁间距15m，主桁全宽30.0m，按六线标准设计:京沪高速双线、沪汉蓉双线、南京地铁双线。

1、研究背景1.2

主体结构概况桥面采用正交异性板与主桁下弦结合、道碴槽板与整体钢桥面结合的型式。钢桥面板由16㎜厚顶板和横梁、横肋、纵梁、纵肋组成。1、研究背景1.3

施工技术难点（1）钢梁架设悬臂长度大，施工安全风险高。

1、研究背景1.3

施工技术难点（2）支座反力大，墩顶布置难度大。安装过程中最大支座反力达8000t，单墩反力约24000t，墩顶布置难度大。1、研究背景1.3

施工技术难点（3）杆件重，吊装困难。平弦部分最大杆件重量为58t（ME8ME9杆件），桁拱部分在主墩悬臂4个节间范围内最大杆件重量达119t（MS49MS50杆件），其余部分最大杆件重量达到61t（MS45MS46杆件）。因此，除了研制大吨位拱上爬行吊机外，部分杆件的吊装还需要大型水上起重设备。1、研究背景1.3

施工技术难点（4）本桥为三片主桁空间结构，合龙口杆件多，合龙口位移调整难度大。主拱或平弦部分的合龙口杆件多达9根，合龙实施的难度大。1、研究背景1、研究背景1.4国内外发展现状1）国外发展情况：国外大跨度钢桁拱桥，如澳大利亚的悉尼港拱桥、美国的新河峡谷桥等,采用悬拼法施工，但均为单拱、双主桁结构。1、研究背景1.4国内外发展现状2）国内发展情况：国内钢桥发展很快，特别是铁路钢桥近年涌现了许多新的结构型式和新的施工方法。①宜万铁路万洲长江大桥为主跨360米单拱、双主桁钢桁拱桥，采用单层吊索塔架辅助单悬臂拼装架设，在主墩墩顶设置顶落、纵横移设施，实现中跨合龙。

1、研究背景1.4国内外发展现状2）国内发展情况：②重庆朝天门长江大桥主桥为跨径190＋552＋190m中承式钢桁连续系杆拱桥。采用吊索架辅助悬臂架设，墩顶设置顶落、纵横移设施，实现中跨合龙。141、研究背景工程实例：重庆朝天门大桥（主跨552m,二航局施工）1.5

主要研究内容

（1）大跨度钢桁拱桥安装方案研究

本桥钢梁总重约8万吨，钢梁规模宏大，施工投入的大型临时结构和设备较多，在满足施工安全和工期要求的前提下，如何减少大型临时结构和设备的投入。（2）大跨度钢桁拱桥合龙技术研究本桥主桥为三主桁六跨连续钢桁拱，跨度大，结构体系新，如何顺利实现钢梁的合龙，减少合龙风险。（3）大吨位墩旁托架施工技术研究

6/7/8#墩墩顶钢梁双悬臂架设施工中，面临两大问题：如何确保钢梁在双悬臂架设过程中的平衡稳定；如何提高墩旁托架的安装精度，减少钢梁合龙风险。（4）大吨位多层吊索塔架施工技术研究6#、7#、8#主墩钢梁均采用双悬臂架设，6#、8#墩钢梁最大悬臂长度168m，7#墩钢梁最大悬臂长度156m。本桥的吊索塔架主要功能除了控制钢梁大悬臂时杆件应力和悬臂端挠度，更重要的是用于合龙前调整合龙口位移。为满足上述功能要求，需对多层吊索塔架的设计和施工进行深入研究。1、研究背景2.1

钢梁架设方案比选根据本桥钢梁结构特点和工期要求，六跨连续钢桁拱采用从两侧往跨中架设、跨中合龙的总体方案。2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究2.1

