大跨径悬索钢桁加劲梁桥面吊机架设施工工法

大跨径悬索桥钢桁加劲梁桥面吊机架设施工工法

2011年4月1、工程背景2、工程特点3、工艺原理4、关键技术创新点5、施工工艺流程及操作特点6、工程质量与施工安全7、工程应用情况8、社会及经济效益目录大跨径悬索桥钢桁加劲梁桥面吊机架设施工工法是以贵州坝陵河大桥工程为依托进行总结形成的施工工法。坝陵河大桥是沪瑞国道主干线跨越坝陵河峡谷的一座特大型桥梁。桥址两岸地势陡峭，地形变化急剧，起伏大，河谷深切达400～600m，桥面至常水位面高约370m。大桥组成：主桥及东、西引桥主跨跨径：1088m；全桥长：2237m国内首座跨径超千米的单跨双铰钢桁加劲梁悬索桥，同时也是典型的山区峡谷大跨径桥梁。钢桁架加劲梁由钢桁架和正交异性钢桥面板两部分组成。一、工程背景一、工程背景一、工程背景桥型断面图一、工程背景钢桁加劲梁组成：主桁架、主横桁架、上（下）平联节间长10.8m，全桥分100节间，桁架高10m，宽28m。一、工程背景主桁片主横桁片西岸东岸91#81#20#10#钢桁梁断面及临时“铰”一、工程背景一、工程背景桥梁建设条件典型的山区峡谷地形——

黔西地区的高原重丘区跨越坝陵河大峡谷，河谷深切达400-600m，桥面距谷底370m两岸山高坡陡，无施工场地地形变化急剧，起伏较大钢桁梁跨度大，主跨1088m，世界第六、国内第一；大桥的建设条件特殊。桥位地处黔西地区高原重丘区，地形地貌复杂，施工场地极为狭窄，没有钢桁加劲梁的梁段拼装场，桥下溪沟也不具备水上运输条件，使得钢桁梁的运输、拼装及架设都需要采用非常规施工工艺和手段；桥面吊机架设法首次运用于悬索桥。桥梁设计期间明确了将桁架结构“化整为零、集零为整”的施工工法，推荐采用全回转桥面吊机和桥面运梁小车结合的上部结构架设方案，在工厂内将钢桁梁杆件首先进行试拼装，确保满足进度要求，分拆为杆件运输到工地，利用引桥桥面，组拼桁架片，可以最大限度节省施工场地，节省费用；二、工程特点设置临时铰架设工艺研究，主缆线形变化情况分析，吊索及杆件受力计算分析，国内首次提出了在钢桁梁上弦杆设置临时铰的施工架设工法，有效释放主桁刚接的钢桁梁施工架设应力；临时牵引钢桁梁梁段悬臂架设后吊索不能直接安装就位，需通过专项牵引机构对加劲梁悬臂端进行整体提升以使吊索就位安装，钢桁梁悬臂端的整体牵引提升施工是钢桁梁常规架设中所没有的二、工程特点充分利用和发挥常规起重机械进行吊装作业的特点和优势，针对钢桁梁的特殊结构形式以及悬索桥上部结构施工具有的漂浮性和柔性特点，研发专用的步履式全回转桥面吊机，钢桁梁设置“临时铰”改善杆件受力和桥面线形，将悬索桥钢桁梁空中架设以类似陆地常规起重架设方式进行作业，确保架设精确性、高效性及作业安全性。钢桁加劲梁首节梁段采用杆件散拼、整体拼装及吊装架设、浮吊架设。一般架设单元采用步履式全回转桥面吊机按设有临时“铰”的逐次刚接法进行悬臂架设。临时“铰”按照逐次刚接法架设施工过程有限元分析结果进行设置，以适应主缆在加劲梁架设过程中的线形变化，确保架设过程中吊索及加劲梁杆件内力不超过设计允许内力。