港口双层钢桁架连续梁主桥钢结构设计

龙华港双层钢桁架连续梁主桥建造技术汇

报

内

容一、工程概况及建造范围二、主桥主要技术参数及特点三、主桥主要建造难点四、主桥建造总体思路五、主桥建造过程中的关键技术六、主桥现场施工情况简介七、结束语一、工程概况及建造范围1.1

工程概况龙华港桥是丰溪路（规划滨江路～龙水南路）道路新建工程2标中的桥梁段，位于新规划的上海徐汇区沿江公共开放空间内，它跨越龙华港，与上海世博园浦东园区隔江相望，是集交通和景观功能于一体的一座桥梁。桥梁为南北走向，与黄浦江西岸线近乎平行，由主桥和南北侧引桥组成，全桥长345M。主桥跨径组合：82.5+82.5=165M（双层钢桁架连续梁钢桥）北侧引桥跨径组合：3*30=90M南侧引桥跨径组合：3*30=90M(预应力混凝土连续箱梁）(预应力混凝土连续箱梁）龙华港桥地理位置图主桥立面图主桥桥面平面图主桥标准段剖面图主桥中墩剖面图主桥边墩剖面图主桥采用全焊接板桁结合形式，现阶段上层桥面为双向4车

道+人行通道+观光平台共计宽25

米，下层桥面为人行通道净宽为

12.6~13.6米。主桥钢材采用Q345qD,板厚最大50mm,钢桁架节点区域部分材料厚度方向应满足z25性能。主

桥整体投钢量约3700吨。（含观

光平台、人行通道、防撞栏杆等附件）本工程主要参建单位：设计施工总承包——上海市政工程设计研究总院钢结构专业分包——中船江南重工股份有限公司钢结构现场安装——中交三航局兴安基公司钢结构专业分包施工范围：主要包括主桥材料采购、主桥安装分段的建造和整体预拼装、主桥的涂装、主桥安装分段的运输到现场、施工过程中按国家相关标准进行的检测和实验以及现场安装完成后分段大接头的焊接等工作。1.2

施工范围二

主桥主要技术参数及特点2.1

钢桁架梁钢桁架梁形式选用的是三角桁，线条简洁，节点处相交杆件少，外形能够满足景观效果且符合现代桁架桥梁的发展趋势。主桥两榀钢桁架与桥梁竖曲线平面呈15°角

布置，主桥横断面为倒梯形。钢桁架标准节间距设计为11M,中间平段桁高为7.0M,中间支座处

10.4M,边支座处7.8M，之间圆弧过渡。钢桁架上下弦杆皆为箱型，腹杆截面有工字型、王字型和箱型三种。桁架节点采用整体节点板形式，节点处桁架腹板采用厚35~50mm且

具有Z25性能的钢板，以减少焊接变形和焊接残余应力的影响。2.2

桥面体系上、下层桥面体系采用钢正交异性板和横梁体系，有效增加了钢桁架平面内的刚度和材料连接的差异性问题。上层桥面板厚14mm,纵

向采用8mmU型加劲,间距600mm。上层桥面沿路脊线向两侧各设有2%

的横坡。下层桥面板厚为10mm，采用10mm扁钢加劲,间距300mm,不

设横坡。上弦杆截面图下弦杆截面图腹杆截面图典型钢桁架节点弧段的节段节头节尾两点标高按竖曲线数值，中间直线连接，把桥梁的圆弧转化为直线节段，方便了主桥钢结构的加工制作。三

主桥主要加工建造难点1.主桥的空间结构复杂，设计院的施工图纸是通过数学参数表和空间坐标来表达主桥各分部的空间关系和构件的尺寸。如何在建造周期紧张的情况下消化、理解、校核并应用这些数据是建造过程中的主要难点。2.主桥为全焊接形式，焊接节点形式多，焊缝质量要求高。如何在建造过程中保证焊接质量，控制好焊接变形等不利因素对主桥建造精度的影响是建造过程中的又一难点。3.主桥安装分段的立体建造和整体预拼装是难点之一。4.建造完成的主桥分段体积大、重量重，如何吊运装船和绑扎固定也是难点之一。整个主桥在设计图上沿桥长方向划分为15个节段，位于桥梁竖曲线圆四

主桥建造的总体思路4.1

现场吊装方案根据设计院、安装单位和我司共同协商并经专家评审后确定方案，主桥将分成5个分段进行吊装（长度方向分为5段，宽度方向不分段），现场采用1100吨大型浮吊依次进行主桥安装。主桥安装分段划分图4.2

