南京大胜关钢梁架设

京沪高速铁路南京大胜关长江大桥钢梁架设施工技术工程概况主要技术特点施工组织关键工序技术创新目录一、工程概况1、主桥桥式布置

南京大胜关长江大桥是京沪高速铁路的控制性工程，也是沪汉蓉铁路及南京铁路枢纽的重要组成部分。主桥全长1615m，孔跨布置为：两联(84+84)m连续钢桁梁+(108+192+336×2+192+108)m六跨连续钢桁拱。2、设计标准按六线标准设计，京沪高速双线、沪汉蓉双线、南京地铁双线。京沪高速设计行车速度300㎞/hZK活载沪汉蓉线设计行车速度200㎞/h中－活载南京地铁设计行车速度80km/hB型车辆活载

3、钢梁桁架结构

主桥采用三片主桁连续钢桁拱结构。主拱拱圈矢高84m，跨中拱圈桁高12m，拱脚处拱圈桁高56.8m。除主墩两侧各四个节间长度为15m外，其余均为12m。平弦部分桁高16m。4、主桁杆件主桁节点为焊接整体节点。桁拱轴线为折线杆件。主桁弦杆采用箱型带肋截面。箱型杆件与节点板对拼连接，H型杆件插入节点板连接。最长的竖杆约24.2m，最长的吊杆约52m分三段制造。最厚的节点板68㎜，最重的拱肋弦杆119t，最重的下弦杆约58t，最重的支承节点约88t。5、桥面系

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。桥面板采用分块制造，横桥向每节间分为五块，纵桥向分成两段，最大的桥面板重约33t。在工地，面板为熔透焊接，其余均为高强度螺栓连接。

6、主要钢材全桥主要结构采用Q420qE、Q370qE和Q345qD钢材。内力大的受压拱肋杆件及节点板采用Q420qE钢材，主桁及桥面系采用Q370qE钢材，联结系及轻轨选用Q345qD钢材。Q420qE钢材分布示意图(红色线条表示)工程概况主要技术特点施工组织关键工序技术创新目录1、主桥钢梁为三主桁结构,线形控制难度大，合龙要求高。

二、主要技术特点2、桥面为正交异性钢桥面板与主桁下弦结合的整体桥面，桥面板制造、安装精度高，对位难度大。3、主墩钢梁采用双悬臂架设，双主拱合龙技术。二、主要技术特点4、钢梁安装阶段主墩支点反力大，达8000t/桁，支点布置与调整难度大。5、钢梁刚度大，合龙点多，合龙口位移调整难度大。6、杆件吊重大、吊高高，采用水上大型浮吊安装，对位难度大。7、航运繁忙，航道使用受限。难点三桁高差控制主桁线形控制误差管理难点主墩墩顶调整手段主墩调整设施布置主体结构安全难点安装阶段调整合龙阶段调整支点反力8000t/桁刚度大三主桁结构工程概况主要技术特点施工组织关键工序技术创新目录

在钢桁拱设计中，设计计算和杆件的选配都是按照结构一次成型来考虑的，杆件也是按照一次成桥的无应力长度来生产的。要使钢桁拱架设完成后应力状态和线形满足设计要求，钢桁拱架设过程必须满足下述两个条件：（1）支架上或悬臂拼装架设的杆件必须按无应力状态安装；（2）边跨或主跨合龙时，合龙口的空间尺寸必须满足合龙杆件无应力安装的要求。1、总体施工方案6#、8#墩三层吊索塔架全伸臂架设7#墩三层水平索双悬臂架设墩旁托架与钢梁固结主要手段：调整索力、钢梁预先纵移辅助手段：合龙口顶拉装置、温差微调2、预拼场设置主预拼场2处，辅助预拼场1处。3、钢梁杆件转运起重码头3处，提升站4座。4、施工布置5、施工方案要点