加劲梁架设接近跨中合龙前，线形逐步逼近成桥状态，临时“铰”部位下弦杆水平拉力基本为零，进行临时“铰”闭合施工，拆除临时连结。三、工艺原理单个架设梁段的主桁架和主横桁架采用平面构架法拼装，架设顺序按照先主桁架，后主横桁架，最后平联及附属结构的顺序进行。一个架设梁段悬臂架设完成后，采用牵引机构对加劲梁悬臂端进行整体牵引，安装悬臂端吊索，完成单个架设梁段的架设任务。一个架设梁段完成后桥面吊机步履走行前移至前端，依照前述步骤依次架设一般梁段，直至合龙段，跨中进行主梁合龙，完成加劲梁全部架设任务；牵引机构通过液压千斤顶顶升作业调整主缆与加劲梁之间的距离，安装吊索。牵引机构由牵引索夹（钢构件）、牵引吊索、张拉杆、千斤顶、托梁等部件组成。三、工艺原理根据特殊的桥梁建设条件，综合分析研究钢桁梁的架设方案、施工工艺流程，采用“化整为零，集零为整”架设方案，首次在国内悬索桥钢桁加劲梁架设中研究和运用桥面吊机悬臂架设方法；首创了单边两铰逐次刚接法的钢桁加劲梁架设施工新技术和新工艺。通过“临时铰”降低了架设施工中的结构内力，使截面和材料选型更为经济。结合施工架设工法，对临时铰的设置、抗风稳定和闭合、架设设备通过临时铰等各种施工工况进行了计算分析和施工控制，形成了一整套多铰逐次刚接法的钢桁梁架设关键施工技术；四、关键技术创新点成功研制和应用了步履式全回转桥面吊机、桁片运输车等专用设备，设备使用效果良好，钢桁梁架设精确性高、费用省、安全可靠；成功研究架设设备通过临时铰的施工技术，临时铰闭合、钢桁梁跨中合龙技术；吊索安装所实施的间接牵引施工技术，中长及短吊索区偏心吊装施工技术（L型、C型吊装技术）四、关键技术创新点加劲梁架设计算分析首节梁段架设一般梁段主桁架架设一般梁段主横桁架架设平联及附属结构架设悬臂端牵引提升，吊索安装桥面吊机前移施工准备下一个梁段架设一般梁段架设完成合龙段架设临时“铰”设置一般梁段架设临时“铰”闭合架设设备拆除，架设完成五、施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程考虑索塔周边的起吊设备作业半径、桥面吊机的工作性能以及结构受力安全等因素，架设方式如下。方式一：杆件架设法在索塔侧搭设落地支架或者墩旁鹰架，采用索塔周边的起吊设备或者桥面吊机在支架（鹰架）上进行单根杆件架设拼装，安装吊索。架设顺序一般先底层杆件，再逐步向上；也可以先纵桁再横桁的顺序进行。整个梁段拼装完成经检测符合精度要求，然后整体更换高强螺栓进行节点固结。五、施工工艺流程及操作要点5.2操作要点首节梁段架设方式艺二：之平面膊构架赏法架区设将杆件认按桁架贯平面结闭构拼装缴，以桁硬架平面清结构为悬单元进华行架设衔。架设齿顺序先痕主桁、旦后横桁黄、最后龙平联。方式牙三：尖整体乌梁段拥吊装在塔底呀搭设预灵拼场，芽采用常居规方法尊进行首怜节梁段袋整体拼端装，利居用以主畏缆为支返承的起剩吊设备牧进行梁增段整体尼吊装，璃安装吊挽索。起吊半设备取在使减用前火必须疯进行网性能影检验约和荷群载试白验，创确保衬起吊估系统刑满足乘吊装进重量主要求盆。有条性件的来江河误湖海抄地区坝还可冬以采护用在的预拼肾场将弹首节须梁段易整体意拼装将成型正，利野用大输型浮风吊整站体吊扛装架盘设，杰安装矩吊索片。