高速铁路特大桥（精选10篇）
高速铁路特大桥 篇1
桥跨结构是线路中断时跨越障碍的主要承重结构。其作用是承受桥上的行人和车辆。作为桥梁的主要承重结构,为保证桥梁的正常运营,对该铁路桥桥跨结构进行运营性能检验。
1试验目的
通过运营性能检验,得到桥梁运营荷载作用下梁跨跨中振幅以及梁跨自振频率等动态性能指标,考察梁跨横向刚度等运营性能指标,对结构在目前运营荷载作用下的行车安全做出评价。
2试验方案
针对列车进行60 km/h,65 km/h,70 km/h三种不同速度编组运行,每组编组列车速度保持12 h。主要测试内容包括:桥跨结构动应力和竖向动挠度、横向振幅、竖向振幅、横向加速度、自振频率。
mm
注:规范通常值:2.54,规范安全限值:3.56,满足规范要求
3测试结果及分析
测试结果见表1～表6。
m/s2
注:规范值:1.40,满足规范要求
测试结果用图示分析见图1～图7。
4实测结果分析
运营性能试验结果表明,各种试验速度列车作用下,试验桥跨(第3孔～第5孔,第11孔～第13孔)跨中横向振幅、跨中横向加速度、自振频率、冲击系数和试验桥墩墩顶横向振幅、桥墩横向自振频率等主要测试参数基本满足《铁路桥梁检定规范》的要求。
由于高墩的影响,实测第11跨～第13跨横向自振频率略小于规范要求。实测5号墩墩顶横向振幅等实测参数虽满足相关检测规范要求,但明显大于其他相同类型桥墩,对应第5跨动力响应也略大。
Hz
注:由于高墩的影响,实测第11跨～第13跨横向自振频率,不单纯是梁体自身的自振频率,此实测频率包含了桥墩的横向自振频率
mm
注:规范值:1.19,满足规范要求
Hz
上下行列车以55 km/h～70 km/h时速通过试验桥跨时,主要测试参数随速度增加而增大的趋势不明显,可满足拟提速至70 km/h的运营要求。
实测13号墩基础动力响应很小,基础稳定;13号墩根部动应变变化幅值较小(介于2.8με～23.0με之间)。
试验列车作用下,实测桥墩根部裂缝变化介于0.002 mm～0.05 mm,扩展范围虽然很小,但实测裂缝在部分列车过桥后未能复原至原始状态,应引起足够重视。
摘要：为了保证桥梁的正常运营,对某铁路桥梁桥跨结构进行运营性能检验,并对其检验测试结果进行了列举并加以分析,结果表明,各种试验速度列车作用下,试验桥跨主要测试参数基本满足规范要求。
关键词：桥跨结构,运营性能,试验
高速铁路特大桥 篇2
跨赣龙铁路部分施工的报告
瑞赣高速公路AS12标段K113+037赣县贡江特大桥工程，第6号桥墩（公路里程K112+737）和第7号桥墩（公路里程K112+777）位于赣龙铁路两侧(铁路里程K20+220)，两处桥墩桩基础位于铁路路基边坡上。因为施工涉及到赣州铁路工务段设施（路基护坡），需要与赣州铁路工务段签订施工安全协议，但签订施工安全协议需要南昌铁路局总工室下发关于允许贡江特大桥横跨赣龙铁路的复函，但目前赣州工务段尚未收到此复函，为了不影响贡江特大桥的施工进度，恳请高驻办领导给予协调解决。
中铁十四局第四公司瑞赣项目经理部
高速铁路特大桥 篇3
【关键词】连续梁；同步转体；质量控制
1.工程概况
民权特大桥跨陇海铁路连续梁在DK129+742处与陇海铁路（K431+150）处相交，夹角为28°，连续梁位于线路直线段上，纵向坡度为5.5‰至-3.1‰，桥跨布置为（60+100+60）m连续梁，工程为先平行于陇海铁路进行支架现浇，然后利用转盘等结构，分别将两个半桥T构转到桥位轴线位置合拢成桥，单个转体T构长98米，转体结构中转动部分重约7500吨。
2.施工工艺流程
工艺流程：基础施工→下承台首次砼浇注→下球铰、滑道定位架安装→下球铰、滑道安装定位→下承台二次砼浇注→上球铰定位安装→撑脚、砂箱安装及反力支座砼浇注→上承台首次砼浇注→上承台二次砼浇注→上下承台临时锁定和上承台预应力张拉→墩身施工→临时固结→第0#块及节段箱梁施工→解除承台间约束、沙箱→安装转体牵引系统→上承台、墩身、箱梁整体转体→固结封铰→边跨箱梁现浇段施工→箱梁边跨合拢→中跨合拢。
3.施工准备阶段监理工作重点
3.1 审核施工单位转体施工组织设计、专项方案，督促施工单位对施工组织设计组织专家评审，检查施工单位安全协议签订情况。及时编制具有针对性、可操作性的监理细则，以指导现场具体监理工作。
3.2 要求施工单位对转体梁施工中临近营业线防护、转体球铰安装及上下转盘砼浇筑、满堂支架搭设及预压、T构梁体砼浇筑等重点施工编制专项施工方案，并审查施工专项方案中关键工艺、关键工序的具体措施及工期安排是否合理、科学。
3.3 对转体梁施工中临近营业线路基边坡防护、承台基坑防护、转动系统安装定位、T构现浇梁砼浇筑施工、T构梁体线形与应力控制、转体称重及配重、边跨合拢段等重难点施工，要求施工单位在施工方案中必须明确以上工程的具体控制措施。
3.4 督促施工单位制定防止设备及车辆侵线安全措施、防止挖断光电缆措施、大型设备防倾覆预防措施、吊装安全措施，制定应急预案，以保证施工过程安全。
4.转动系统监理控制要点
转动系统是实施转体的关键部位，转体结构由下转盘、球铰、上转盘、转体牵引系统、助推系统、轴线微调系统组成。
4.1球铰制作与安装
下转盘是转体重要支撑结构，布置有转体系统的下球铰、撑脚的环形滑道、转体牵引系统的反力座、助推系统、轴线微调系统等。下转盘直径10.15m，高1.05m；布置有局部承压钢筋网以及连接钢筋。
4.2球铰制作
球铰由上、下球铰、球铰间四氟乙烯板、固定上下球铰的钢销、下球铰钢骨架组成，设计竖向承载力75000KN，球面半径3.5m。
4.3.球铰安装
安装精度要求：中心误差不大于±1.0mm，球铰正面相对高差不大于±0.5mm。
4.3.1定位钢骨架安装。
用吊车将下球铰骨架吊入，并进行粗调，然后采用千斤顶、撬棍进行人工精确调整，调整时先用线绳拉出骨架准确位置和高程。待骨架调整完成后将下承台架立角钢与骨架预留钢筋焊接牢固。固定好球铰定位底座后，绑扎钢筋、立模浇筑下球铰骨架混凝土，混凝土的浇筑关键在于混凝土的密实度、浇筑过程中下球铰骨架应不受扰动。
4.3.2安装下球铰。
下球铰安装前先进行检查，主要对下转盘球铰表面椭圆度及结构检查是否满足设计加工要求，同时检查在球铰上是否有预留不少于8处开孔位置，以便于捣固球铰下部混凝土密实。下转盘球铰的现场组装，主要是下转盘球铰的锚固钢筋及调整螺栓的安装，此部分为螺栓连接，其它构件均由厂家进行焊接组装。
（1）精确定位及调整：利用固定调整架和调整螺栓将下球铰悬吊，调整中心位置，然后依靠固定调整螺杆上下转动调整标高。
（2）固定：施工测量配合，精确定位及调整完成后，对下转盘球铰的中心、标高、平整度进行复查；中心位置利用全站仪检查，标高采用精度0.01mm的电子水准仪及铟钢尺多点复测，经检查合格后对其进行固定，竖向利用调整螺栓与横梁之间拧紧固定，横向利用承台上预埋型钢固定。
（3）浇筑下球铰混凝土：混凝土的浇筑关键是密实度、浇筑过程中下转盘球铰应不受扰动、混凝土的收缩不至于对转盘产生影响。
4.3.3安装上球铰。
（1）清理上下球铰球面，确保上下球铰面干净整洁。
（2）在中心销轴套管中放入黄油四氟粉，将中心销轴放到套管中，调整好垂直度与周边间隙。
（3）在下球铰凹球面上按照顺序由内到外安装四氟聚乙烯滑板，用黄油四氟粉填满四氟聚乙烯滑板之间的间隙，使黄油面与四氟滑板面相平。
（4）将上球铰吊装到位，套进中心销轴内，用导链微调上球铰位置，使之水平并与下球铰外圈间隙垂直。
（5）球铰安装完毕对周边进行防护，上下球铰缝隙之间用胶带缠绕包裹严密，确保杂质不进入到摩擦面内。
4.3.4滑道和撑脚安装。