钢梁架设方案比选

336m主跨钢梁架设比选

2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究2.1

钢梁架设方案比选

336m主跨钢梁架设比选

2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究2.1

钢梁架设方案比选

336m主跨钢梁架设比选

2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究2.1

钢梁架设方案比选

336m主跨钢梁架设比选综合比选，主桥钢梁架设推荐采用方案一。

2、大跨度钢桁拱桥安装方案研究2.1钢梁架熊设方案岁比选最后旅实施筝方案讨：2、大跨度羡钢桁拱拾桥安装亭方案研后究2.5全桥钢蛋梁架设动实施情弊况边跨钢沟梁架设2、大跨度貌钢桁拱兵桥安装妹方案研贪究2.5全桥钢现梁架设弱实施情伯况边跨钢尤梁架设-1着92块m跨合钥龙2、大跨度甜钢桁拱误桥安装跨方案研宾究2.5全桥钢县梁架设茄实施情夹况中跨钢板梁架设2、大跨泽度钢够桁拱债桥安竞装方颂案研明究2.5全桥闸钢梁爪架设宵实施望情况中跨树合龙2、大跨膜度钢由桁拱膛桥安锤装方质案研姻究3.1钢桁伸拱合炼龙技零术研追究传统醒的顶落梁执合龙：在赖钢梁脆支点剂位置绍设置吼竖向紧千斤皮顶，单通过帽顶升奏和落吴梁，饰调整梳钢桁向合龙心口的智竖向故位移躲和转纽奉角，究按理嗓论设胶计长屈度安峡装合颗龙段睛杆件虏，合皱龙段麦采用抖高强年螺栓斑连接盏，合猫龙精沙度要镰求高博。在贱本桥互有以傲下困难：（1）主墩木支点达敏到800句0t/桁，泪需要示特别幅研制25禁00箭t大吨位旋千斤顶河需36台，董研制袭费用肌高；（2）主晌跨合性龙前起，两职岸钢承梁为记连续萍梁，坑支点进高程湿的相冻对变泼化需恨严格后控制奖，钢性梁顶波落时搅三个侍墩的卫千斤梦顶（东共36台千按斤顶猴）需币同步娃操作攀，操到作难油度大挣，施地工风羞险高拢。（3）各逝墩墩抬顶钢状梁的渐顶落假量较秋大，意支点凉处的版临时馅抄垫猎较高邀，存肢在较鼠大施蕉工风弊险；（4）三宋个主声桁合边龙口犹的中吼桁与沿边桁贞形状日存在底差异早，顶池落梁著无法钳解决乖三个费主桁情合龙锐口位欠移点退同时论调整茅到位卵的问乡丰题。3、大跨度列钢桁拱忠桥合龙雄技术3.1钢桁析拱合烂龙方熔案研溉究新的啊思路秩：“调索+纵移”的合龙月方法：通过主承动调整照索力来勒改变钢悉梁悬臂战端合龙雪口的位洞移和转语角，同震时辅以6、8#墩侧抄钢梁稼的纵汤移，政从而念实现誉钢梁奖合龙拼口杆摊件零张应力继合龙惑。和耗传统荣的钢覆梁架运设相百比，坦省去受了在执主墩各顶布出置大阵吨位流千斤笨顶设饿备，眉取消但了钢各梁合掘龙时色起落阔梁的钞过程照，从吃而减兄少了竿合龙块风险劣，节窃约了黄大量肥的设竭备费匙用，逢同时葛也解流决了歪通过稠顶落巷梁很冰难将叙三片房诚主桁槐空间异结构意合龙耽口位击移点谷同时条调整跃到位幕的问猪题。3、大跨治度钢看桁拱付桥合帝龙方授法研兴究3.2“调索+纵移”合龙方茧法实施宗步骤（1）192枕m边跨您合龙烘后，卡解除6#、8#墩墩勉旁托剂架，蠢并纵暑向预嫌偏。7#墩钢吗梁与贸墩旁过托架商固结配，对预称双街悬臂驱安装何钢桁今拱。（2）6#、8#墩继斜续向燃前架大设钢强梁，哨依次恋挂设头张拉宅三层小吊索薪。7#墩两侧舰对称架椅设钢梁晨，依次休挂设并璃张拉三斑层平索国。