艰险山区钢箱加劲梁悬索桥上部结构施工关键技术

艰险山区钢箱加劲梁悬索桥上部结构施工关键技术中铁大桥局设计分公司中铁大桥局第五工程有限公司目录页研究背景1创新点及相关技术内容2国内外同类技术先进性对比3【目录】知识产权及他人评价4应用推广和社会经济效益5推动行业科技进步和提高行业竞争力6研究背景1目录页1、项目概况第一章研究背景本课题依托项目为普宣高速公路普立特大桥，普宣高速公路是国家高速公路网中东西向横12（杭州—昆明—瑞丽）高速公路进入云南境内的重要一段。普立特大桥位于云贵交界处。普立宣威普立桥项目位置云南贵州普立侧宣威侧普立大峡谷1、项目概况第一章研究背景大桥是普宣高速公路的控制性工程，桥位处地形陡峭，是典型的山区桥梁，主桥跨越普立大峡谷。1、项目概况第一章研究背景主桥为双塔单跨简支钢箱加劲梁悬索桥，双向四车道高速公路，该桥是国内首座山区钢箱加劲梁悬索桥。桥跨布置为：4×40+628+3×40+3×40=1028m。4×406282（3×40）1、项目概况第一章研究背景主跨共53个钢箱梁节段，总重约7680t。钢箱梁标准节段尺寸为28.5×12×3.0ｍ。最大节段重量146t。普立侧宣威侧2、建设条件第一章研究背景山高坡陡桥面与沟底高差400m冬季多雾大雾能见度仅20m峡谷风大最大静阵风风速49m/s3、施工难点第一章研究背景普立特大桥是国内首座修建于山区的钢箱加劲梁悬索桥，其主要施工难点如下：1、山区地形标高变化大，场地狭窄，钢箱梁制造、运输、存放难度大。2、峡谷高差大，先导索安装困难。3、阵风风速大，猫道抗风要求高。4、大跨度缆索吊线型控制、牵引和锚碇系统设置难度大。5、主塔内地形陡峭，钢箱梁起吊场地设置困难。6、主跨桥面与峡谷高差变化大，钢箱梁吊装难度大，风险高。4、研究目的及意义第一章研究背景针对项目的特点及难点，重点开展了以下科研课题研究：山区地形钢箱梁制造、运输、存放技术研究；V形峡谷先导索安装技术研究；猫道抗风稳定性研究；大跨度缆索吊施工技术研究；艰险山区钢箱梁起吊平台结构形式研究；艰险山区钢箱加劲梁架设技术研究。创新点及相关技术内容2目录页1、创新点一第二章创新点及相关技术内容创新点一：山区地形钢箱梁制造、运输、存放技术研究（1）钢箱梁无法整节段运输至现场，经研究确定采取化整为零的制造方案，板单元工厂制造，陆运至桥位后，现场按6+1胎架组拼成形，有效解决了大型钢箱梁无法整节段运输至现场的难题。12m2.4m板单元工厂制造第一轮节段预拼装汽车运输1、创新点一第二章创新点及相关技术内容创新点一：山区地形钢箱梁制造、运输、存放技术研究（2）采用轮胎式运梁车和可拆装式胎架，降低了钢梁运输通道对场地条件的要求，解决了大吨位起吊能力的问题。1、创新点一第二章创新点及相关技术内容创新点一：山区地形钢箱梁制造、运输、存放技术研究（3）针对山区地形场地狭小，提出了优先施工边跨引桥，采取桥上存梁的思路，降低了对施工场地的要求。1、创新点一第二章创新点及相关技术内容创新点一：山区地形钢箱梁制造、运输、存放技术研究实施效果良好：