在钢撑脚的下方设有环形滑道，滑道宽0.8m，滑道中心的直径为10m，环道由专业厂家生产，现场采取分节段拼装，在盘下利用调整螺栓调整固定。转体时保证撑脚可在滑道内滑动，以保持转体结构平稳，为保证转体的顺利实施，要求整个滑道面在同一水平面上，其相对高差不大于0.5mm。
为确保上部结构施工时转盘、球铰结构不发生转动，在上转盘和下承台之间设置临时砂箱支墩及精轧螺纹钢筋。在每个转盘滑道上支撑腿之间设置2个Ф1.0m的砂箱，砂箱内设石英砂，石英砂水洗干净并烘干后方可使用，确保石英砂密实。
5. 梁体转体合龙监理控制要点
5.1所有张拉完成后，经监理检查批准后满堂支架方可进行拆除。
5.2督促施工单位进行梁体不平衡力测试及配重。
5.3有关如转体过程控制中的液压及电器设备进场前要进行测定和标定，并现场进行试运转。
5.4拆除上下转盘间的固定装置及支垫，清理滑道，检查滑道与撑脚间的间隙是否满足转体需要。
5.5检查设备安装及设备空载试运行情况。
5.6检查牵引索，微调及控制设备安装，督促施工单位做好各种监控标志，标明桥轴线位置。
5.7检查技术准备（技术交底、记录表格，各点观测人员分工，控制信号、通讯联络等）以及各种设备调试工作。
5.8预紧钢绞线进行试转，采集试转各项数据。
5.9检查施工单位人员分工及安全防护，监控要点封锁施工。
5.10转体结束后检查梁体轴线、标高偏差是否满足要求。
6.结束语
该转体桥施工过程中通过严格的质量控制，有效地解决了在转体桥施工过程中转动困难、超转、过转，合龙精度偏差等方面的困难，于2014年12月4日历时43分钟一次顺利转体就位，最大程度的减少了对陇海铁路运营的影响，具有良好的经济效益和社会效益，对类似跨线桥梁施工具有较高的参考价值。
参考文献：
[1]《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2010）.
[2]张联燕，桥梁转体施工[M]，北京：人民交通出版社，2003
高速铁路特大桥 篇4
挑战“高精尖”, 尽现十八般武艺
云桂铁路南盘江特大桥位于云南省红河州弥勒市与文山州丘北县交界处, 大桥全长852.43米, 最高桥墩10米, 桥面到江面的高度为270米, 主桥跨度达416米。该桥属于高、精、尖、新项目, 几乎囊括了我国桥梁建设所有顶尖技术, 集拱桥、斜拉桥、悬索桥、连续梁桥、刚构桥、悬索桥、高墩桥等七种桥型于一体, 集深基坑、大体积混凝土、高桥墩和骨架的外包混凝土技术于一身, 是我国铁路桥梁建设的重点科研攻关项目, 施工难度位居世界同类桥梁前列。
中国铁建十八局集团云桂铁路云南段项目部指挥长杨继明介绍, 大桥由连续梁、刚构、简支梁、T构和1孔416米的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥组成。大桥两岸山势陡峭, 地表植被丰富、岩石风化、断层发育, 交通及通讯不畅, 地形地貌复杂, 山体滑坡、泥石流经常发生, 南盘江流急滩险, 施工条件差, 施工环境恶劣, 科技含量高, 安全风险极大。
为打响“桥牌”, 该集团聘请了中国工程院院士郑皆连等国内拱桥方面的4位专家组成常设专家组作现场技术指导, 同时成立以集团公司副总经理、总工程师韩利民为组长的专家组, 积极攻克技术难关, 确保本桥安全、顺利施工, 对工程实施中的重大技术方案、关键技术难题、质量控制标准、科研课题及新技术、新工艺、新材料的运用等开展技术咨询。全体参建员工始终坚持“精心组织、方案先行、科学管理、精细施工”的原则, 对拱座大体积砼防裂缝施工、劲性骨架斜拉扣挂悬臂拼装、大跨度钢管砼压注施工等综合施工技术, 开展了一系列深入研究和攻关。
云桂铁路南盘江特大桥合龙后, 中国铁建十八局集团施工人员现场欢呼
他们通过科技攻关, 取消拱肋两端65米现浇段, 劲性骨架一拱到底, 钢管拱以折代曲, 确保了施工安全。优化了外包混凝土的浇注工艺, 由原设计的分环分段 (65米先成箱) 浇注工艺改为斜拉扣挂+分环分段组合法浇注工艺, 使施工又好又快又安全。
工程项目部是施工企业的“造血细胞”, 项目管理水平的高低, 直接关系到项目生存和发展。十八局集团云桂铁路项目部把云桂铁路当作考场, 咬定“建设世界一流大桥”的质量目标, 认真“作答”, 严格遵守云桂铁路施工标准化管理规定, 编制了管理制度标准化、人员配备标准化、现场管理标准化、过程控制标准化实施细则。他们对方案评审、技术交底、现场盯控, 点点滴滴, 从细节做起, 出台了施工测量复测制度、施工技术交底制度等几十项质量控制管理制度, 将创优目标层层分解, 细化到班组和员工, 层层签订了质量包保责任状, 实施质量奖惩;在工程质量的控制上, 他们严格把好原材料进场关、试验配合比的生产关、混凝土出厂的检测关。无论是桩基、拱座还是劲性骨架安装等工程施工, 都实行首件制, 召开质量观摩会, 用样板引路, 在全管段推广。
“安全重于泰山”。中国铁建十八局集团建立和实施了危险源分级管理控制制度, 建立了安质部、现场专职安全员和群众安全生产监督员三级安全管理屏障, 将职业健康纳入安全管理体系一并建设, 对高空作业、高边坡、深基坑等关键环节进行重点管理, 坚决执行安全质量巡视制, 对违反“战地纪律”的当场给予处罚, 并限定时间完成整改, 及时将安全隐患消灭在了萌芽状态, 确保了安全生产无事故。
测量人员进行测量
大桥钢管拱合龙后的雄姿
破解6万方砼浇筑难题
南盘江特大桥5、6号拱座位于南盘江两岸的半山腰, 且施工区域地形陡峭, 拱座施工集高边坡、深基坑、大体积混凝土浇筑于一体, 安全风险极大。如何高质量完成混凝土浇筑成为该项目部面前的一道难题。
该大桥大体积混凝土拱座浇筑是施工关键环节, 对保温、散热有较高的工艺要求。为牢牢把握施工主动权, 他们成立了科研攻关小组, 邀请专家到工地集体“会诊”, 先后完善了《高墩基础拱座爆破开挖方案》、国内大跨度《缆索式起重机拼装方案》, 对《大体积混凝土浇筑方案》中泵送方案、温控措施、冬季施工方案进行了系统研究, 完美地演绎了科研、施工、人才等“多重奏”。
南盘江特大桥5、6号拱座石方开挖量约30万立方米, 共计需要绑扎8千余吨钢筋, 浇筑近6万方混凝土。其中5号拱座浇筑混凝土3.2万方;6号拱座基础设置5米深混凝土加强块, 共浇筑混凝土2.6万方。为确保南盘江6号拱座施工安全, 他们对安全质量加大投入毫不吝啬, 增建204米长的棚洞防护。由于基坑开挖方式及类型的改变, 又增加了高边坡的永久性防护工程。5号拱座位于南盘江边的陡坡上, 距江面约170米, 地势险要。在5号拱座基础施工过程中, 因地质承载力达不到设计要求, 经业主、专家等多次分析论证, 他们再度决定新增36根承载桩, 采用梯级开挖, 边开挖、边防护的方法稳步推进, 并以搭建施工平台、弃砟外运等方案, 化繁为简, 逐个破解了施工难题。
大体积混凝土浇筑配合比也是质量的关键。他们反复进行了实验与比对, 精心寻找最佳配合比, 向高性能混凝土耐久性问题发起了连续“冲锋”, 做了大大小小的实验上百次, 成功地剔选出大体积混凝土的配合比。为把混凝土内外温差控制在20摄氏度以内, 项目部成立技术攻关组, 采取导管降温、草袋保温、电脑控温等措施, 特别是他们采用全新的计算机自动测量管理系统实时监控, 并通过无线连接的方式, 直接在电脑上显示实测数据, 给监控提供方便的同时, 也大大增加了数据的准确性和及时性。试验人员根据埋设的传感器传输的数据进行整理、分析, 通过在混凝土内部布置散热管, 用循环水进行降温处理及控制混凝土入模温度、用双层草袋来保温等措施控制混凝土水化热温度及应力, 通过这种内排外保的方式, 成功解决了降低大体积混凝土水化热和混凝土开裂等问题;为保证拱座混凝土的浇筑质量, 他们对两个拱座分十三层浇筑, 每个基础的面积就有四个篮球场大小, 厚度达到24米。一系列举措的有效实施, 最终使拱座的强度达标且外观平整, 内实外美的拱座稳稳地将这座世界名桥托起在云贵高原上。