主桥建造总体思路：主桥的建造先分解成以下几个分部分别进行：钢桁架、上层桥面、下层桥面和独立构件。在车间内先进行不同分部的平面分段（如上、下桥面分段、钢桁架平面分段）和独立构件的制作（如中横梁、两榀钢桁架间的连系横梁以及下层桥面与中横梁的连接立柱等），然后在外场装焊平台进行主桥安装分段的立体建造和主桥的整体预拼装，最后将整体预拼装检验合格的主桥拆分、装船并驳运至现场进行安装。4.2.1钢桁架建造思路4.2.2主桥桥面分段建造思路

主桥安装分段建造和整体预拼装思路上层桥面桥宽方向建造划分图5

主桥建造过程中的关键技术5.1 计算机建模校核主桥空间尺寸技术主桥的计算机建模包括平面建模和三维建模。平面建模钢桁架上弦节点图钢桁架上弦节点参数表节段名称α1α2α1'α2'α3α4α5α6β1β2γ1γ2θ11θ12θ13θ14θ21θ22θ23θ24S8(N8)90.705589.294590.762589.237589.306989.060189.180389.180287.052692.947444.947642.811376.183776.183776.184276.183386.985086.985086.991186.9786S7(N7)90.702589.297590.759389.240789.303789.060489.184489.184287.065292.934845.486742.152876.183476.183476.183976.183086.985186.985186.991486.9791S6(N6)90.612789.387390.662389.337789.403389.170889.289089.288987.440392.559745.749942.753476.174476.174476.174876.174186.988786.988786.993986.9837S5(N5)90.483189.516990.522289.477889.551789.326189.439689.439687.982092.018045.547943.390876.163676.163676.163976.163386.993086.993086.996986.9891S4(N4)90.353589.646590.382189.617989.701189.478089.590189.590188.523591.476545.282943.713876.155376.155376.155576.155186.996286.996286.999186.9934S3(N3)90.223989.776190.242089.758089.851489.629589.740589.740589.064990.935144.967443.978376.149676.149676.149776.149586.998586.998587.000386.9967S2(N2)90.094389.905790.101989.898189.924889.779589.890789.890789.606390.393760.672444.193176.146476.146476.146576.146486.999786.999787.000586.9995a11a12a13a14a21a22a23a24a31a32a33a34a41a42a43a44a12’a22’a32’a42’S8(N8)20262155289793620142155289794919192155289710431907215528971056S7(N7)20452162296794120332162296795319392162296710471926216229671060S6(N6)20462128298894820352128298895919532128298810411942212829881052S5(N5)20272111301095920182111301096819542111301010321945211130101041S4(N4)20062108302097019992108302097619522108302010241946210830201030S3(N3)19832109302898119792109302898519492109302810151945210930281019S2(N2)190510443035992190310443035994189010443035100618891044303510081125112511251125b1b2c1c2Lh1h2h3h4S8(N8)6091492430048011110153582360735613587S7(N7)6146486830048011110143575361535553594S6(N6)6102490930038008110113572360835513588S5(N5)6058494830028005110073574360135543580S4(N4)6042496230018003110043578359735573576S3(N3)6030497130008001110013582359435613573S2(N2)6023497730008000110003576359135553570e1e2e3e4f1f2f3g1g2g3g4g5g6g7g8g9g10g11g12S8(N8)1231235286821803189968519877122115121517785541828574191812871880S7(N7)16416449773817801930S6(N6)19719743865017691902S5(N5)20020043058217781872S4(N4)2002004455551789185868119687002060121717725631806570187612601839S3(N3)1951954695391802184668519866972044121517775541827569186412531828S2(N2)9599592877611202183617136942031557186212361810平面建模的作用通过对钢桁架的二维建模，我们能够把整榀桁架的上、下弦节点单元图和腹杆图等形成完整的钢桁架平面图，从而使得各节点单元和腹杆的构造关系一目了然。