[分享]国内首创连续77跨钢桁梁组合特大桥施工纪实

发表于2013-07-26     892人浏览     0人跟帖     总热度:10  

摘要:兰新高铁特大桥是168米预应力钢筋混凝土连续-钢桁梁组合结构特大桥,全长2708.07米,全桥为77跨无砟轨道桥面设计。国内史无前例的连续-钢桁梁组合结构,跨度也是全国最大。





   兰新高铁168米预应力钢筋混凝土连续-钢桁梁组合结构特大桥,一桥77跨飞架2700多米,两个主墩托起168米连续-钢桁组合桥,跨度全国最大结构。
   该特大桥跨兰西高速公路,位于青海省西宁市城东区,全长2708.07米,全桥为77跨无砟轨道桥面设计;主桥起自44#墩,止于47#墩。尤其是45#和46#主墩,76根桩基钻入地下最深达50米;桩基、承台、墩身、梁体,总计要使用27200立方混凝土;如果平均按2.5倍数概略折算,桥墩重达68000吨。按每节火车皮拉60吨货物计算,相当于1202节火车皮拖载的货物总量。主梁使用钢筋、钢绞线、钢桁等钢材4135吨,其中,仅钢桁Q370钢材用量,就重达769吨。工程宏伟浩大,设计新颖奇特,备受施工业界和社会各界瞩目,被誉为“千里兰新第一桥”,造价达1.6亿元。
   由于新建铁路与兰西高速公路呈20°夹角跨越,同时又因受到西宁站站坪高度、韵家口隧道埋深限制,线路高程既不能抬高,也不能降低,主桥梁部只有采用1联80+168+80米预应力钢筋混凝土连续-钢桁梁组合结构,才能完美保持设计线路整体线性的物理垂合。
   从桥梁力学设计上讲,整体梁部为单箱双室预应力混凝土连续梁,在中跨156米范围内,还要加设无竖杆三角加力钢桁梁,形成连续-钢桁梁组合结构。这种新结构最大的技术优势在于,它的物理受力特征与特点是:梁体与钢桁自重完全由预应力混凝土连续梁承担,涉及二期恒载(即临时荷载)和活载(即基本可变荷载,如列车自重及运行产生的离心力和冲击力等多载荷变化)由钢桁梁承担70%;从而使桥梁整体物理刚度大幅提高,结构徐变变形和气温变化位移率也随之明显减小;同时又显著改善了梁端转角,增强了连续梁刚度薄弱环节;使整个桥梁结构的物理竖向刚度分布更加均匀,有效降低了桥梁建筑高度,以适应高速列车安全平稳行驶的需要。
   全国首创168米连续-钢桁梁组合结构,跨度全国最大的技术巅峰,曾先后提出了三套不同的拼装方案。
   第一套方案——“先梁后桁”:主体梁部采用挂篮悬臂浇筑施工;加劲钢桁下节点,选择在1~14#梁段预埋;待两个边跨合拢、中跨全桥合龙,过运梁车后,再精确测定下节点预埋位置;按设计节间长度和标高,现场钻制下节点螺栓孔;搭设钢桁临时支架,安装钢桁杆件。用2台16吨龙门吊,从跨中开始安装腹杆、上弦杆、上平联和横联,并向两端延展拼装。
   第二套方案——“悬臂拼装”:主梁和预埋钢桁下节点,与第一套相同,但腹杆连接孔必须事先在工厂加工。拼装钢桁梁时,配合龙门吊,逐节向跨中推进。当主梁合龙、张拉、养护完,钢桁梁已基本拼装到位;再调整上弦杆和平联杆,直至钢桁梁合龙。
   第三套方案——“拖拉”:主梁和预埋钢桁下节点施工不变。待中跨主梁合龙、张拉、养护完后,在跨中用4台16吨卷扬机,分别把两个边跨钢桁梁往中间拖拉;再把腹杆下端插入预埋下节点,配钻下节点螺栓孔,调整上弦杆和平联杆,直至钢桁梁合龙。
   该桥在立体安全防护上,采取了一系列强硬措施。