“千里眼”监测:8毫米误差写传奇
“高精度”是南盘江特大桥的“点晴”之笔, 它要求所有高程、水平误差几乎是零误差, 是肉眼无法看出来的精准。“没有金钢钻不揽瓷器活”, 建设者们以严谨的科学态度, 对各个环节反复检算, 利用先进的“千里眼”监测设备测量, 确保“高精度”。
对于大跨径钢管混凝土劲性骨架拱桥来说, 施工监控绝不是一件可有可无的事情, 它直接关系到施工的质量和施工的成败。为保证施工过程中主拱结构的截面应力分布、挠度变化都处于安全合理的范围内, 特别是确保桥梁建成后主拱结构的线形与内力 (应力) 符合设计要求, 必须对主拱结构进行预测、模拟、监测、跟踪分析和控制, 以确保桥梁的施工安全、顺利、快捷、优质的完成。项目部总工程师樊秋林介绍, 为控制拼装过程中的精度, 他们通过外力平衡法、无外力控制法, 采取电子水准仪、徕卡TCRP1201全站仪观测, 另外在南盘江两岸布置14个控制点, 安装14个摄像头等“千里眼”进行跟踪监测, 并在钢管拱上安装测试元件对结构内力变化进行严密监控。钢管拱劲性骨架吊装过程中严格按照监控监测单位的标高和轴线进行相关节段的控制。
拱肋悬臂端由于温度变化可能产生位移。为此, 他们在拱合龙前, 进行48小时的温度影响观测。将测量数据绘制成能反映升温和降温过程的关系曲线, 为拱肋合龙提供温度修正依据。在合龙前, 对实际观测各桁片悬臂端位移及合龙段长度与温度的关系, 仔细观察测量并记录数据, 根据预定的合龙时间、预测的合龙温度, 确定合龙段长度, 裁切合龙段余量。对合龙口长度, 现场采用钢尺对二片拱桁的上下弦杆件的合拢段长度分别精确量测, 各根弦杆的四周均要量测, 以便准确切割合龙段余量。
所有悬臂劲性骨架节段安装完成后, 在拱轴线与设计值达到最佳吻合时进行合龙, 最终水平合龙精度误差不到8毫米, 堪称世界建桥史上的奇迹。钢管拱的合龙为后续管内混凝土压注、外包混凝土等工序施工提供了坚实的基础及操作平台, 很大程度上降低了大桥施工过程中的安全隐患。
高速铁路特大桥 篇5
中铁电气化局西铁工程公司
（2011年10月20日）
尊敬的冯总、尊敬的韩总、尊敬的各位领导、各位来宾和参与神府高速建设的全体农民工兄弟们：
在各级领导、各级组织的关心、帮助和支持下，经过全体参建职工的艰苦努力，神府高速公路窟野河特大桥今天胜利合龙了，我们无不欢欣鼓舞，深感振奋和自豪！在这里，我代表中铁电气化局西铁工程公司对各位领导莅临这次合龙仪式表示热烈的欢迎！对省交通厅和省交通建设集团多年来给予我们的关心与支持表示衷心的感谢！对地方政府在环境保障和征地拆迁方面给予我们的大力支持表示衷心的感谢！对省交建集团神府高速管理处、总监办、高驻办给予我们工作上的细心指导和鼎力相助表示衷心的感谢！自2009年8月进场开工以来，我们中铁电气化局西铁工程公司神府高速公路第1-1合同段项目部全体参战的干部职工，在工期紧、任务重，环境复杂，气候恶劣的困难条件下，努力发扬“一呼就起、一触即发、一激即活、一战就胜”的企业作风和“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻坚、特别能奉献”的企业传统，坚持高标准，高起点，快进场，快展开，科学组织，优质施工，在历时27个月艰苦鏖战的过程中，以信守合同诚信履约的实际行动，以为陕北经济发展作
贡献的豪迈情怀，成功实施了预制箱梁低温蒸气养护、C55高性能混凝土在公路高墩大跨结构上的运用，先后安全、顺利地度过了流沙层桩基施工、薄壁空心高墩、大跨度挂篮施工、跨公路铁路等36个重大安全风险源，顶风雨，战严寒，斗酷暑，不断攻坚克难，确保了74米高墩、165米长跨等关键节点任务的圆满完成。
高速铁路特大桥 篇6
1.1 技术准备
1.1.1 组织专业技术人员熟悉设计图纸, 详细了解该工程设计意图、结构特点、连接界面形式、技术要求以及相关规范。
1.1.2 根据有关设计要求及《钢结构工程施工与验收规范》 (GB50205-2004) 有关章节要求和结构特点, 分析工程的安装顺序、部位及需配置的起重设备, 确定工程安装中的难点为:钢管拱半桥整体竖转及竖转后的稳定性;关键工序为桥面拼装时弧度和高度的调整;竖转过程中对构件的控制。
1.1.3 根据吊装工艺要求及构件组合形状、重量, 吊装场地情况, 选择合宜的吊装机、工具设备, 确定施工场地的平面布置、道路要求、供电配电要求、施工人员配置和施工进度计划, 构配件需要量计划等。
1.1.4 安装过程中桥面梁临时荷载。现场安装过程中桥面梁荷载包括钢管拱及风撑、钢支墩、25吨汽车吊、焊接设备等。其中钢管拱重量为386吨;风撑重量为60吨;钢支墩重量为20吨。
1.2 基础预埋的复测。
安装工作展开前, 组织专业测绘人员对拱基础预埋件的定位安装质量进行复测验收, 并绘制复测成果图。对预埋件安装出现的超差部位, 要经过监理认可并进行技术处理使之符合规范要求, 并在结构件制造和吊装调整时尽量予以消除。
1.3 物资准备
1.3.1 机、工具的准备。
根据安装方案的施工工艺, 确定吊装使用的机、工具, 并在开工前三天应进入施工场地进行组装、调试工作, 以保证开工后吊装作业顺利进行。与吊车机具配套的吊具、吊索也应在开工前配套准备完毕。
1.3.2
施工人员使用的安全带、绳、网都应经过试拉合格后再投入使用, 现场用的警示牌、拉绳也应提前准备好。
1.3.3 钢结构安装工程开工要求:
为保证钢结构安装工程顺利安全地进行, 施工现场应提供以下条件, 以满足吊装工程施工要求。
(1) 吊装现场40t门型吊车应保证完好, 确保施工作业所用。
(2) 设备进出场的通道应平整、抗压。施工及通行道路应承载10kg/cm2以上的负载。
(3) 与钢结构吊装相连接的土建及预埋件应埋设完毕, 经监理部门验收合格后, 能达到允许进行构件吊装连接的强度要求, 并办理完交接手续。
1.4 人员、机具计划
1.4.1 施工人员配置计划:管理人员3名, 起重工6名, 测量员3名, 汽车司机6名, 架子工4名。
1.4.2 施工机具需要量计划 (吊装施工机具需要量计划表如右) 。
2 施工流程
工程前期准备→吊装拱脚预埋件→临时支撑基础测量及拱脚复测→临时支撑架设及工装工作平台的制造→测量控制及调试吊装设备→安装拱脚临铰→桥面半桥拼装 (吊装钢管拱肋分段→吊装风撑) →半桥竖转→清理现场→整理资料→竣工验收。
3 测量方案
3.1 对土建工程的平面位置、标高复核。安装施工前, 对土建工程的定位轴线、基础轴线、节点预埋件的平面位置及标高进行复核。合格后, 报建设 (监理) 方、土建施工方认可会签, 并进行交接。
3.2 建设 (监理) 方书面提供基准轴线 (坐标) 、水准基点的资料, 并现场指定点 (线) 位置。
3.3 控制点平面位置图。根据监控方提供的基准轴线测量标高 (坐标) 、监控点 (坐标) , 并尽可能结合土建施工方的施工控制点 (线) , 测设安装施工控制网点。经过精确观测、平差计算, 确定其平面坐标和标高, 列表备用。
3.3.1 平面控制:在钢管拱A (A为上游钢管上弦拱轴线投影) 、B (B为下游上旋拱轴线投影) , C (C为上游钢管下旋拱轴线投影) , D (D为下游下旋拱轴线投影) , 使用SET2130R型全站仪精确观测、计算平面坐标x、y值, 坐标值精确到3mm。
