施工新技术-大瑞铁路澜沧江桥钢管拱二次竖转施工关键技术 (1)课件讲解

澜沧江特大桥

劲性骨架钢管拱二次竖转施工关键技术中铁大桥局集团有限公司二0一八年五月跨越天堑超越自我Content目录1

研究背景2

研究内容3

关键技术及创新点4

国内外同类先进技术对比一、研究背景--研究背景拱桥作为山区地形最常见的桥型之一，他具有跨越能力大、承载能力高、维修养护费用低和造型优美等诸多优势。其主要施工方法有转体施工法、劲性骨架法、少支架法、同步提升法、无支架缆索吊装法等。拱桥无支架法施工基本上采用斜拉扣挂法、平转法、竖转法和平转竖转组合施工，澜沧江特大桥劲性骨架钢管拱首次采用二次竖转施工技术。南盘江大桥扣挂法施工北盘江大桥平转法施工澜沧江大桥二次竖转施工文峰大桥竖转加平转施工二、研究内容保山瑞丽大理本项目--项目工程概况本项目位于新建大理至瑞丽铁路，大理至保山段，跨越澜沧江。主跨342m矢高82.416m

大瑞铁路澜沧江大桥为主跨342m的上承式劲性骨架钢筋混凝土提篮拱桥，全长528.1m。采用缆索吊机支架上拼装拱肋节段、劲性骨架钢管拱二次竖转法转体合龙。保山岸大理岸--项目工程概况2.1技术原理

钢管拱肋施工采用工厂制造预拼散件进场，现场缆索吊机支架上散拼，拱脚及拱肋1/4处设置转铰，利用两岸设置的锚碇，通过计算机控制整体提升、下放技术进行二次竖转，完成中间转铰、跨中及拱脚合龙。钢管拱肋拼装及转铰布置

两岸顺着山体安装拱脚转铰和拱肋支撑架，大理岸下段骨架后仰65°后，从下往上在68.672m处设置扳起转铰（中间转铰），上段骨架再后仰65°，转铰上段骨架顺着山体在支架上利用缆索吊拼装。保山岸拱肋下段骨架后仰62°后，从下往上在92.774m处设置扳起转铰，上段骨架再后仰58°，顺着山体拼装。上段上段下段下段65°65°62°58°卧拼支架系统

两岸拱座位于澜沧江山坡侧。根据拱肋拼装时支点的受力状况，结合山体及地形的实际走向，布置山体支撑架。利用桥梁主体结构的承台和墩身布置支架立柱。既减少了拼装荷载对山体产生的不利影响，又减轻了支架立柱布置的困难，减少了拼装支架的工程量。山体支撑架墩身支撑架扣拉索布置BS-KS1BS-KS2DL-LSBS-LS（已转换）DL-KS1DL-KS2两岸拱肋各设置两层扣索、一层拉索，每层扣（拉）索共4束，每束扣（拉）索均由31根钢绞线组成，全桥共布置扣拉索20束，其中最长束达750米（保山岸拉索）。竖转锚碇体系的布置

全桥扳起和下放锚碇共设置3个，分别为M1、M3和M4，M1锚碇采用桩基承台结构，该锚碇为大理岸拱肋上、下层扣索后锚以及保山岸的扳起拉索后锚。M3、M4锚碇采用岩锚结构，M3锚碇为保山岸拱肋下层扣索后锚；M4锚碇为保山岸拱肋上层扣索后锚以及大理岸的扳起拉索后锚。M1锚碇M3锚碇拉压杆的布置为了抵抗中间转铰以上部分拱肋扳起时向江心的水平拉力和一次竖转完成后二次竖转开始前中间转铰处的压力，分别在2#墩和6#台处设置拉压连接杆。通过承台或岩锚锚碇承担受力。保山侧缆风系统布置图大理侧缆风系统布置图风缆系统布置