1）钢梁架设采用从两侧往跨中架设、跨中合龙的总体方案。

2）南侧从10#墩向8#墩，北侧从4#墩向6#墩方向架设钢梁；

3）6、7、8#墩顶2个节间在墩旁托架上架设，其余节间钢梁为双悬臂架设；

4）6#、8#墩顶各设三层吊索塔架一座，7#墩设三层水平索辅助架梁。

5）钢梁共设4个合龙口，两边跨各一个，两主跨各一个。6）钢梁采用双悬臂合龙，先合龙边跨，再合龙主跨，先南主跨后北主跨。

7）4#～0#墩钢梁在5#～6#墩边跨合龙前，60t架梁吊机调转回4#墩，从4#墩向0#墩方向悬臂架设。

8）桥面板采用分块安装的方案，在本节间安装，横缝在本节间焊接，纵缝滞后两个节间焊接；横肋与弦杆、纵肋与纵肋之间高栓滞后两个节间终拧。5、108m跨钢梁架设

1）108m跨钢梁采用膺架半悬臂架设施工。

2）利用4#、10#墩提升站在临时支墩上拼装3个节间钢梁，安装60t架梁吊机，架梁吊机逐节间架设钢梁至5#墩、9#墩。

6、192m跨钢梁架设

1）60t架梁吊机悬臂架设7个节间钢梁至边跨合龙口。

2）利用浮吊安装6#、8#墩墩旁托架，墩顶两个节间钢梁，调整钢梁高程、中线并与托架固结，主跨侧安装70t爬坡吊机，边跨侧利用400t浮吊架设钢梁。

3）利用70t架梁吊机和浮吊双悬臂架设6#、8#墩钢梁，直至边跨合龙口。

4）7#墩同步进行钢梁双悬臂架设。7、边跨合龙

1）通过钢梁纵横移及顶落梁，调整边跨钢梁合龙口坐标，以适应6#、8#墩钢梁合龙口位置，进行两侧边跨钢梁合龙。

2）边跨合龙后，解除6#、8#墩墩旁托架和钢梁的连接。

3）6#、8#墩钢梁整体向主跨纵移181mm，6#、8#墩支座纵向约束。8、336m主跨钢梁架设

1）安装6#、8#墩墩顶吊索塔架；

2）6#、7#、8#墩架梁吊机拼装钢梁至第8节间；

3）6#、8#墩挂设张拉第一层索，前索753t、后索725t。

4）7#墩挂设张拉第一层水平索，张拉力1305t；

8、336m主跨钢梁架设

5）6#、8#墩拼装至第11节间，挂设张拉第二层索，前索986t、后索1018t;

6）7#墩钢梁拼装至第10节间，挂设张拉第二层水平索，张拉力1274t。

8、336m主跨钢梁架设

7）6、8#墩拼装至第13节间，挂设张拉第三层索，前索1508t、后索1566t；

8）7#墩钢梁拼装至第12节间，挂设张拉第三层水平索，张拉力1460t；

9）第二层索补拉455t，第三层索补拉214t。9、主跨合龙

1）解除6#、8#墩支座的纵向约束。

2）通过合龙前的调索以及8～10#墩钢梁纵移微调，将合龙点的位移、转角偏差调整到安装精度内，依次安装拱肋下弦、上弦和斜杆，完成主跨钢梁拱肋合龙；9、主跨合龙

3）拱肋合龙后，解除7#墩墩旁托架与钢梁的连接；

4）释放第三层索索力，使主跨系杆节点栓孔对应，安装系杆合龙点，进行系杆合龙，完成全桥合龙。工程概况主要技术特点施工组织关键工序技术创新目录四、关键工序1、主墩墩顶钢梁架设