3.3.2 标高控制:另设置施工水准点, 并尽可能与土建施工水准点相结合。使用DS2型水准仪由水准基点引测施工水准点标高, 并引测到上述6个控制点, 测定各点标高H, 标高值精确到L6000m。
3.4 桥面拼装
3.4.1 吊装临时支撑
依据临时支撑平面位置进行放线, 作好轴线标记, 测出点位标高, 计算出临时支撑高度, 做好一切准备后开始临时支撑的安装。
3.4.2 桥面钢管拱及风撑的拼装。
在全站仪指导下对每个钢管拱分段及风撑进行标高和平面位置及轴线的调整 (全站仪照准测量点, 测定平面位置和按标高标记测定标高, 确定初定位) , 使用锲铁、千斤顶 (两台) 、手动葫芦 (两台) 进行微调, 反复调整, 直至达到安装精度要求。再进行下一段构件的安装之前, 必须对上一工序进行复测, 合格后才能进行下道工序。在半桥拼装完成之前, 每个分段调整到位后用临时固定, 当半桥拼装完成之后, 进行复测, 合格后进行焊接施工。焊接施工时严格按焊接工艺的工艺工步进行, 并对其他定位进行监测, 防止焊接变形。
4 桥面钢管拱、风撑拼装及竖转
4.1 钢管拱桥面拼装
4.1.1 将在厂内预拼号的钢管拱分段送到现场后, 利用40T行车按顺序吊送到桥面上, 并在桥面上按竖转状态拼装。
4.1.2 为了保证桥面拼装时钢管拱线形的正确, 根据事先钢管拱分段放样的数据确定桥面拼装支撑的高度, 考虑到南北两部分如按对称拼装时会有重叠现象, 所以其中一边拼装时临时支撑的高度要相应增加。
4.1.3 在钢管拱拼装之前, 还应将设计院竖转铰施工图制造完成的底座预埋到拱脚砼中, 与钢管拱铰竖转有关的砼待钢管拱竖转完工后方可进行二次浇筑。
4.1.4 在底座预埋的过程中, 要严格监控底座埋件的轴线位置, 控制浇筑过程中产生的偏差和沉降, 确保钢管拱铰底座在保养期后的轴线位置及标高均在控制范围内。
4.1.5 南北钢管拱的拼装均应从拱脚处起, 因此第一段钢管拱的定位应保证全桥钢管拱与竖转铰成型后的尺寸正确, 若复测竖转铰后发现尺寸有误差, 则可在第一段钢管拱安装拱铰时予以校正, 以免整体竖转时或后续拼装时出现问题。
4.1.6 在拼装的过程中, 应将设计院提供的全桥预拱值与理论值相加后计算出控制数据。
4.1.7 钢管拱嵌补段不拼装, 待全桥竖转完成后再安装。
4.1.8 在钢管拱分段拼装时, 对接接头处腹板暂不装焊, 这有利于钢管拱接头的装配焊接, 待接头焊接完, 探伤合格后, 再装焊腹板的嵌补部分。
4.1.9 待左右两边的钢管拱拼装完以后, 再次进行测量调整, 做好拼装K撑和顶撑的准备工作。
4.1.1 0 施工顺序为先拼装顶撑, 后拼装2号K撑, 最后拼装1号K撑。
4.1.1 1 各种安装尺寸全部报检合格后再进行焊接。
4.2 拼装后的焊接
4.2.1 总体焊接顺序:钢管拱与风撑焊接→钢管拱对接焊接→钢管拱腹板嵌补段焊接
4.2.2 风撑的焊接顺序为先顶撑、再焊2号K撑、最后焊1号K撑。先焊横撑嵌补管接头, 后焊横撑与钢管拱上、下弦管接头。焊接时, 需双数焊工, 对称焊接, 跟踪测量, 发现不利变形, 及时调整焊接程序。
4.2.3 钢管拱的焊接顺序为从竖转铰处往桥中间的方向顺序焊接, 每一接头处上、下弦管同时焊接, 另外, 左右钢管拱的对称部位也同时焊接, 采用双数焊工。
4.2.4 在焊接所有接头的过程中, 焊缝的检验、探伤、修补可以交叉进行。
4.2.5 腹板的嵌补段可采取内设钢衬垫的单面焊形式, 确保对接缝熔透。
4.3 涂装
4.3.1 桥面拼装后, 所有的尺寸和焊缝全部合格的条件下, 才能进行涂装工作。
4.3.2 按涂装技术要求对半桥钢管拱进行表面清理和局部二次除锈。
4.3.3 按设计院规定的涂料品种涂装面漆两道, 钢管拱接头留出100mm不涂。
4.3.4 2号K撑竖转用吊耳先装焊完毕后再整体涂装。
4.4 半桥整体竖转
4.4.1 本工程桥面吊装按要求采用南北两拱整体拼装后, 竖转合拢的方案完成。根据实际情况对此要求拟采用双立柱 (桥两端各一对) 用张拉顶拉起钢管拱到位的方案进行。
4.4.2 竖转立柱采用钢管与角钢、连接板组成的格构式结构, 立柱工作时的轴向工作压力小于500t (包括竖转时的垂向压力、前绳和背绳拉紧时的垂向分力、设备和构件的自重等) , 但从安全角度出发, 对立柱进行了强度和稳性计算得出钢管分肢压力为69.83N/m m2, 远小于215N/mm2 (Q235强度设计值) , 立柱整体所能承受的轴心稳性压力为1185t, 与500t的计算工作压力相比, 安全系数为2.37, 因此, 竖转立柱的整体结构是可靠地、安全地。
4.4.3 钢管拱南北两段整体竖转布置, 双立柱安装在桥梁中心线上, 前后位置在拱脚竖转铰附近, 让砼梁浇筑方将立柱紧固螺栓预埋到砼梁中, 以便施工。竖转张拉用的四台张拉顶分别悬挂在立柱上, 每端两台, 立柱前端布置两根拉绳, 后端布置6～8根背绳, 用于稳定立柱和平衡钢管拱在竖转中的拉力变化, 保证立柱自始至终处于稳固状态。张拉顶与钢管拱吊耳间用钢铰线连接, 通过不断收短钢铰线达到竖转到位的目的。
4.4.4 当南北两半桥分段竖转到位后, 经报检合格, 可进行钢管拱嵌补段的对接和顶撑中米字撑的安装, 安装时为保证高空作业的安全, 应搭设临时脚手架或工作平台。焊接时仍旧采用双数焊工对称焊接, 并密切注意焊接变形。
4.4.5 所有报检工作结束后, 应进行接头部分的除锈清理, 并进行涂装工作。
4.4.6 工程完工后, 拆除钢管拱上的吊耳, 桥面的立柱, 以及现场的清理。
5 结构安装技术保障措施
5.1 钢结构预埋件定位误差的消除
钢结构预埋件定位误差由制造误差及埋设误差累积而成。为降低埋设误差及制造误差对结构安装的影响, 增加结构安装时的调整范围, 预埋件定位后, 将其偏差测量值提供给钢结构制造部门, 在构件制造中分别予以补偿。
5.2 在结构件制造时采用预制部分单端叉头缓焊或是风撑端头留少量的余量。
高速铁路特大桥 篇7
徐宿淮盐铁路位于江苏省北部地区, 连接徐州、宿迁、淮安、盐城四地市, 沿线地区是江苏省重要的工业、经济、文化、城市等发展水平较高的经济走廊。
桥位处河道顺直, 河槽宽阔。在盐城市区境内呈东西走向, 通榆运河呈南北走向, 贯通方案线位正处于新洋港与通榆运河交界的喇叭口处, 线位与新洋港基本正交, 位于既有新长线东侧20m处, 线位处河宽约190m。桥位处平坦开阔, 边滩开发为砂场、料场, 河道两侧无明显河堤, 房屋密集。
目前, 新洋港为规划Ⅲ级航道, 要求净宽≥70m, 净高≥7.5m。桥梁跨越点河道水面宽240m左右, 受新洋港航道通航净空要求控制, 确定主通航孔312m。
2 主要技术标准[1]
铁路等级:高速铁路;
线路情况:双线, 线间距4.6m, 直线;
设计行车速度:250km/h;
牵引种类:电力;
机车类型:CRH动车组;
设计活载:ZK活载;
设计洪水频率:1/100;
地震动参数:地震动峰值加速度Ag=0.156g, Tg=0.80s, 场地为Ⅲ类场地。
3 桥式的比选
桥型选择需结合桥址条件、环境, 遵循合理、实用、经济、美观的原则。
结合桥位处地形地质条件较差, 采用自重轻、跨越能力强、建筑高度低、施工工期短的钢桥, 以降低下部结构工程量和引桥的高度, 较为合理的桥式有:
(72+96+312+96+72) m连续钢桁斜拉桥;
(144+312+144) m连续钢桁拱桥;
(144+312+144) m连续钢桁柔拱桥。
各方案技术经济比较见表1。