   ——首先为公路“固基强身”。由于45#、46#主墩承台体积特别大,规格为26.6×23.6×4.0米,分别“跨界入侵”既有公路边坡3米多。仅开挖这两座承台,就要打直径1.5米的桩基76根。据保障部提供的数据显示,设计为八边形,由38根群桩组成的45#承台,仅钢筋钢材用量就达212吨,商品砼2180立方,是兰新高铁全线桥梁体积最大的钢混结构物。为了避免开挖基坑时诱发公路变形,甚至突发滑移塌方,建设者又立马调整开挖方案,除了严格按设计施工外,还分别按3米间距,在边坡处先后打直径1.1米,深17米的抗滑桩30根,再次为160米路段加固强基。
   ——其次在横跨公路区段内,搭设长80米、宽24米、高5.5米的刚性棚架,以确保施工万无一失。
   行之有效的安全防护措施和交通管制,为高速公路的安全,又上了一道保险。下有固基强身的抗滑桩,上有铁甲护身的安全棚架。所有过往的车辆,就像驶入“金钟罩”空间,尽管放心大胆地“飙车”。
   自动自发培养开拓性新视觉七把科技杀手锏纵横捭阖解密万千个细节成就全国结构首创最大跨度连续-钢桁梁传奇
   从某种意义上说,科研创新思维境界的深度,决定了技术工艺精湛的深度。工程中有效突破大桥下节点精确定位、桥梁施工线形控制、大吨位挂篮施工、下节点摩擦面防护、钢结构制造与安装、混凝土质量控制和混凝土加载龄期控制等七大关键性技术难题,局指和项目部两级科研攻关小组,始终抱团作战,联袂展开技术攻关。
   下节点精确定位:——下节点采用PBL剪力键与梁体连接。钢桁梁下节点板预埋施工的精度,是下一步整孔钢桁梁顺利安装的关键。第一步走不好,下一步就完蛋。首先用测量仪确定下节点板预埋位置的纵向、横向及标高位置;在预埋区域外围搭设悬挑平台,将下节点板放入悬挑装置;进行粗调使其基本就位;最后通过焊接型钢与螺栓,调整下节点板纵横竖向三维坐标精确定位,直至满足施工要求。
   桥梁施工线形控制:——由于桥面采用无砟轨道施工,对主线的线形控制要求极高。在施工过程中,对梁体线性变化进行实时监控,采用动态控制线性的施工线性控制措施;从2个边跨合拢和中跨合龙的情况看,取得了十分满意的线形效果。
   大吨位挂篮施工:——主梁施工采用悬臂法和支架法施工,主墩两侧梁段从1#段开始采用悬臂浇注法施工。由于该桥结构非常特殊,跨度超大,建设者又采用4个挂篮施工;通过兰州交大反复检算,挂篮总重达到200吨级别,完全满足了施工安全要求。
   与此同时,自主创新了“预应力反拉法预压工法”。即:在事先加工好的托架上,进行反拉托架预压施工时,利用千斤顶的徐徐顶力,慢慢消除4个桥墩,100根直径1.5m桩基的弹性变形,一举取代了传统的挂篮堆载预压法;不仅确保了施工安全,还省了时间,省了成本,确保了工程优质。
   2013年7月17日凌晨1点18分开始施工,全程连续作业3个小时。施工中,他们把混凝土温度控制在16~18℃之间,温度低了,马上采取措施加温,就像温柔女护士呵护病人一样;而且把每一道工序,衔接得非常紧凑,环环相扣,每一个细节一丝不苟。
   凌晨4点18分,全桥提前26天合龙。至此,中国造中国第一座首创连续_钢桁梁组合结构最大跨度桥梁在青海西宁顺利合龙。

来源:中国网

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