为保证竖转停滞过程拱肋横向稳定，两岸分别设置两道风缆，风缆系统采用4根32钢丝绳和岩锚锚碇做为主要受力结构。竖转控制系统的布置

竖转控制系统由钢绞线及竖转油缸集群（承重部件）、液压泵站（驱动部件）、传感检测及计算机控制系统（控制部件）和远程监控等几个部分组成。其竖转驱动千斤顶、液压泵站的布置和规格型号如下：

TX-350-J连续千斤顶：

额定荷载：350t；

钢绞线锚孔：36个；直径：635mm;工作行程：6m/h；投入数量：21台。TX-80-P型液压泵站：额定压力：31.5MPa；

总功率：50Kw；额定流量：80L/min；投入数量：6台。大理岸中间铰以上部分扳起65°后，中间转铰合龙，解除拉压杆约束大理岸拱肋整体下放55°锚固保山岸中间铰以上部分扳起58°后，中间转铰合龙，解除拉压杆约束保山岸下放62°后，大理岸下放10°，调整线形后，在跨中合龙二次竖转总体施工顺序及步骤完成拱肋山体拼装大理岸第二段拱肋扳起65°检验、调整拱肋轴线报检焊接中间铰弦管，合龙半跨拱肋向下竖转55°半跨拱肋向下竖转10°保山岸第二段拱肋扳起58°检验、调整拱肋轴线焊接中间铰弦管，合龙半跨拱肋向下竖转62°签证报检签证拱肋线形、标高全面调整报检签证锁定、跨中合龙拱脚纵筋连接拱肋连接拱脚段合龙大理岸拱脚纵筋连接拱肋连接保山岸拱肋线形、标高全面调整二次竖转施工流程二次竖转现场施工步骤拼装完成两岸拱脚转铰、中间转铰和拱肋劲性骨架。挂设竖转大理岸对应的牵引索BS-LS，安装大理岸两层扣索，起扳时扣索暂不施加初张力。安装位于拱肋上部的侧向风缆。逐步增加BS-LS索力，扳起大理岸上段劲性骨架（起扳控制最大索力不大于计算值1.05倍）。大理岸一次竖转拱肋拼装二次竖转现场施工步骤大理岸上段拱肋竖转至27°位置，调整上层扣索索力，使拉索（BS-LS）和上层扣索（DL-KS2）共同受力。待上段拱肋竖转65°与计算拱轴线重合后，侧向缆风张紧，焊接中间铰部分的8根弦管，此时由拉索BS-LS和上层扣索共同受力，下层扣索（DL-KS1）控制一定的初张力。中间转铰合龙大理岸一次竖转启动大理侧二次竖转前，调整拉索和扣索内力，使中间铰处的拉压连接杆力接近零，退出连接销轴，解除中间铰附近的约束。启动拉索BS-LS，使扣索DL-KS2按照一定的张力控制，把半拱拱肋整体竖转下放25°后，缓慢张紧DL-KS1；把半拱拱肋整体竖转下放45°后，拆除拉索（BS-LS），转换至大理岸，用于保山岸竖转。二次竖转现场施工步骤大理岸二次竖转拉压杆解除二次竖转450继续竖转半拱拱肋至55°位置，停止大理侧半拱的转动。按照预定方案使保山侧上段拱肋分别竖转至7.5°、35°和58°位置；拱肋转动至7.50时，保山上层扣索BS-KS2进行初张。待保山岸上段拱肋竖转58°与计算拱轴线重合后，焊接中间铰处的8根弦管，此时由DL-LS和BS-KS2共同受力，BS-KS1扣索控制一定的初张力。二次竖转现场施工步骤保山岸一次竖转启动保山侧二次竖转前，调整拉索和扣索内力，使中间铰处的拉压连接杆内力接近零，解除拉压杆约束。启动拉索DL-LS，使扣索BS-KS2按照一定的张力控制，把半拱拱肋整体竖转下放30°后，缓慢张紧BS-KS1，并拆除位于大理岸的拉索。按照预定方案使保山侧二次竖转部分分别竖转至50°和62°位置，转至62°位置时，停止保山侧半拱的转体（达到中跨合龙状态）。二次竖转现场施工步骤保山岸二次竖转