综合分析比较以上结果, 连续钢桁拱方案景观效果较为壮观, 但工程造价较高;连续钢桁柔性拱方案线条优美, 景观效果好, 但施工过程体系转换较多, 施工复杂, 工期长;连续钢桁斜拉桥方案施工费用相对不高, 施工便捷, 且技术成熟, 安全可靠, 经综合比较, 确定方案一为推荐方案。
4 主桥总体设计
盐城特大桥主桥采用双塔双索面钢桁斜拉桥, 跨度布置为 (72+96+312+96+72) m, 立面布置见图1。主桥立面位于线路平坡上, 平面位于直线段。主桥全长650m, 为半漂浮体系, 塔梁间设置纵向阻尼器。主塔采用花瓶形桥塔;斜拉索采用φ7mm镀锌平行钢丝, 抗拉强度σb=1 670MPa, 动载应力幅限值200MPa, 扇形斜索面布置;主梁采用钢桁梁, 主桁采用三角形桁式;铁路桥面采用正交异性钢桥面板。
5 结构设计
5.1 主桁[1]
主梁采用钢桁梁, 两片主桁, 主桁采用三角形桁式, 节间距12m, 全桥共54个节间;主桁高度14m;两主桁中心距15m。
主桁上、下弦及拱肋杆件均为箱型截面;腹杆杆力大的采用箱型, 杆力较小者采用H型。主桁杆件和桥面系等构件均采用Q370q E。主桁采用M30高强螺栓拼接。
主桁采用整体节点, 在工厂将杆件和节点板焊接成整体, 工地架设时在节点外采用高强度螺栓拼接, 便于施工安装。
5.2 桥面[2]
本桥采用由纵、横肋组成的正交异性钢桥面板, 它和主桁的下弦杆焊接成一体。钢桥面板在9.5m道砟槽板范围内采用不锈钢复合钢板 (热轧) , 其基材为16mm厚的Q370q E钢板, 面板为厚3mm的不锈钢钢板。钢桥面板下横桥向设置18道U形肋, 两侧及横梁中部设置4道I形肋。在每条轨道下设置一道纵梁, 纵梁中心距1.5m, 全梁共设置4道;纵梁采用倒T形截面, 高500mm。沿桥纵向每隔3m设置1道横梁, 节点横梁与节间横梁高均为1.4m。横梁采用倒T形截面, 横梁上翼板与主桁伸出肢焊接, 腹板及底板与主桁伸出肢栓接, 边墩及辅助墩相邻的两个节间处设压重。桥面布置见图2。
5.3 斜拉索锚固构造[3]
针对本桥桁式布置及结构特点, 索梁锚固构造采用外置式拉索钢锚箱锚固方式, 锚固构造置于钢梁杆件节点外部, 斜拉索与钢梁主桁通过锚箱连接, 锚箱构造见图3、图4。
在主桁上弦节点沿斜拉索受力方向焊接整体节点板, 采用高强螺栓与钢锚箱连接。钢锚箱由2块锚固钢板间焊接2块隔板而成, 呈井字形结构;锚垫板焊接于井字形结构端部形成钢锚箱, 通过锚固螺母将斜拉索锚固在钢锚箱锚垫板上, 形成索梁锚固区。外置式钢锚箱与主梁融为一体, 构造简单、传力路线明确、受力合理, 索梁锚固区可在工厂制造, 施工现场只需采用高强螺栓与主桁上弦节点板对拼, 同时便于后期质量控制、锚固区检修更换。
6 主桥计算
主桥采用程序Midas建模。除桥面板采用板单元外其余杆件均用梁单元模拟, 全桥共5 633个梁单元, 2 160个板单元, 全桥计算模型见图5。
6.1 支座反力
为避免出现负反力, 交接墩压重桥面板两个节间 (每个节间300t) , 辅助墩压重四个节间 (每个节间250t) , 全桥共3200t压重。考虑压重后主桥在各工况下的反力见表2。
6.2 运营阶段杆件强度检算
对杆件进行强度检算时, 拉弯杆件按净截面特性检算强度, 压弯杆件按毛截面特性检算稳定, 且同时考虑了双向受弯的情况。主要控制杆件应力见表3。
注:表中应力受拉为正, 受压为负。
6.3 运营阶段杆件疲劳强度检算
杆件的疲劳检算按《铁路桥梁钢结构设计规范》 (TB10002.2—2005) 中第4.3条相关规定进行。疲劳计算时, 只对拉-拉构件、以拉为主的拉-压构件、以压为主的拉-压构件这三种情况进行疲劳检算, 疲劳应力均为压应力时, 不检算疲劳。主要控制杆件疲劳应力幅见表4。
MPa
6.4 主桥的竖向刚度
主桥在静活载作用下的变形见表5。
6.5 主桥的横向刚度
横向最大位移为77mm, 为跨度的1/4052, 满足<L/4000的规范要求。
6.6 主桁预拱度
恒载+1/2静活载挠度曲线值反向设置。在主桁平弦的上弦节点设置不同的伸缩值, 迫使下弦节点起拱。
6.7 风车桥耦合动力分析
6.7.1 桥梁自振特性分析
本桥纵向振动、横向弯曲、竖向弯曲振动的基频分别为0.211Hz、0.376Hz、0.623Hz。
6.7.2 车-线-桥耦合振动分析
主跨312m钢桁斜拉桥, 在设计成桥线形、降温组合线形、升温组合线形一、升温组合线形二和线路坡度影响下, 当CRH2、CRH3动车组以车速160~300km/h运行时, 桥梁的动力性能均满足要求, 列车的运行安全性有保证, 乘坐舒适性均达到“优”或“良”。
6.7.3 风-车-线-桥耦合振动分析
当桥面瞬时风速不超过23.2m/s时, 动车组可按设计车速250 km/h运行;当桥面瞬时风速大于23.2 m/s且不超过29.0 m/s时, 车辆应限速在200 km/h;当桥面瞬时风速大于29.0 m/s且不超过34.8 m/s时, 车辆应限速在160 km/h;当桥面瞬时风速超过34.8m/s时, 应封闭交通。
7 钢梁制造与安装[4]
本桥钢梁制造应严格按照《铁路钢桥制造规则》 (Q/CR9211—2015) 执行。
钢梁安装应按照《客货共线铁路桥梁工程施工技术指南》 (TZ 203—2008) 的规定执行, 钢梁杆件的运输、存放及安装时必须保证钢板摩擦面的清洁, 不被污染。高强度螺栓施工时应遵照《铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定》 (TBJ 214—92) 的规定。
充分结合盐城特大桥建桥条件和钢桁斜拉桥的特点, 采用散拼法架设钢梁, 铁路桥面板与主桁同步安装。为降低安装难度、节省施工临时设施费用, 本桥施工建议桥塔墩墩顶6个节问的钢梁在墩旁托架上进行拼装, 其余节问的钢梁利用架梁吊机由桥塔向两边双悬臂对称架设, 最后在中跨跨中实现精确合龙。本钢斜拉桥主梁结构采用半漂浮体系, 为了防止主梁在悬臂施工过程中因荷载不平衡而产生倾覆, 应注意在墩梁相交处的钢梁梁底设置临时固结装置。
8 钢梁涂装
按照《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》 (TB/T1527-2011) 中的第7套涂装体系进行。
9 结语
徐宿淮盐铁路盐城特大桥跨新洋港主桥是一座跨度为 (72+96+312+96+72) m的连续钢桁斜拉桥, 结构受力合理、简洁, 线形流畅。其采用的新型整体钢桥面, 在吸收其他已建高速铁路整体桥面优点的基础上, 对钢桥面细节构造进行优化, 钢桥面板采用不锈钢复合钢板 (热轧) , 提高了钢桥面的防腐与使用寿命。通过采用节点对接拼接、外置式钢锚箱斜拉索锚固构造、整体钢桥面系等结构形式, 主桥设计合理, 便于钢梁制造、施工安装以及后期质量控制, 可为今后类似桥梁设计提供借鉴。
摘要：盐城特大桥主桥为 (72+96+312+96+72) m五跨连续钢桁斜拉桥, 是徐宿淮盐铁路的关键工程。论文重点阐述盐城特大桥方案选择、静力计算、结构分析、结构构造细节、钢梁防腐涂装体系和钢梁安装等。设计表明, 盐城特大桥主桥结构受力明确, 安装方案合理, 具有较好的稳定性和经济性能。
关键词：斜拉桥,钢桁梁,正交异性板整体桥面系,焊接整体节点,结构计算
参考文献
[1]中铁第五勘察设计院集团有限公司.新建徐宿淮盐铁路盐城特大桥施工图[Z].北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司, 2015.