五、盆施工傻工艺看流程难及操兰作要比点一般梁鸦段架设一般茶梁段矩架设烘采用长步履砌式全黎回转营桥面事吊机得悬臂煮拼装是架设犯。单个卫架设涌单元鞠一般您由两称个桁吃架梁疫节间煮组成认，采宜用平钟面构坡架法奔拼装端，由泊运梁挡车运潜送到阁位，桥通过阴桥面贤吊机怎将主市桁片布及主奇横桁甚片平扰面构慕架架奶设到玻位，智主桁织架一生端与掩前一办梁段漆相应零节点颤由高筑强螺抽栓刚情性连谷结，毒另一腐端悬膀臂，衡主横吵桁片规与主脊桁片师刚性辣连结昏。单个久架设德梁段什悬臂拌拼装萌完成扛后，污通过所牵引事机构斤对悬厕臂端失节点透进行国牵引允提升错，安陆装吊蚂索，否完成溉一个希架设翁梁段笔的架栋设任司务。桥面吊忧机前移莫一个架垫设梁段阵，就位交并锚固炊，进行忘下一架册设梁段姓的架设淡。五、施推工工艺芬流程及柜操作要婶点加劲梁毫杆件在则工厂及状车间加声工制作兴完成后窜，必须料进行立拉体试拼臭装检验荣，验证你各杆件柄的相互悔匹配关淋系，检姿验杆件仇的加工惹制作精跪度及制歉作误差届，然后躁将各杆削件进行丸详细编豪号，做祝好标记爪，以备磁现场拼灭装用。加劲户梁运拉至现叶场后紫，一指般按壁照架呈设单咸元进丢行杆槽件平息面拼紫装即呀可，订检验宇平面敏构架轨的拼廊装精陪度。戒主桁梯片平远面拼蒜装采袋用1+1模式它进行胜，拼含装采命用2个相凯邻架浓设单哗元桁孝片进仍行，姑检查侍拼装疏几何叶精度允，满丢足设羞计要汇求后器，解匪除架愁设单辞元之股间的槽临时剧连接艰，由姨拼装谷场专宣用设豆备起鹿吊出心运，柜进行霉悬臂衰架设嚼作业担，剩随下架溜设单峡元留魄作下置一平毁面构残架拼寒装接凡口。或依次坏循环警上述冠拼装辱工艺计进行兵加劲样梁平样面构身架拼荣装。5.2枕.2.舱1加劲蕉梁拼筒装五、然施工止工艺蛛流程逼及操礼作要门点加劲梁旬桁片及提杆件运窑输采用存专用运蔑梁车。运梁拔车应可适应逆加劲严梁在率架设于过程盘中的罩线形鼻变化晌及临隔时铰嗽状态号，满焰足纵条、横腐向运旷输稳袍定性势要求援，轮拐压满川足钢卧桥面众板的庸局部罗应力戏及变灯形要猪求。嫁运梁四车可漆以是剖单个垄小车浙，也垫可由阅两个室单体弓小车存组成访。运输沃轨道勿布置症在已林经架浩设完塘成的睁加劲举梁正疲交异轿性钢您桥面盼板上准，为粒方便怠桥面忘吊机资起吊叠，加默劲梁五桁片拼需采旋用“直立含式”状态留运输闻。5.色2.鹿2.竿2构件运歼输五、给施工抗工艺忙流程哭及操捷作要伴点加劲梁勺运输图五、句施工愈工艺浩流程候及操瓦作要烧点1、架毫设步冲骤1）桥郑面吊宏机行杰走至捐加劲晚梁前辩端，男机身熊调整膨并锚谣固，秒大臂眯回转18调0°起吊加译劲梁平舍面构架失，然后碗旋转至敏安装位哑置，大贱臂调整险对位，扩加劲梁搜平面构抄架与安荒装对接傍点精确阔对接，弹安装拼份接板，闭利用冲汇钉及工决具螺栓洞进行拼赌装作业弓。待所总有接口餐拼接完草成并具搭有足够讲数量的纲冲钉后宾，桥面究吊机大换臂松钩影，加劲慕梁呈悬拴臂状态进，然后榆进行高土强螺栓蝇施工，洞高强螺蛛栓施工乳需满足遮设计和妇规范要卵求。5.物2.帅2.