大理侧半拱竖转至65°位置（达到中跨合龙状态）。调整主拱线形，进行主拱跨中合龙。安装拱脚段弦管内纵向钢筋后，拔出拱脚预埋弦管，进行拱肋拱脚合龙。完成拱肋二次竖转，拆除两岸扣索，进入下道施工工序。拱脚合龙段安装二次竖转现场施工步骤竖转合龙三、关键技术第三章关键技术根据拱钢管拱肋拼装时支点的受力状况，结合两岸山体及地形的实际情况，在两岸山体和桥梁主体结构的承台、墩身上设置支撑架。中间转铰以下部分山体陡峭，支撑架设置在陡峭的山体上，采用扩大基础直接支撑在山体岩体上；中间转铰以上部分支撑架通过在引桥的承台和墩顶设置预埋件，支撑在承台或墩顶。拱肋拼装支架设计第三章关键技术根据两岸山体地势，在拱肋设置中间转铰。为了满足拱肋拼装到二次竖转的过程稳定，在中间铰下铰附近与山体之间设置有多功能连接杆，可以满足拱肋拼装、首次竖转拉力、首次竖转到位后的压力等。中间转铰及拉压杆设计中间转铰拉压杆第三章关键技术利用两岸山体地势布置竖转锚碇，分别采用桩基承台锚和岩锚结构作为竖转的主要受力结构。根据地质、地形的约束选择合适的锚碇，根据不同时期的受力，锚碇数量合理布置。竖转锚碇体系竖转岩锚锚碇桩基承台锚碇第三章关键技术首创竖转底铰和中间转铰安装工法，利用型钢支架进行现场定位和坐标调整，分部整体吊装，确保转铰结构同心同轴。竖转底铰和中间转铰安装采用现有80t缆索吊机进行吊装，不再需要提供其他大型起重设备。竖转底铰和中间转铰安装工法竖转底铰安装中间转铰安装第三章关键技术前拉索与后扣索动态同步操作，即保证拉索主要受力到扣索主要受力的转变。在上段拱肋转体时根据拉索索力逐渐变小，提前施加上层扣索索力120t(单索)，形成扣拉索同时受力，保证拱肋整体稳定，又不致拉索索力过大。本项目采用索力与位移双控的控制方法,主控计算机根据角度测量值计算出当前各索的索力,调整比例阀的流量大小驱动千斤顶,实现索力与位移双控。竖转同步控制计算机控制系统扣拉索同步操作第三章关键技术钢管拱竖转过程中同一拱肋完成上段拱肋扳起、中间转铰合龙、半跨拱肋整体下放、跨中合龙等状态。竖转时每2.5度进行拱肋坐标测量，发现拱肋坐标与设计值有偏差时，分开对单索微调扣拉索索力以调整拱肋坐标。在中间转铰及跨中处布置拱肋对拉体系，转体完成后对拱肋对拉锁定，保证合龙段施工质量。竖转合龙施工技术中间转铰合龙跨中合龙四、国内外先进技术对比澜沧江大桥为计算跨度342m，矢高82.416m，拱肋为拱轴系数m=3.4的悬链线提篮拱桥，拱肋劲性骨架为4管式桁架，总重4727t，桥面距水面270多米。是真正意义上的二次竖转，在世界建桥史上尚属首次;“二次竖转”角度之和达130度;同时，大桥单边竖放重量达2500吨。施工技术复杂，国内外处于领先水平。

国内外同类先进技术情况：蕴藻浜大桥独塔为支架拼装整体竖转提升丫髻沙大桥竖转平转结合竖转重量2058t平转重13685t澜沧江大桥二次竖转施工竖转下放重量2500t珍珠大桥一次竖转转体重量610t钢管拱二次竖转施工跟国内外同类技术对比，有以下几个优点：（1）“钢管拱二次竖转施工技术”为国内首创，该项技术拓宽了钢管拱桥施工的研究和发展方向，钢管拱桥