[2]张宝刚, 齐金朋.不锈钢复合钢板在铁路钢桥上的应用技术[J].钢结构, 2013 (1) :51-55.
[3]文坡, 杨光武, 徐伟.黄冈公铁两用长江大桥主桥钢梁设计[J].桥梁建设, 2014, 44 (3) :1-6.
高速铁路特大桥 篇8
关键词：斜拉桥,合理施工状态,模拟计算
斜拉桥属于高次超静定结构, 施工中又要经过体系转换, 如何确定合理的成桥索力, 同时又能保证施工中的塔梁受力均匀合理, 是目前进行斜拉桥设计及施工监测的主要目标。目前采用的许多优化索力的方法, 都是先确定一个合理的成桥状态, 经过施工中的二次或多次调索, 使最终形成合理成桥索力。
由于在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的不断变化, 结构内力和变形也相应地不断发生变化, 因此, 需要事先模拟现场施工过程来斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析和验算, 根据预先设定主梁线形控制目标, 求得斜拉桥各施工阶段斜拉索初张力。成桥后, 再根据活载影响的大小, 结合结构的受力需要确定合理的成桥状态, 对斜拉桥进行二次调索。
1 工程概述
1.1 桂平郁江特大桥简介
桂平郁江特大桥是南广铁路一座双线特大桥, 主桥采用 (36+96+228+96+36) m五跨双塔双索面钢桁斜拉桥, 主桥采用半漂浮体系, 主塔与主梁间设置竖向支承, 纵向采用阻尼约束, 主塔采用花瓶式, 塔高为103.5m, 斜拉索采用Φ7环氧涂层钢丝, 主梁采用钢桁梁, 三角形桁架, 两片主桁, 桁间距15m, 桁高14m, 节间长度12m, 桥面系采用正交异性钢板的整体道砟桥面结构[1]。斜拉桥布置如图1所示。
1.2 主梁施工方案
主桥钢桁梁架设首先在主塔两侧安装托架, 组拼工作平台, 利用塔旁吊机在托架上安装6个节间钢梁杆件, 同时安装临时固定支座与千斤顶, 安装1号拉索并进行初张拉。
此后在上弦拼装架梁吊机, 利用架梁吊机对称悬拼钢桁梁其他节间。对称悬拼过程中依次安装2~7号拉索并根据受力需要进行初张拉。悬拼至辅助墩后, 先完成边跨再进行跨中合龙。由于8号索的安装与架梁吊机冲突, 钢桁梁合龙需先架设后再安装8号拉索。为避免跨中产生较大位移, 8号拉索安装前不拼装桥面板, 待8号拉索安装完成后再安装。全桥合龙后, 拆除临时设施及临时荷载。二期恒载的施工要先施工压重区再由边跨向跨中施工, 最后对斜拉索进行二次调整, 完成终张拉。
1.3 斜拉索张拉力分析方法
斜拉桥静力计算中比较重要的就是确定拉索的初张力, 这跟施工阶段密切相关。初张力相当于在主梁上施加向上的拉力, 故能调整主梁的恒载内力, 这与活载内力是相对独立的, 但可以通过张拉一定的预压力来抵消活载内力。
初张力确定的方法很多, 如刚性支承连续梁法、零位移法、弯曲能量法、矩阵法、无应力控制法等[2]。但施工过程中体系不断发生转换, 上述方法实际操作起来非常麻烦, 也无法得到理想结果。一般调索常用倒拆法和正装法相结合, 两者计算结果因收缩徐变影响会有所区别。桂平郁江大桥主桥为钢桁梁, 没有收缩徐变的影响, 使得倒拆法和正装法结果基本一致。本桥为主塔两侧只有八对拉索, 拉索较少, 可直接采用正装法进行计算。
本桥作为纯铁路斜拉桥, 与公路斜拉桥梁相比, 显著的特点就是活载比例大。本桥主梁恒载约为40t/m, 而活载为16t/m, 在确定合理成桥状态时要充分考虑活载的影响。
2 斜拉索索力分析
2.1 计算模型
本斜拉桥采用Midas软件进行仿真分析, 主塔及钢桁梁采用梁单元, 斜拉索采用桁架单位、正交异性桥面板采用板单元建立。
2.2 施工阶段调索原则及合理成桥状态的确定
本桥从施工到全桥形成的过程中每根拉索张拉两次, 初张拉在施工阶段对称悬臂施工阶段, 终张拉在桥面铺装及二期恒载施工完成后进行。
施工过程中, 斜拉索初张拉为对称张拉, 桥塔只承受竖向力, 初张力的大小主要为了使梁体水平, 确保钢桁梁的顺利拼装。初张力的拉控制原则为拉索张拉后对应的这个施工阶段的索梁锚点位移基本为零[3]。
全桥合龙后, 桥面开始铺装防水层、道砟, 施工人行道等二期恒载。此后进行斜拉索终张拉达到合理的成桥状态, 终张拉后为满足运营梁体线形需要、桥塔弯曲内力较小, 张拉的控制原则为:斜拉索经再次张拉后主塔塔顶纵向位移在恒载下略向边跨侧偏移, 跨中水平略微上挠, 以克服跨中过大活载的影响。
根据以上目标和拉索调索原则, 兼顾钢桁梁主弦在关键位置处的应力, 采用正装法, 对拉索索力反复试算, 最终得出较优索力。待计算稳定后, 利用倒装法计算一次进行校核。经计算斜拉索两次张拉的索力表如表1, 表2。
通过两次调索, 斜拉桥不但可以保证钢桁梁架设的顺利进行, 中跨合拢前主梁位移可以控制在10mm以内, 确保全桥合龙的顺利进行。终张拉后, 恒载下塔顶纵向位移向边跨侧2 m m;跨中位移向上62mm, 钢桁梁梁体线形均匀;桥塔两侧索力相差不大, 因此塔底弯矩很小, 塔身应力也比较均匀。经检算, 主桥钢桁梁各部位杆件应力也满足规范要求。
3 结语
本文以南广铁路桂平郁江特大桥为背景, 根据主桥钢桁斜拉桥的施工架设顺序, 探讨了斜拉桥索力分析方法和索力张拉原则, 对该桥施工阶段和成桥阶段的索力进行分析计算, 保证了钢桁梁的拼装要求, 并确立成桥的合理线形, 同时满足了桥塔、钢桁梁等构件的受力需要。
参考文献
[1]中铁二院工程集团有限责任公司.南广铁路桂平郁江特大桥设计.2009年
[2]刘士林, 等.斜拉桥.人民交通出版社.2002年, 67～72页
高速铁路特大桥 篇9
1.1 河道概况
黑龙江干流航道里程长2 865 km, 根据河道特点, 一般将黑龙江分为3段:恩和哈达至黑河, 航道里程894 km, 称为黑龙江上游;黑河至哈巴罗夫斯克, 航道里程996 km, 称黑龙江中游;哈巴罗夫斯克至鄂霍次克海的入海口, 航道里程975 km, 称为黑龙江下游。
黑龙江中游除勤得利、街津口、抚远镇三处孤山外, 其余均为平原, 沿江两岸河谷伸展, 河滩地宽度一般在20～40 km, 江面宽达2 000 m以上, 两岸低平, 水流变缓, 比降为0.06‰～0.07‰, 网状河道现象显著, 江中岛屿沙洲、浅滩较多, 可通行1 000～4 000 t船舶。
桥址位于黑龙江中游的哈鱼岛附近, 哈鱼岛西、北、东三面环水, 平均海拔高度52.0 m, 总面积约30 km2, 规划面积16.6 km2, 岛上地貌单一, 树木丛生, 花草繁茂, 基本无人类活动污染, 自然生态环境良好。 哈鱼岛江段水面平稳, 河槽水面宽度一般在2 000 m左右, 主航道靠近俄罗斯一侧, 水深一般在5.0～10.0 m, 最大水深17.0 m以上, 自然条件优良。