你3梁段乎架设五、料施工闹工艺禁流程婶及操副作要错点2）架俘设顺参序是辈先纵锋向主组桁架蒙，后捧主横养桁架唉，最列后平轿联。夕单个轻架设勤梁段岂若由过两个叉或者肃多个牵节间孝组成无，横计桁及净平联趴架设氏应按险节间位逐步闲推进饥，依盯次架皆设以长确保牢架设帐精度岩。在饼悬臂内拼装疼架设液中，直根据屿现场即情况忠需调旷整主妄横桁俗架吊颂装角应度以组精确浊对位垮。一般梁跪段架设夫步骤见找图。主桁泉架及铸主横郑桁架抽架设登见图辅所示耽。五、施母工工艺约流程及刃操作要驼点主桁架及主横桁架架设五、施哑工工艺神流程及锯操作要追点对于中祸、短吊辩索区，多主缆和胀猫道会堪和桥面罚吊机发脆生干扰翠，因此屯需采用广特殊吊朵具辅助值。特殊且吊具简有两烟种形帽式：L型吊帐具和C型吊劝具1）中长却吊索区友主缆斜罗度较大残，采用L型吊具堪辅助架撒设。2）短亦吊索滋区主谱缆平郑缓，驾采用C型吊具刘辅助架烧设。2、特殊迹吊具五、施父工工艺最流程及朴操作要棒点L型吊巡寿具作荣业五、梢施工撒工艺钳流程准及操厨作要兄点C型吊具抢作业五、纯施工妄工艺压流程元及操访作要厚点加劲梁口悬臂架客设后，感吊索不负能正常棋安装，导需在主苹缆与桁隐架之间软设置牵佳引提升拜机构，阔通过牵仆引机构夹工作安驴装吊索羊，完成衔单个梁凡段的架土设作业未。牵引提拐升分两陶种形式骡：直接严牵引和绿间接牵服引。直踪蝶接牵引强是指吊钢索上设恢置牵引意机构直珍接牵引野钢桁架驰来安装管吊索，甘其它牵境引形式哈为间接颤牵引。牵引提螺升机构努由临时司索夹、帮临时吊叫索、吊浆架、张答拉杆、柱张拉千券斤顶组蛙成。牵引贞作业络中各四千斤滨顶需拘同步故顶升脉，时泻刻观顿察和壁记录健油泵穷工作日状态渣及牵撒引力门值变塌化情伐况，患确保好牵引砌作业顶安全富。牵引傍提升五、施糊工工艺栏流程及损操作要啄点牵引菠机构甘及作假业五、塑施工险工艺科流程鸡及操振作要肾点钢桁漠加劲顶梁架帜设过绩程中唯，梁续段逐佣次刚妨接，冷主缆由线形朱变化菌大，伸杆件掀内力盆及吊弹索力晕不断班增大述，因化此为有释放话逐次艰刚接丧法架李设中例加劲违梁杆针件及怕吊索步的过少大内辆力，农消减洒应力籍峰值村，在厌加劲祝梁主蒜桁架唇上弦饰杆设脏置“艺铰”匀接形见式的女临时答连结雄构造涛，即贺为临冈时“颈铰”坡。临时“铰”五、花施工坟工艺喷流程毙及操顺作要驾点临时“铰”设置沙在加办劲梁低主桁年架上戒弦杆敌，上裕弦杆往两侧惠腹板度各向灶上伸果出一僚个耳股板，重腹板惜外侧菌各安采装一斥个带隶耳板且的拼蛙接板桌，耳恰板上调设置杠销轴岗孔，涨与销访轴形范成铰况节点造。临学时铰巴处下嗽弦杆嫩、下衫平联壁断开量，上土弦杆盼与斜垫腹杆备、上翅平联坡之间买设置些临时某连结哑构件覆。临时“铰”设置五、施宫工工艺弄流程及岩操作要扭点临时“距铰”形端成后，踢该部位摸下弦杆天及下平信联断开净，使得辆其横向宜抗风稳斜定受到罢减弱，喇需设置横临时抗筒风拉索副结构连盗接并张剪紧前后括梁段以杯抵抗横肾向风荷且载。加劲焰梁抗书风稳灶定五、施斯工工艺渐流程及者操作要束点5.门2.窜4.余3架设设裹备过“铰”临时“铰”形成后畅，加劲晋梁顶面遍呈现较抄大的折骡角，使气得桥面宅吊机、啊运梁车唤等架设坟设备通冶过临时摆铰时出宴现障碍迹，需采铲取特殊宝的处理陷措施。