桥上拼装和合龙过程中未出现配钻和洗孔等现象，确保了现场架设顺利进行，钢梁拼装拱度线形满足要求。利用引桥存梁25片，占全桥钢梁数量的47%，确保了钢梁吊装过程中工序的顺利衔接，完全满足施工进度要求。第二章创新点及相关技术内容2、创新点二创新点二：火箭抛索法安装导索先导索抛送器材主要有：火箭发动机、牵引钢丝绳、缓冲绳、先导索、发射架等组成。先导索前端接缓冲绳（长11m，目的：防止先导索被瞬间冲击破断），然后再接牵引钢丝绳（长6m，目的：防止被火箭喷射火焰烧断）。钢丝绳缓冲绳先导索第二章创新点及相关技术内容2、创新点二创新点二：火箭抛索法安装导索普立特大桥于2014年1月11日成功实施火箭抛索法架设先导索，抛索距离约1100m，整个施工过程仅5秒。本桥是云南省和大桥局首次实施火箭抛掷法安装先导索，为后续项目实施提供借鉴。中央电视台进行了视频报道。第二章创新点及相关技术内容3、创新点三创新点三：猫道抗风计算程序研发

国内外针对悬索桥主体结构的抗风性能有大量研究并有相关理论公式，但关于猫道这种施工结构的抗风性能尚未进行深入研究。

桥位处于峡谷地形，阵风风速大，因此有必要对猫道的横向抗风性能进行分析。3、创新点三第二章创新点及相关技术内容创新点三：猫道抗风计算程序研发猫道结构一般采用Mathcad数值软件计算：1、单根主索采用分段悬链线进行计算；2、可考虑竖向荷载和温度的影响；

3、无法进行横向静风作用分析；

4、无法进行猫道抗风动力特性分析；悬链线计算公式*第二章创新点及相关技术内容3、创新点三创新点三：猫道抗风计算程序研发考虑猫道结构在竖向荷载下的几何非线性和静风荷载非线性的双重影响，因而只有进行风荷载的全过程分析才能获得结构真实的静力失稳风速，对ANSYS软件进行二次开发，编写了横向风作用下猫道结构的稳定性计算程序。计算流程图*第二必章忘创新占点及亩相关拢技术观内容3、创新点破三创新点俗三：猫道抗芬风计算锯程序研肯发取得效远果：通过表计算号得出披猫道辫结构伞的最凶大横艰向抵扶抗风事速、红自振灿周期抗和振绪型图短。4、创新沙点四第二临章搞创新分点及密相关蚊技术悄内容创新点弦四：大跨铃度缆授索吊邀施工路技术缆索伞吊跨拖径布膜置为15那7.狸6+筐62葵8+聚15产8.然8m，钩下垄吊重200跑t，其主曾跨跨度蓬居国内疾前列。4、创新竟点四第二章害创预新点及顽相关技前术内容创新坟点四滑：大跨委度缆练索吊携施工绘技术（1）运用贩缆索烟吊主膨索、融牵引给索、仅起重嫂索垂价直锚靠固技闭术，将其锚劳固于主斥体结构添散索鞍杀支墩上估，节约补四个15伪00您t级锚碇呼结构。4、创新带点四第二脑章衔创新腹点及楚相关况技术务内容创新点废四：大跨满度缆偷索吊畅施工寻技术（2）提出责主索棍索鞍扁倾斜易设置惑技术灿，实便现了府边跨怀主索惩水平鼠变角车度功枪能，鄙避免鸣在索杨鞍上段设置狼水平栏转向挣机构。4、创新点引四第二章辟创违新点及剂相关技秒术内容创新尚点四狡：大跨云度缆刘索吊校施工邪技术（3）首创双驱摩擦卷寄扬机无绿极循环跳牵引技社术，其牵淘引速度户为传统虏方法的洗两倍，棋大幅缩工短吊装至时间。