1.2 水文特征
黑龙江冬季气候严寒, 一般有半年时间河流封冻, 本河段年通航期平均约170 d, 冬季封冻期150 d, 春秋两季流冰期约40 d。
根据资料分析, 黑龙江年均流量为3 440 m3/s。桥址断面航期流量较大, 航期桥址处平均流量为7 800 m3/s。平槽流量约13 000 m3/s, 而20年一遇洪水流量为35 000 m3/s, 本河段主河槽过流能力较大, 除特大洪水外, 滩地过流量不大。
本河段水面坡降约为0.18‰, 水面平缓。
2模型设计
由于桥址上游为一沿主流长度近20 km的弯道, 为准确模拟弯道水流, 模型要模拟的原型河段长度约26 km (包括桥址上游21 km、下游5 km) , 宽度约7 km, 见图1。
根据试验技术要求, 模型设计为定床。考虑到试验场地及水流运动相似等条件, 确定模型水平比尺αl=350, 垂直比尺αh=150, 变率e=2.33。
水流运动相似须同时满足重力相似和阻力相似条件, 根据这2个相似条件可导出:
流速比尺αv=αundefined=12.25
糙率比尺αn=αundefined/αundefined=1.509
流量比尺αQ=αlαundefined=642 991
由于原型水流为紊流, 因此要求模型水流也应为紊流, 水流为紊流的要求为Re>1 000。根据桥址断面的中水实测资料, 平均流速1.8 m/s, 平均水深7.8 m, 可以计算出模型雷诺数Rem=7 641>1 000, 可以看出模型水流满足紊流要求。
根据表面张力的限制条件, 模型的最小水深为2.0 cm, 大于1.5 cm, 模型水深满足要求。
3验证试验
为了验证模型设计的可靠性, 提高试验精度, 依据2007年8月观测的水文资料进行了验证试验, 包括水位、流速、流向等, 详见图2、3。
从图2和图3可以看出, 中水水面线模型各断面试验值与实测值最大相差0.04 m, 二者基本一致, 断面平均流速误差一般在0.04～0.08 m/s, 说明模型与原型水流运动相似。
4建桥前通航水流试验成果分析
在现状河道地形条件下施放4 000 (枯水) , 8 300 (中水) , 13 000 (丰水) , 35 000 (20年一遇洪水) , 39 000 (50年一遇洪水) , 41 500 m3/s (100年一遇洪水) 流量, 观测了各级流量的水位、断面流速分布及流向。
试验表明, 在桥址上下游的短河段内, 尽管各级流量河槽较为顺直, 但由于受弯道水流的影响, 表面流向较为弯曲, 表现为自左向右。尽管天然情况下该河段水流的表面流向与航线间在枯水流量级呈较大的交角, 但由于该段航道水深大, 且桥址基本位于弯道的下游较顺直段, 航行条件好, 因而对船舶航行无明显的不利影响。
5建桥后通航水流试验成果分析
拟建的同江黑龙江铁路特大桥主桥桥式为16×108 m+144 m+132 m+108 m+60 m, 全长2 217.6 m, 俄方一侧132 m的通航孔为上行线, 中方一侧144 m的通航孔为下行线。主通航孔桥墩宽8.2 m, 副通航孔桥墩宽6.0 m, 其余桥墩宽5.5～5.7 m。
5.1 原设计方案
试验结果表明:枯、中、丰水时, 桥轴线上游1 km范围表面流向和桥梁轴线的法线方向的交角 (以下简称交角) 远大于航行标准所要求的5°, 一般在10°左右, 最大交角15°。由于表面流速和桥轴线断面的交角多呈负值即右偏, 一般交角在5°～15°间, 这表明表面流向和桥轴线不相垂直, 该方案不满足桥区的通航标准要求。
5.2 优化方案
分析原设计方案的试验结果可知, 表面流速右偏, 因此桥轴线顺时针旋转一角度应该稍有利些, 但由于航线是中俄两国的领土分界线, 较大范围的变更航线会带来问题。因此, 在桥位的改动上应尽量照顾现今的航线, 基于这一要求, 将原设计方案以中俄航线分界点为中心, 将桥位顺时针旋转5.5°, 其余均保持不变, 形成优化方案。
优化方案在中、丰流量级, 桥轴线上、下游的交角均在5°以下, 满足桥区的通航标准;但在枯流量级, 桥轴线上游的交角均在5°以下, 满足桥区的通航标准;桥轴线下游俄方一侧的交角略大于中方一侧的交角, 局部位置交角大于5°, 不能满足通航标准。
5.3 推荐方案
从优化方案试验结果可知, 枯水流量桥址下游水流流向大于通航标准, 说明桥址旋转角度不够, 因此在此基础上, 进一步调整了桥址位置。该方案将原设计方案以中俄航线分界点为中心, 将桥位顺时针旋转6.2°, 其余均保持不变, 形成推荐方案 (见图4) 。
可以看出, 推荐方案在枯、中、洪三级流量下, 桥轴线上、下游是满足通航标准的。
对比不同流量下建桥前后河道沿程水位可知, 建桥后的洪水位有一定的抬高, 20年一遇洪水抬高0.09 m, 100年一遇洪水抬高0.14 m, 对防洪不会产生明显影响。从流速的观测结果看, 岸边流速略有增大, 增值一般在4%～6%, 对岸边冲刷会有一定影响, 但影响不会太大。
6结语
(1) 验证试验表明, 模型满足阻力相似条件, 模型设计合理, 可以进行方案试验。
(2) 在原设计方案基础上, 主要结合工程设计, 通过试验优化方案研究, 以不影响中俄领土分界为原则, 提出的推荐方案的通航水流条件基本满足桥区通航标准要求。
(3) 建桥后洪水位有一定的抬高, 但抬高值不大, 对防洪不会产生明显影响。建桥后桥址附近河道岸边流速变化不大。
高速公路刚构特大桥施工技术研究 篇10
1 施工技术阐述
预应力混凝土连续刚构桥施工流程如下所示:进行支架施工、搭设支撑和铺底模、安装外侧模、对钢筋材料进行预应力材料加工、绑扎底板腹板和横隔板钢筋、安装纵向和横向预应力管道、安装腹板内侧模、绑扎顶板钢筋、安装横向预应力管道、绕筑混凝土、两向预应力筋张拉, 最后进行拆模压浆和封锚[2]。
在进行模板施工时, 首先, 底模应该直接铺设在分配桥梁上, 为了确保面板接缝端口的平齐, 应该保证钢板符合平整度要求, 而且还要使钢板和分配梁焊牢, 此外, 为防止混凝土砂楽流出, 需要在底模与侧模交界处粘贴胶带, 同时, 在与墩身的接缝处安装楔形木条以及粘贴胶带。其次, 对于外侧模而言, 应多采用挂篮外侧模, 而且为了保证结构的完整性, 模板面板应该用钢面板、角钢和槽钢等组成;为了保证模板之间的紧密性, 在施工时需要在模板之间涂上双面胶带, 并用螺栓进行连接。最后, 在内模的设计安装中, 内顶模和内侧模尺寸固定部分采用大片钢模整体制作成型, 拐角设铰接连接。