（3）6#、7#、8#墩钢梁饥架设至蜡合龙口里位置后兽，调整鲜三层拉亿索的索识力，将润合龙口换两侧竖冻向位移励和转角剥调整到抱位。（4）依声次合理龙下舌弦、衡斜杆障、上歇弦。（5）解赛除7#墩墩闲旁托道架，绢逐步桨释放奸三层笛拉索疯索力妄，使蚊主跨剧系杆链合龙崇口张狱开至横设计绒理论逝长度剩，合膊龙系芝杆，纲全桥忠合龙悬。3、大跨雅度钢助桁拱验桥合娘龙方扰法研木究8#墩合龙口前端位移(mm)上弦下弦系杆转角xzxzxzθ(。）77557055-164540.0287#墩合龙口前端位移(mm)上弦下弦系杆转角xzxzxzθ(。）77497049146-0.028表注缸：以最上位牲移量登中，x为顺鼠桥向懂位移呀，以颂向7#墩为正拉，z为竖纤直位你移，姑以往面上为哪正；θ为杆厌件转埋角，弹以顺屑时针幼向为缎正。3、大跨度强钢桁拱掏桥合龙定方法研姥究3.3合龙害计算钢桁拱洪合龙计电算-合龙拖口位展移表(调索刘及纵茫移198障mm之后)8#墩7#墩3、大跨豪度钢姑桁拱腰桥合防龙方测法研移究3.3合龙泽计算钢桁执拱合赖龙计瓜算-钢梁采主跨广合龙净口示巡寿意图4.1问题块的提辩出在本味桥钢酷桁拱苦施工花中，渗若采遗用从6/拥7/性8#墩墩顶织开始双肠悬臂架汪设的施竭工方法冬，则需娱要设置允墩旁托法架作为帮起始节别间的施龙工支架煤，最突瓦出的食问题辅是：鉴如何拘确保侨钢梁招在双割悬臂宏架设寄过程哗中的睛倾覆倾稳定夜，特别磁是钢惧梁最场大悬群臂时摩处在滑台风姥期，台需要凡确保府考虑崇台风跃作用稍下钢郑梁双柄悬臂滋架设丧的安感全。4、大吨位斗墩旁托歪架施工储技术研想究4.2与钢折梁固棵接的兵墩旁切托架大胜关辨桥之前甩的钢梁援架设，验往往将源墩旁托省架和钢袍梁起始根节间分待离设置丛。大胜蜘关桥主距墩墩旁狂托架如睬仍然采堵用此种稿思路，崭则墩旁酱托架结寸构比较否庞大，板且钢梁他架设过甜程中的谈倾覆安及全不满致足规范凭要求的1.3锈.4.2与钢梁触固接的沾墩旁托扇架新的影思路丈是，醋将墩猛旁托鹅架与榜主桥么钢梁胆连接间为整直体，千在安健装过容程中礼，托故架作静为钢支梁的亲一部努分，常共同妹受力辰。这益样，亏将安铸装过抱程中化的倾煌覆稳态定难量题转纷化成锯结构香受力本，托叛架立他柱根寨部和传承台覆顶固上接，滴具备娱抵抗鼓拉压穗功能盆。同让时，贯在墩押顶起捧始四缓节间遥安装陕过程钟中，尾托架定和钢珍梁之副间具吹有水附平、损竖向肠、横及向位辅移可嘱调措宏施，讯在墩亩顶四感节间量安装振完成衫后，瞎精确爆调整抄钢梁续三向肠位移旷，满凉足线双形要协求后临将托方架和饰钢梁还固接岩。4.2可调钢恋梁空间羞位置的灰墩旁托酒架4、大吨读位墩瞎旁托旬架施繁工技葱术研棚究4.2可调词钢梁啊空间节位置坊的墩术旁托晴架4.2可调掘钢梁寨空间兼位置低的墩策旁托抢架4.2可调列钢梁膜空间劝位置小的墩皂旁托扰架4.3墩旁托贪架的安诵全验算墩旁营托架钉是本户桥钢畏梁架率设的搬生命盏线，玩控制究着全争桥的犯施工唤安全恰，而7#墩墩旁威托架更豪是全桥著安全控补制中的浅重中之餐重。在突墩旁托散架设计戴中，除谨了考虑认施工过岁程的不橡平衡荷冠载，还廊要重点涉考虑台沸风的影棚响。经过躺计算共，6#、8#墩旁托绵架立柱妨最大受梦压约180残0t，最大稿受拉50娱0t，7#墩立发柱最芳大受包压约250帮0t，最大情受拉10间00犹t。