5、创新帅点五第二章凝创倒新点及职相关技袍术内容创新奶点五防：斜拉圆吊挂像式墩膛旁架词梁平糊台技顺术桥位处架主塔横劲梁与地坡面高差轧达85叠m，常脸规落畏地式旱支架益工程称量大钻，既逆有道见路无盏法到送达主菌跨内你，平工台安尖装和龙拆除殃困难证。5、创新忆点五第二祸章翁创新却点及信相关距技术真内容创新胖点五敲：斜拉峡吊挂延式墩克旁架朱梁平找台技菌术首创斜皱拉吊挂娱式墩旁眯架梁平板台技术，壳变底挠部支脂撑为绕上部杏斜拉帽。5、创新叨点五第二阴章宰创新极点及鉴相关智技术劫内容创新点禽五：斜拉春吊挂弟式墩美旁架剖梁平僚台技否术斜拉吊错挂式墩读旁架梁足平台的涨主要施穷工步骤沈如下：1、安装栋墩旁敢三角贯架，糊首节蚊段钢况梁旋危转90°，斜拉吊装法过主塔搬后，旋愧转、下扎放至三姐角架上焰支撑且桶锁定。5、创新延点五第二章爷创袖新点及桐相关技星术内容创新点滴五：斜拉吊寨挂式墩厅旁架梁貌平台技忌术斜拉巴吊挂炎式墩轻旁架桨梁平浸台的种主要递施工饭步骤允如下博：2、继小续吊拴装第亩二节扩段钢荒梁，赏将其涝与第饱一节鸭段钢设梁连位接，昆张拉狭斜拉枪索，形成佣钢梁嚷运输况至主赴跨侧倡通道--墩旁健架梁决平台。5、创新安点五第二章抹创洁新点及草相关技尘术内容创新献点五秒：斜拉朱吊挂喝式墩候旁架范梁平睛台技植术取得忆效果畏：采用斜季拉吊挂仆式墩旁泉架梁平勇台技术帮，利用士主体钢范箱梁形讨成起吊坛平台，洋大幅降龟低施工观结构工屑程量（钟节约钢敬结构50扇0t），婶通过搂利用句后期眠施工铃的缆翁索吊销进行苗平台舒施工主，降山低了秃墩旁酷平台得的设耐备投流入和尾施工闯难度方。6、创新点甩六第二煎章费创新块点及骗相关恨技术悟内容创新点柿六：首创五缆索却吊机绩旋转昏架梁毁法目前肯国内画山区长悬索歪桥均军采用津钢桁赞梁和旗砼加章劲梁至的结迁构形文式，点以解驾决大魄吨位该块段常整体瞧运输萝条件似要求隆高和简施工折场地醒狭小谜的问直题。常规病施工泊方法咬：为避开拥吊杆的着影响，麻在主缆拿外侧设口置缆索梨吊，缆桐索吊从磨主跨直胜接起吊读，然后衔运输至缎安装位命置。6、创新点收六第二章长创枣新点及刮相关技扁术内容创新广点六论：首创缆皱索吊机俱旋转架衰梁法普立酸桥是文国内瞧面临问题：艰险山区环境，当桥位处地形陡峭，主跨无法设置地面运输通道，无法垂直起吊，传统方法无法实施。6、创新点定六第二章唇创击新点及牵相关技领术内容创新苹点六水：首创缆则索吊机絮旋转架板梁法经反复劲研究，右提出了内“缆索吊琴机旋转渗架梁法”，并巾研制了蚀缆索吊批机旋转辈吊具。6、创新点因六第二滔章逼创新笋点及肃相关拐技术滨内容创新点俘六：首创缆起索吊机活旋转架咬梁法主要思温路：合炊理安排痕施工工宪序，为便筒于钢柿梁通酸过主通塔及记吊索长，在携引桥绣桥面尾将主裳梁90°旋转粘调整方坝向后，跑先利用敬台车将洽钢箱梁恰节段运船输至主跨椒侧起筋始平台上梦，缆索隆吊起吊设运输至镜安装位控置，旋森转后下败放、安知装。6、创新排点六第二武章炊创新叉点及炊相关逼技术辣内容创新优点：1、无匪需在糠主塔越内侧幕设置福钢梁笑起吊拣平台池，降哨低了箭对施醒工场花地的扯要求疼。2、缆索诸吊沿桥丘中线布央置，索更鞍直接槽布置在补主塔上垄横梁上名，无需师加大主蓬塔宽度府，扁担者结构小液。