在内模安装中, 小钢模主要应用于横隔板部分, 而对于底板压模和后续悬拼阶段底板而言, 其模板应该采用钢板现场制作安装。许多混凝土都是一次性绕筑成型的, 内顶模的支撑大多选用需用脚手钢管搭设的支架;为了方便对内顶模的标高进行调节, 需要对钢管顶部设顶托[3]。
2 悬臂浇筑施工技术
悬臂浇筑施工工艺如下所述:首先进行对包括底篮、侧模在内的挂篮进行调整并锚固, 并且设立端头模板, 对底板和腹板进行钢筋绑扎, 在进行纵向束波纹管施工, 调整内模, 使其外移。其次, 在将顶板钢筋绑扎牢固后, 安装好横向束预应力波纹管以及锚垫板等, 再进行吊杆孔、预埋件施工, 浇筑好混凝土后, 还要注意混凝土的养生工作。其中, 浇筑后的混凝土强度应该不低于设计强度的80%, 弹性模量达到设计强度的70%。最后, 利用穿束与安装锚具对其进行纵向束张拉和封锚, 完成挂篮的卸载。下面, 是对不同悬臂浇筑施工类型作具体分析。
2.1 预应力施工
预应力施工中对混凝土的强度要求很高, 要求达到设计强度的90%。在进行张拉施工前, 要保证所运用的混凝土龄期满足要求, 最少不能低于一周。而且在进行箱梁纵、横、竖向预应力钢筋的张拉时, 要采用滞后张拉工艺, 一般滞后2 号, 如在3 号梁段施工结束之后, 需要对1 号箱梁的梁段进行横向与竖向预应力钢束的张拉。在全桥合拢后, 还要进行剩余刚束的张拉, 而且还有顺序要求:首先要进行长度较长的钢筋进行张拉, 然后再对长度较短的钢筋进行张拉[4]。此外, 纵向钢绞线张拉的质量控制也应该是施工单位高度重视的对象。在进行纵向钢绞线的张拉时, 应该综合张拉力控制与伸长值控制两种方法, 而且要保证在张拉力控制完好的前提下, 在进行伸长值的控制。在顶锚完成后, 应该仔细的对两端的伸长值进行测量, 而且在对张拉结果进行检查时应该结合设计的实际要求与标准。应该及时检查出结果中的异常, 并且立即将检查情况汇报给施工监理, 并协助各相关部门对异常进行处理, 如此才能够最大限度的消除安全隐患[5]。
2.2 钢筋及预应力管道施工
悬臂灌筑施工也是十分重要的环节, 一般要在挂篮安装测试完毕之后来执行。首先, 要进行钢筋及预应力管道施工;其中钢筋的加工和下料是该环节首要工作, 通过对主筋的接头用机械套筒连接, 两梁段之间的主筋连接方式为绑扎搭接, 而且搭接的长度有一定的要求。在进行梁段钢筋绑扎时, 通常要把搭接头焊接在一起, 这不仅能够提高钢筋的的硬度和强度, 而且还能增强骨架的稳定性, 进而保证安全。其次, 在进行钢筋的绑扎时, 一般采用模内绑扎的方式, 绑扎顺序需要根据具体的项目来确定, 通常顺序为:第一将底板、腹板钢筋进行绑扎后, 进行底板、腹板纵向波纹管的安装;第二, 安装竖向预应力筋、顶板底层纵向波纹管、横向波纹管、顶板顶层纵向波纹管, 安装完成后进行顶板顶层钢筋的绑扎;第三, 进行预埋件的安装。最后, 预应力管道的安装也是至关重要的环节, 而且在进行预应力管道的安装时, 首先要完成施工工程的下料, 下料时需要以每段施工长度为依据;而且为了避免存放的下料受到腐蚀, 通常要利用砂轮锯对波纹管的下料进行切割, 如此, 才能保证下料存放的质量[6]。而且为了确定预应力的管道位置, 在进行连续梁体预应力筋的连接铸造时, 需要使用金属波纹管, 该管的内径大约为90cm, 在施工过程进行安装环节时, 需要根据要求按标准执行, 并且在波纹管中插入硬塑料管。
3 挂篮安装及预压技术简述
为了检验挂篮的实际承载能力和安全可靠性, 需要进行挂篮加载试验。这不仅能够减少挂篮的非弹性变形, 而且获取弹性变形参数, 该参数是箱梁悬臂施工控制时的主要依据。吊杆是挂篮产生变形的主要部位, 加载试验是通过采用预压逐级加载的方式, 模拟最大梁段的施工实际荷载, 而且为了保证试验的可靠性和准确性, 荷载应尽量模拟实际荷载情况。挂篮安装工艺流程如下所述:挂篮加工及质量检查、安装工字形轨道、行走小车、安装主要构件且锚固、安装后平联后联杆以及前横梁、底模平台就位、安装底模平台吊带、安装挂篮外侧模、挂篮内模行走系统及内顶模安装就位[7]。
作为刚构桥的主要施工设备, 挂篮的安全性、刚度、操作性与强度等因素对施工质量的影响至关重要。所以, 要想从根本上保证刚构桥的工作强度满足设计要求, 就必须在挂篮设计方面严格按照规定与要求来执行, 此外, 还要根据实际工程及地形条件等采用相应的标准, 使其容易满足操作, 施工简单。在进行挂篮安装之前, 需要进行测量放样与钢枕铺设, 这是保证后部锚固在竖向预应力钢筋上的重要手段, 完成锚固以后, 还需要对挂篮的其他杆件进行安装。
4 提升桥梁耐久性的施工改进技术探索
4.1 要想从根本上保证桥梁的耐久性, 就必须做好原材料的的选择。
在进行原材料的选择时应该满足以下原则: (1) 应该多选用桂酸盐水泥、普通硅酸盐水泥, 而且水泥的混合材料宜为矿蜜或粉煤灰, 对于耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土, 应该选用中抗硫酸盐桂酸盐水泥 (2) 应多选用空隙率小的洁净天然河砂作为细骨料, 而且还要保证细骨料质地均勾坚固, 具有较低的吸水率, 如果缺乏天然河沙时可以用专门机组生产的人工砂来代替, 但是不能使用未经处理的山砂。 (3) 要保证外加剂具有较高的减水率, 而且要尽量减少塌落度的损失, 适量引气, 质量稳定, 进而保证其能满足混凝土耐久性能。
4.2 预防钢筋锈蚀
混凝土对钢筋有具有保护作用, 所以可以通过提高混凝土的密实性来增强保护;其次, 在施工进行前, 要将混凝土的表面附着物清除干净, 并且在构件外表涂上绝缘层。最后, 要在混凝土浇筑时加入钢筋阻锈剂。
5 结束语
综上所述, 在社会水平不断提高的背景下, 我国的高速公路得到了大力的建设与发展, 而且越来越多的大跨径桥梁得以修建。要想从根本上保证桥梁的质量, 还要不断优化施工技术, 并且根据实际问题总结出施工方案, 如此, 才能消除钢构特大桥工程中的安全隐患。
参考文献
[1]龙兵.大跨度宽体连续刚构桥挂篮优化设计[J].城市道桥与防洪, 2015, (12) .
[2]熊训飞.高速公路钢构特大桥施工技术浅析[J].黑龙江交通科技, 2013, (7) .
[3]郑国江, 高志勇.连续钢构特大桥悬臂施工三角挂篮仿真分析[J].公路交通科技 (应用技术版) , 2009, (9) .
[4]俞琦.高速公路连续刚构桥研究[J].科技与企业, 2015, (6) .
[5]毛斌.基于公路桥梁施工技术的分析[J].交通世界 (运输.车辆) , 2015, (24) .