1、桥面毅吊机过“铰”方式1）方式勇一：爬到坡过铰临时铰舍处的加兵劲梁架纹设单元药直接架添设成型滩，安装宇吊索，脖加劲梁戴形成折蜘线，通雁过对桥迟面吊机道行走轨强道进行桃支垫调头整高差丹，依靠爹行走推笛进油缸惯工作使宋桥面吊细机前移龄，完成蜻爬坡过“铰”作业。五、挥施工茫工艺贸流程伤及操字作要江点桥面吊呜机爬坡冠过“铰”五、施厌工工艺恳流程及致操作要伏点2）方式躺二：直虹线过“铰”临时锡铰处锦的加捐劲梁智架设录后，潮吊索靠暂不偷安装数，通沃过临崭时牵挂引机努构悬讯挂，锈临时益铰暂京不形服成，逐桥面避吊机漆按照镇常规那步骤选通过写临时职铰，铃然后袖临时变牵引损机构结进行遵牵引炉作业剧，临艇时“燃铰”点张开腾，吊禾索安运装就麦位。五、施肿工工艺宅流程及国操作要隔点五、施律工工艺艰流程及瓜操作要佛点2、运海梁车惰过“铰”临时功“铰疼”形纪成后可，该嗓部位币钢桥忙面板趣不能输安装蚊，需恳设置链能够昆适应乳临时宋铰变怕化的挨简易盆组焊腿钢构德件，货铺设奶轨道本，使滤运梁川车顺迷利过为铰。随着加担劲梁架走设推进封，加劲欠梁、钢词桥面板左及附属纵结构等假一期恒慨载逐步固加载到贝主缆上帽，主缆惨线形逼垒近成桥跨线形，员临时“蛛铰”逐专步闭合分。临时郊铰闭菊合实认行自低然闭苹合。察闭合钥期间岗做好江观测拼记录期，掌勇握好恋闭合梨时机慈，实析行无后应力耕闭合后作业胃。5.抬2.宜4.副4临时“铰”闭合五、辞施工嗽工艺纱流程喷及操蔬作要乐点临时幅“铰驼”闭姓合施换工五、施屿工工艺劣流程及症操作要知点合龙段电是加劲怎梁架设罪的最后坊架设单掉元，是网加劲梁才杆件制钳作误差摘及架设厘误差的稠汇集点毙，由此谜合龙段毙架设是钓极为关爹键和复唯杂的架草设施工蹦工序。合龙猴段架勤设首圈先是蛋进行蛋架设徐分析霞计算睁，预夺测主然缆及住加劲乘梁的雀线形胸状态材，有非针对锣性地举提出晌合龙等方案貌和措销施；晓其次稍是观赞测和擦分析士各种占误差撇的累下积情昂况，梢提出来误差革消除梢和纠截偏措袄施；卵第三血是计宽算和最确定老合理浴温度漆条件姥下的扩合龙维条件岸，提炉出合泥龙段予加劲搭梁杆拘件的怠备用蚊方案乡丰。合龙施萝工分梁沾段合龙但和杆件请合龙。件先合龙母主桁架藏，然后粱主横桁有架架设品。合龙悲段架队设五、使施工脾工艺慨流程提及操涛作要庙点钢桁思加劲介梁架缺设施从工须后建立巷健全乒质量赏管理怨体系廊，所率有操振作人递员均脏需培望训并嚷考核沙合格嚼后上站岗，疾做好璃技术配交底狮工作惭，增做强员策工质怀量意辜识。加劲梁碰拼装精躬度严格屡按照相商关规范蝴和标准搭执行。给严格按狠照加劲梳梁拼装处工艺流五程作业慈，认真梢检测单死个架设渡梁段的摊整体尺续寸及里颜程坐标训，拼装正精度满型足设计左及规范宏要求。高强螺喷栓施工直严格按毫照《钢结构颠高强度奶螺栓连船结的设刊计、施厘工及验颜收规程》（JGJ舱82-糠91）执眼行。谋加强嘉施工童质量紧控制汽，做假好施努拧扳液手的每标定麻及检迷验，各严格谜高栓立抽检示制度赵。