建模的过程既是对设计院通过精确数学计算得出的参数数值的校核又是一次钢桁架虚拟的平面预拼装的过程，为以后的钢桁架实物建造提供可靠的数字依据。二维建模后的钢桁架及对应尺寸图三维建模主桥的三维建模必须与已确定的施工工艺相结合，如主桥的安装分段接头的位置，主桥桥面分段与钢桁架的接头位置、形式等，建模的过程中须充分考虑这些工艺因素，以免以后的工作反复。三维建模可先从主桥的纵、横骨架开始，先由基本的点、线建立主桥的基本框架，后依次按钢桁架、桁架联系构件、下层、上层桥面直至建立完整的主桥模型。主桥框架轴线及分段位置线图主桥标准节段三维模型图为保证主桥三维立体模型的精确，在建模时尽可能从基本数据出发，尽可能少利用设计院通过数学方法计算得出各部套施工图中的二维数据，而是充分理解设计院蓝图中各类数据的起源，由最基本的状态开始进行建模，以求与施工图互相校对。三维模型建立后我们可以很快得到主桥任何部位、任何状态下的坐标数据，为获得主桥安装分段的立体建造、主桥的整体预拼装所需的建造和检测数据打下了坚实的基础。5.2验大型整后体节点终板式桁猛架节点肠的制作羞和主桥码焊接变社形控制故技术主桥结许构中两不榀纵向喊的变截置面钢桁膝架的制困作加工滚是本工航程技术沟和质量羽上控厚制的重概点。而茫大型整志体节点另板式的桁果架节脾点又护是钢锐桁架示制作酒加工叹中的正难纽奉点。装焊完危成的典可型钢桁筋架节点痰图整体钥节点字板式龙的桁芦架节葬点单醒元的逼制作桁架争整体刑节点派板拼刑焊钢桁岛架节乎点单瓣元装农焊流附程5.2园.2主鼓桥焊接魄变形控柜制技术钢结构桨的焊接伍变形是警影响钢堆结构建丹造精度斑的主要雹因素。嫩在借鉴芒以往多项重洒大钢搭结构孩工程丽的焊六接经死验的辛基础上，针穗对本工牵程主桥缠的首制栏分段制顽作进行谣焊接贺工艺缓研究闭，同答时根昏据首鞋制段的实凉际构职件变燥形的客测量惑，调监整焊倍接工板艺宅的各飘项参握数形捐成适夹用于灶本工令程主术桥焊借接施坚工工宪艺。焊接变阻形主要而有以下惕几种：叮纵向收获缩和横惨向收缩谁；角变枯形；弯后曲变赞形；波黎浪变形备；扭曲倘变形等祝。影响臭焊接费变形践的主剖要因甜素：（一全）焊甲接加雾热量波的影偶响堡焊接征线能缓量；熔焊接阻方法仗；焊给接尺喊寸和胶焊接萝位置想等。（二）美结构刚找度的影页响构锻件的尺愈寸和形后状；胎手夹具的傍影响和稍装配焊恶接顺序斜。建造欧中控量制焊榨接变裙形的唉主要主措施肚：（一叛）原环材料树上控丧制娃钢板呀材料焊接材示料（二慕）设铅置合饲理的洪焊接虫工艺续参数（三）掉采用适梢当的工砖艺方法膜反变纺形法和择刚性固膜定法的爹应用。（四镰）采贿用合介理的绕装配艘和焊完接顺前序（五也）其咱它措焰施蚕如对良施工避图纸层中的沟焊接继坡口网做合陵理的押优化停；在筹焊接去长焊器缝时需应从扇中间向两端饼施焊并铜采用分源段退焊鼠法及多人对称焊算接法同单时运用跳；根据笨首制分心段的勤测量结赢果在零窗件切割阴、加工终时预留焊接收缩看余量、译采用焊焰前预热羞及焊后鸡保温征缓冷措匀施。5.拨3主桥安卸装分段还的建造南和主桥决整体预黎拼装技觉术主镇桥安装佛分段的忽建造在房诚外场的才重型装焊平台上棉进行，疏平台上响有一台他150斥T和10泼0T的船门座式添起重机担配合主涌桥分段居的建造贷吊装工途作。外场陶主桥嚷分段动建造糕平面斩布置继和吊地车图5.推3.阔1主桥准整体植预拼缴装胎承架的征设置羞主喜桥的略安装捎分段泽的建累造采疾用正比造的辆方法择，安颜装分陕段的萝建造寇和主让桥的常整体预拼聚装都在寄整体预戏拼装胎圈架上进徒行。预奴拼装胎桌架必须届根据结蜜构实体重情况，进棒行坐标扎转换，郑然后根弃据转换的坐标性设置施胎架顿，整苦体预羡拼装脱胎架哥搭设长度约生165其M,桥将宽方向趟每榀主辞桥钢桁架下指弦杆果底部白设置益一列剪。胎相架的从高度圣随香桁架剑下弦惕杆的鞭线形道变化乖，以脉主桥亏中墩下弦窝杆最违低处愚为基点准点赠作为酸胎架觉高度的最亡低点颜（约谷14悟50期mm绵）。挥胎架的盲间距犯应对婆应下犯弦杆辈箱梁肥内的霞横隔限板的廉间距。胎转架主要沾材料为塔20#诱槽钢、舍14m芝m钢板及赔100朝*10贱0*1海0角钢略等，胎冠架间应眯连接牢养固。整体建璃造胎架佳布置图整体建极造胎架蜘实景图主桥茶安装赤分段付的建顺造和执整体逝预拼为装主桥最标终在装体焊平台孙上建造柏成5个行现场安装分段。华安装分固段之间负除与中著间段相淡连的两元个分段丝式单边催留有怕10遗0m时m加归工余蛾量外沃其余慕分段车间内都咽不留余射量（整池体预拼臣装胎架溜搭设时州在此两接头拢处水苹平拉及开3测00伙mm暴间距纺）。洲余量迁待整桥建造筝和预暂拼装汇完毕蛾，检基验测熟量并业和现工场测氧量数扯据拣相互袍校核盟后切逐割多深余量斑。主脾桥分贿段的跌建造嫩由主桥的中墩迟向两边望墩依次粒进行，往建造的慢过程其攀实也胶是主桥剑预拼装枣的过程倾。主桥码安装分段建舅造的流蝴程示意核如下：a.组装馅汽车琴侧钢慌桁架叉平面忽分段b.组装诵对应驶轨道汉侧钢恶桁架作平面岁分段c.组装田下层奶桥面贱分段d.组装上拿层桥面签中间分掠段e.组装上蓬层桥面专边跨分易段5.4主桥安经装分段区的吊运元装船及熟固定绑启扎技术5.付4.歌1吊运头装船富及运疫输设件备的炉选择根据对冤主桥5庸个安装阻分段的冤外形尺添寸和重量进行跌分析，罗主桥安没装分段楼的装船周和运输采饶用一睬台1晃30嚷0T猴大型抬浮吊汽和3绿条运鬼输甲候板驳民船来线完成覆。主桥安巴装分段如外形尺贩寸及重歪量统计浑表：主桥蚊安装荒分段任参数辅表分段编号长（米）宽（米）高（米）分段重量（吨）北二段~25.625~9.3~465北一段~49.925~8.4~821中间段~34.025~10.6~665南二段~44.025~7.8~735南一段~30.825~9.1~534(1)浮吊的升选择及蜂特性装船旱用的穿浮吊华选用期稳强尼3号响（1厨30饥0T出），启主要惨性能煮参数讽：船体参鸣数：载重观曲线诊：负荷洪状态侦：船长94米型宽30米型深6.5米吃水4.0米总吨位4842吨净吨位1452吨(2)运输驳炸船的型铜号及性裳能主桥5沾个安装枕分段的宵运输将辟采用以盆下3条畜甲板系驳进抽行驳喉运，煌除驳保船外役驳1舌#运输左1个阀安装亏分段焰外其目余两别条驳第船各随运输鸽两个铸分段艘。驳执船的筹型号少及性驱能见师下表：驳船性赢能参数而表船名种类吃水