1）调整钢梁支座、墩旁托架的中线和高程。

2）架设墩顶两节间钢梁，精确调整钢梁中线和高程，将钢梁与托架固结。

3）墩顶4个节间钢梁采用浮吊架设。

4）支座均就位于理论位置，将6#、8#墩支座纵向临时约束。2、边跨钢梁合龙

1）合龙前，保持6#、8#墩钢梁不动，调整9～10#（4～5#）墩钢梁位置。

2）采用浮吊或架梁吊机完成合龙杆件安装。

3）根据计算，10#墩钢梁落低0.445m，9#墩起顶0.031m，9～10#墩钢梁向8#墩方向整体纵移0.055m，将合龙口调整到设计理论位置。

4）依次安装合龙口下弦、上弦和斜杆。边跨合龙后，安装10#墩正式支座。四、关键工序四、关键工序四、关键工序3、主跨钢梁合龙

1）特点：

悬臂跨度长，合龙端挠度、转角大，合龙对位困难。合龙点多：钢桁拱合龙有6根弦杆、3根斜杆、3根系杆，共有12根合龙杆件，须分步合龙。

合龙精度要求高：钢梁采用多点合龙，按照设计理论尺寸安装合龙杆件，精度要求高，施工难度大。

合龙前辅以吊索塔架进行钢梁悬臂安装，拱桁合龙后，吊索塔架参与主梁受力，受力体系复杂。合龙时，需通过调索、顶拉力、温差、加减载等措施，体系转换复杂。

合龙点坐标影响因素多：受温度、索力偏差、钢梁制造安装偏差、安装荷载、钢梁刚度系数、固定支座纵向位移等影响。调整时竖向、纵向位移相互影响，合龙时较难掌握。

单位荷载6#墩前端位移7#前端位移节点△x△z△θ△y节点△x(mm)△z(mm)△θ(°)△y(mm)(mm)(°)(mm)(mm)第一层索增加100t上弦-13.422-0.005-上弦3.260.002-下弦-12.322-下弦2.85.9-第二层索增加100t上弦-20.538.4-0.013-上弦612.70.007-下弦-17.738.4-下弦4.612.7-第三层索增加100t上弦-28.761.8-0.028-上弦9.120.90.014-下弦-22.861.8-下弦6.220.8-合龙口竖向力100t上弦39.6-107.60.066-上弦-53-119.4-0.073-下弦25.7-107.1-下弦-37.8-118.8-合龙口水平力100t上弦-20.239.6-0.022-上弦27.7530.031-下弦-15.639.6-下弦21.352.9-温升10℃上弦16.4-32.50.041-上弦-23.4-40.3-0.038-下弦7.9-32.7-下弦-15.4-41.5-横桥向100t55542）主跨合龙口敏感性分析2）主跨合龙口敏感性分析在合龙口节点上施加竖向力对竖向位移最有效；调整第三层索索力对竖向位移及转角效果明显；水平顶拉、温度变化对纵向和竖向位移均有改变；横向加载对中线偏位效果明显。

根据上述分析，对于合龙口的调整，以调整最外层索索力和整体纵移6#、8#墩钢梁为主要调整手段，同时准备辅助合龙措施。

3）合龙措施钢梁位移调整

根据计算，192m边跨合龙后，钢梁整体向跨中方向纵移181mm，以克服主跨合龙时的纵向偏差。主跨合龙前，通过6#、8#墩调整索力，调整边跨侧钢梁前端位置，使其主动迎合7#墩两侧钢梁位置，从而实现主拱合龙。

8#墩合龙口前端位移(mm)A37'S37'E37'竖杆吊杆xzxzxzθ(。）-76.937.0

-72.4

37.1-151.935.1-0.020.087#墩合龙口前端位移(mm)A38'S38'E38'竖杆吊杆xzxzxzθ(。）-76.9

36.9-72.4

37.1-1.335.0-0.020.08南主跨合龙口位移表(调索及纵移181mm之后)

合龙措施

根据主跨合龙口敏感性分析，以调整最外层索索力和整体纵移6#、8#墩侧钢梁为主要手段，同时准备辅助合龙措施。辅助合龙措施有：在合龙杆件上采用长圆孔加圆孔合龙铰的结构措施；水平顶拉设施微调；温度变化调整；竖向移动荷载调整；逐步打入冲钉调整。长圆孔加圆孔合龙铰结构

4）合龙步骤

两侧钢梁采用对拉，再度精调钢梁中线；打入下弦长圆孔钢销；利用下弦顶拉设施或钢梁纵移微调，调整下弦合龙口尺寸，等待温度变化，打入下弦圆孔钢销；利用上弦顶拉设施调整上口间隙，打入上弦圆孔钢销；至此，钢梁在跨中呈六点铰接状态。依次在下弦、上弦及斜杆的合龙点上打入50%冲钉、上足30%高栓，替换冲钉，退出钢销。主拱合龙后，释放6#(8#)墩支座临时纵向约束，完成体系转换。4、系杆合龙

主拱合龙后，系杆合龙口尺寸比理论长度短150mm，需逐步释放第三层索索力，使合龙口张开到理论长度。第三层索前索释放1158t，后索释放1200t。按标准设计杆件安装系杆，完成系杆合龙。工程概况主要技术特点施工组织关键工序技术创新目录1、不设顶落梁实现大跨度钢桁拱合龙施工方法

主拱安装采用三层吊索塔架、墩旁托架与钢梁固结、辅助三层水平索的施工方法，通过调整索力与钢梁预先纵移实现跨中合龙。与传统的合龙方法相比，取消了大型墩顶布置与设备，避免了顶落梁调整钢梁的繁琐过程，规避了合龙施工风险，主动调整合龙口位移与转角，解决了支点反力大的三主桁结构采用常规顶落梁方法难以将合龙口