6、创新点呆六第二章逢创浅新点及遍相关技温术内容创新点采六：首创捐缆索榴吊机历旋转威架梁锯法普立劫桥于201倍4年11月24日吊装迫首片钢拌箱梁，201未5年1月9日成烤功合饼龙。国内外同类技术先进性对比3目录页第三章蒙国内个外同类技术先况进性对辈比国内首创座山区钢郊箱加劲良梁悬索藏桥相比汁于山简区钢陶桁梁若悬索纯桥，脖其工田程造疤价节溪约273兴6万，工期喊节约2个月。第三蚊章咱国录内外马同类技术先箭进性对蚕比普立烫特大血桥形鸽成的头关键墓技术典有：（1）形成皂了山区投地形钢圆箱梁制碧造、运固输、存敞放成套抱技术；（2）成屑功应泼用火雕箭抛难索法鬼安装蛛导索剃技术戴；（3）编乌写了术猫道难抗风转计算稠程序巷；（4）形申成了仇大跨鹅度缆抱索吊大施工丹技术屯；（5）首康次应暖用斜杨拉吊梳挂式巾墩旁杰架梁误平台昼技术蛇；（6）首创龙缆索吊奏机旋转伙架梁法上述六项内末容是普立特大桥刃建造独技术宁的核集心，盏拥有益自主昨知识点产权励，为山晃区钢第箱加座劲梁役悬索过桥的圈施工泽开创勒了先叙河。目录多页知识产权及他人评价4第四絮章袭知识劲产权倚及他柏人评倒价申请撇国内暴发明碎专利玩两项标，实绍用新们型专保利一寨项：（1）一辅种通仓过缆换索吊加吊装画施工盟主梁誉节段怎的方用法申请创号：20关15此10勿02甩51钓92浩.6（发明期）（2）一读种柔绣性墩追旁架袋梁平漏台及势其施箱工方弱法申请号储：20且15谦10真25莲72痛90汗.2（发明垫）（3）一种话设置有须缆索吊忽的悬索看桥申请号乐：20丛15撞20暗03南40贩17想.9（实狮用新捕型）1、知说识蛇产既权第四章晌知侍识产权换及他人翁评价普立桥响开创了懒山区钢税箱加劲搂梁悬索泄桥施工透的先河烦，其施她工技术乞已步入画世界先绳进行列剥，应大螺力推广遣。项目得禽到了交时通运输竞部总工州程师周名海涛及甲云南省段交通厅工主要领外导的首粥肯。2、他人洁评股价应用推广和经济社会效益5目录页第五浅章里应用衡推广茶和经济社油会效益1、应盾用糊推势广猫道街抗风以计算遍程序已先后绵应用于仪鹦鹉洲印长江大垫桥、庙绍缆索吊摆机旋转殖架梁法已先络后应仍用于紧铁二天院丽枕香铁连路金胖沙江谜铁路谋悬索锅桥和油大桥群院华挡丽高某速公今路金忆安金陆沙江滔大桥竟的施弃工方粪案设唇计中狠。第五倒章原推广冷应用捕及经济社酷会效益1、应用姑推垃广丽香论铁路妥金沙期江铁颠路悬艳索桥冒仅主向跨跨焦中可纤设置揉钢梁翻起吊业平台衡，塔脊顶宽污度受蠢限，绪缆索堡吊只医能布躬置在齿主缆笨内侧宣，主烈梁施融工采谁用“缆索吊骗机旋转氧架梁法”成为最佳选择。第五笔章巡寿推广原应用跌及经济钳社会武效益钢梁免拼装/起吊完平台1、应用棒推翼广2、经匆济杆社受会丈效护益“艰险山尖区钢箱巧加劲梁耻悬索桥娇上部结秋构施工权关键技俩术”的轮成功匀实施任，从血技术政上保责证了普立特背大桥施工安全、厕优质、登快速的恭施工目固标，创新壁了多坝项施温工新险技术，取得英了约300福0万元的经济需效益。第五章仿推芹广应用功及经济姥社会竹效益2、经济值社夕会效危益大桥施廉工过程乒中，先后血在中舞央电渠视台降、云零南省活电视长台等县多家翠媒体敌和报炕纸上量报道。