5.16/8术#墩吊胖索塔而架的那设计火与施牌工吊索塔碗架高度68染.5悦m，单桁矿中心立落柱受力胞约35护00遣t/桁，前想后吊索反每桁（拌共三桁驶）设置售三层。5、大吨派位多愚层吊耕索塔辞架施庭工技弯术研素究5.26/幅8#墩吊姓索塔昏架的馒设计电与施圈工5、大吨擦位多产层吊稿索塔落架施鼓工技彩术研程究吊索均灶采用高确强平行谱钢丝，与钢丝强倒度为17霉70铅MP息a，外包PE保护层若。第一匙、二哗层拉虎索容泄许应绪力［σ］≤0.帮50悠Rb。第三廉层拉四索容座许应欢力［σ］≤0.妙45石Rb。5.37#墩平野索设答计、栏施工三个方抬案：5、大吨潮位多前层吊或索塔者架施庸工技蚁术研恐究5.37#墩平闪索设樱计、讨施工方案一装为双层躲吊索塔肥架方案猫。本方辱案的优余点为拉拣索索力臂较小，放相应地双，索的姨工程量锋也相对脾较小，讯但缺点刊是多了阅一台吊帮索塔架胸的工程卵量，并谊且受塔疯架安装馆的影响砌，7#墩钢笑梁架第设工拒期增摊加两喘个月态。方案二叙为单层何平索方殖案。本纪方案的镇优点是图省去了芹一台塔星架，7#墩钢梁稻架设的着工期也珍最少；弱缺点是6/四8#墩的执拉索吐和塔增架工木程量毙增大初，6/钩8墩钢梁营的架设煎工期加陆长，工冻期安排脖不合理纤；其中太最主要少的缺点魔是7#墩仅有奴一层拉帆索，竖衔向位移恋和转角钢无法同话时调整柱到位，漠钢梁合被龙困难位。5.垒37#墩平章索设业计、字施工方案挠三为港三层密平索退方案互。本舒方案对的优张点是华省去幅了一拖台吊梨索塔土架，带加快更了工督期，艳钢梁哲合龙河口竖芦向位句移和愚转角构的调阁整较咱为方恋便，罪合龙坟风险倒可控委。5.37#墩平索风设计、职施工实施方括案：5.37#墩平索尾设计、童施工5、大吨位糟多层吊捆索塔架表施工技而术研究（1）大迷跨连悉续钢柱桁拱贺桥安膜装技录术六跨连樱续钢桁趴拱采用片从两侧生往跨中密架设、危跨中合爬龙的总耐体方案粒。钢梁慕在可调仁墩旁托姐架上悬敬臂安装肌，通过6/为8#墩上设眠置多层帝吊索塔干架拉索纲，7#墩上幸设置桐多层纳水平颈拉索渴来调弃整钢雹梁内青力和捞位移之，直贸至合充龙。本桥钢沃梁安装辨方法已蜜获国家寄发明专锈利（ZL扰2旷00蝇7劈燕1惭00晴53私00货9.狐9）。（2）大设跨度蝴连续除钢桁奥拱合不龙技缺术提出至了“调索+纵移”的钢器梁合努龙方储法，冬本合客龙方宗法不简需要采顶落偏梁，匪节省耽了大烂量大维吨位隐竖向因千斤尾顶的假费用语。本合龙淋方法已魔获国家疏发明专污利（ZL踩200建71薄00帽530岩07.隙X）。6、主拼要技某术创封新点（3）大吨远位墩旁并托架施蝴工技术通过谢研究扫，本馆桥摒蒜弃传康统的绸墩旁巧托架垄，设驴置上同托架皇、下栗托架彻和上来下托精架分挤离口勉的新的型托殖架型童式，卡将墩近旁托其架与贴主桥姿钢梁制结合遮，解劝决了坏钢桁孙拱双均悬臂拜架设冻过程财中的述稳定卖，并拔使托驻架具三有水梯平、趴竖向拌位移扭可调掀功能专，解挪决了榆钢梁框的偏黎差调夸整问录题，峡保证翠了钢鼠梁合截龙的点精度林。（4）大吨玻位多层涉吊索塔狐架施工干技术为控闯制钢炕梁大祖悬臂挤时杆睬件应蹦力和圣悬臂泡端挠扣度，劣架设称过程叶中6#、8#墩各设君吊索塔搞架一座愁，7#墩设三之层平索雀辅助架挥梁。。6、主禽要技具术创拿新点（5）采用70严t爬坡吊德机安装想主拱钢晋梁。此过吊机具节有在拱套上爬行皇后退、碑变坡调敞平、三绪支点反汇力均衡论调整的织功能，肆既有