六、工框程质量楼与安全认真洒贯彻“安全第宪一，预碍防为主”的安全纽奉方针，冲根据国陕家有关鹿规定建阀立健全巷完善的列安全组围织管理常机构，冤实行安扑全生产愤责任制皂，确保假安全生雄产的正鹅常进行者。认真预编制秃施工钢安全己专项献方案枣，对掉架设顶施工劈燕各工及序严蔽格进浇行安所全技持术交摆底，喝加强妹安全姜教育慢及培超训工等作。设计和烈配置专皱业的安炼全防护叔设施。桥面征吊机宣移机昆操作态严格砖按照禾安全赞操作呀规程扁进行,吊机斤移动御前及慎移动爷就位精后都纱要严忆格进氧行安和全检宪查,确保候吊机滋支垫浴及锚书固正欢确。六、工菜程质量逗与安全大跨度胃悬索桥扩钢桁加鹿劲梁桥俘面吊机庆架设施惨工工法迈成功运肥用于贵芳州坝陵题河大桥暗工程，201钓0年该工甩法还应善用到武暴汉二七于长江公弯路大桥渡的钢槽私梁及主鄙跨钢梁领悬臂架崭设施工助中。贵州砌坝陵多河大泰桥主盒桥采游用248＋108职8＋228珍m的单跨促双铰钢饭桁加劲督梁悬索储桥。主践桥加劲辆梁采用鸦全高强宰螺栓联租结的钢揪桁加劲限梁结构卧，全桥魄供51个架牌设梁蚂段，100个节扔间，验其中祖首节突梁段2个，标把准梁段48个，合倦龙梁段1个，采符用桥面嘴吊机悬搬臂拼装亏架设施缎工的梁帅段有47个，架搞设单元岩最大吊胆装重量70t，相酷应吊棕距22百m。钢桁瞧加劲梁捆高10m，宽28屿m。标准圾梁段咐架设辣从20龙08年10月中债旬开费始，20年09年5月18日主桥揉合龙，亩完成全丙桥架设睁任务。松加劲梁彩架设高墙效快捷做，节点宜对位准本确，架作设安装蛇精度高飘，架设椅质量优辛良，跨尾中合龙询段“零”误差肺合龙围，完咱全满茅足设争计及沙规范毒要求怀，整画体工初程质勺量受舱到一服致好睡评。七、工逝程应用供情况钢桁命梁拼舍装钢桁亦梁翻桨身钢桁梁桥面吊机架设钢桁梁贝运梁小波车转运钢桁础梁吊震装钢桁梁列主桁拼煮装钢桁梁检横桁拼悄装钢桁冶梁张寺拉牵薯引桥面臣板安设装桥面怪吊机坏移位七、工误程应用著情况大跨径粪悬索桥粱钢桁加螺劲梁桥颠面吊机家架设施摆工工法肿是一项凝全新的翅施工技最术，填赠补了国冰内该领消域施工少技术的羽空白，膜推进了脾大跨径猎悬索桥镜施工技淹术的进竭步。与传统才的悬索万桥加劲馋梁架设能工法相眉比较，贡桥面吊夹机架设吵施工工衬法在生币产效率哲、经济糟成本有身独特的坦优势，怒跨径越劳大，选协用桥面房诚吊机架阶设工法铜优势越香明显八、社瓦会及经屿济效益桥面吊窗机悬臂此架设使讯加劲梁闷架设施虎工一步沿成型，皱减少后沿期的线语形调整溪，可连环续均衡吓施工。单个架竿设单元减平均架造设周期颈分析：主桁架漫片（两垄片）架雁设：1d主横桁妥架（两馒片）及睬附属构当件架设伴：2d牵引银提升倘安装碍吊索穷（含梦牵引找装置毯安装融）：0.迅5d钢桥麻面板鸭（四景片）集及附四属构值件架鸽设：1d桥面吊怜机移机享及锚固特：0.5忙d单个咳架设永梁段延（包坝括附咱属构勿件）恋架设京施工询净工莲作时面间可揉以在5天内价完成旧，架超设施乱工高角效快矮捷。采用桥军面吊机翼架设的尘前期准替备及后忌续拆除肥等工作灭单一，惧可以和慢现场施亭工同时洁展开，乘不发生务干扰，饶不占用辜关键工块期时间量。8.维1工期宣效益八、刚社会团及经罩济效窃益对于超扒千米跨