主尺度

（长*宽*深）负载（吨）重任502甲板驳3.8476.2*23.16*5.0850003600DWT甲板驳2.475.6*30*4.23600外驳1#甲板驳1.575*30*2.830005.4抖.2安装丙分段魔吊耳驰的设茄置主桥分竟段的吊埋运装船属采用1万300景T浮吊宪的主钩猎（双钩父）进行绢抬吊，筛每个主住桥分段上锦桥面西设置唯8个迎吊耳贤，吊捆耳位贯置根讽据主信桥分近段的没重心角位置查尽量昨对称沈布置妇，吊勿耳主板（厚视度取3镇5mm惯,Q3派45钢荣材）顺僵桥向设弓置对应众主桥钢蜂桁架的秧腹板位绪置，吊忍耳主板昆两端亡各设置只横向加功劲板一星块（厚脱度取2板0mm冤,Q3团45钢酒材），康吊耳主贴板两侧盛各设环爱形加强凭腹板杏一块（胜厚度取垫20m手m,Q菠345翅钢材）枣。以分聋段最重课的主桥标北一段奇为例，备吊耳结夺构及胞布置如江下：吊耳遮加工拴过程宇中工独艺关蚕键点祖：（1粥）吊耳设顷置位置银应对应彼桥面安薄装分段承的硬档候，如吊揭耳主板流对应主玻桥钢桁帮架的候腹板，驻吊耳横待向加劲迹板对应涨主桥桥辞面下应遣设置加杂劲板确眼保传力芹。（2村）吊盈耳吊相环孔悠原则胀上应光采用内镗孔竿，若灾采用踪蝶气割仅方式萄，则酱孔眼花应当同打磨恢光顺淘，域孔边尘应倒在圆角腾，以娘免吊命装过毫程损天坏吊作装器丘具。（3驼）吊漏耳主德板与阔主桥乌的全尤熔透治焊缝处焊后础应进拔行1颗00朝%超躬声波随探伤窜，其杰余角牙焊缝汤应聪进行扯磁粉耍探伤爬抽检雀，确蔑保焊貌缝质虚量。5.摸4.舍3安装群分段碗的装后船装船译流程5.4胳.3主桥仪安装虽分段践绑扎握及固余定鞠安装寸分段班吊装洗前在佳运输巩驳船血上必扁须设爱置牢勿固的奇垫墩葵，垫爽墩的谨高度朋根据安装治分段的死下弦线朝型设定削。垫墩设置在甲芹板驳船香上横舱阵壁位置尚