《大桥整体提升》PPT课件.ppt

1,新光大桥三大拱 的整体提升施工,张健峰 武汉天兴洲道桥投资开发有限公司 2008/07/18,2,新光大桥三大拱 的整体提升施工,张健峰 武汉天兴洲道桥投资开发有限公司 2008/07/18,3,开场白/新光大桥概况 1 钢结构制造 2 边拱拼装与提升 3 主拱现场拼装 4 主拱边段提升 5 主拱中段滑移上船 6 主拱中段浮运 7 主拱中段提升准备 8 主拱中段提升 结束语,目录,4,开场白,在广州海珠区与番禺之间的珠江后航道(主航道)上，在洛溪大桥与番禺大桥之间，一座造型优美的三跨拱桥凌空而起，这就是广州新光大桥,5,新光大桥主桥拱肋采用了在桥位附近拼装场地的支架上低位组拼，大段整体浮运，同步液压提升技术整体提升架设施工，本文对最具创意和代表性的主跨主拱中段大段整体浮运、整体提升架设方法进行了介绍,我有幸作为建桥大军的一员，参与了大桥建设的全过程；尤其是参与组织了有一定创新价值及技术难度的三大拱整体提升施工，深感受益非浅,6,新光大桥概况,道路等级 城市快速路，设计速度：80km/h 桥梁坡度 最大纵坡3，双向横坡2 桥梁宽度 主桥：净212m车行道，净23m人行道，全宽 37.62m，双向六车道 引桥：净212m车行道，全宽26.3m 设计荷载 汽车一超20级，挂车一120级，人群荷载； 局部构件：城A级 设计风速 27.9m/s(离地10m,频率1,10分钟平均最大风 速) 通航净空 通航净高大于34米，双向通航孔净宽210米 设计水位 8.13m，最高通航水位7.4m 基本烈度 7度(按8度设防),技术标准,7,新光大桥工程的主要参建方,建设单位：广州市新光快速路有限公司,承包方：贵州省桥梁工程总公司铁道专业设计院 （现名中铁工程设计咨询集团公司）联合体,监理：四川铁科建设监理公司,钢结构制造单位：中铁山桥集团有限公司,建设主管部门：广州市建设委员会,投资方：广州市建设投资发展有限公司 广州市番禺交通建设投资有限公司,方案初步设计：四川省交通厅公路规划勘察设计研究院,8,L=（350）m +（177+428+177）m +（350）m 其中两端引桥均为350m的预应力混凝土连续箱梁 主桥为177m+428m+177m三跨连续刚架钢桁拱桥,桥跨型式,9,第三步： 1 搭设边拱及主拱施工支架及提升支架 分别吊装边墩及三角刚架上的主拱、边拱拱脚段 在支架上安装边跨拱肋,主要施工步骤,10,第四步： 1 提升边跨拱肋 2 提升主拱边节段 3 在拼装场地拼装中间大节段拱肋,11,第五步： 1 连接边跨拱脚合龙段 2 支架上施工边跨吊杆、预应力混凝土系杆 3 用铁驳浮运主跨中间大节段拱肋到桥位处并精确定位,12,第六步： 利用提升支架吊装主跨中间大节段拱肋，支撑在两侧提升架上,13,钢拱大节段整体提升施工,全桥钢拱肋共分五大段用整体（节段）提升法进行安装,14,1 钢结构制造 2 边拱拼装与提升 3 主拱现场拼装 4 主拱边段提升 5 主拱中段滑移上船 6 主拱中段浮运 7 主拱中段提升准备 8 主拱中段提升,15,1 钢结构制造,大桥的钢箱桁架主拱采用钢结构,共13600吨Q345C钢材.上、下弦与腹杆间连接采用整体节点结构,这种栓焊结构对焊接及高强螺栓连接的加工进度要求很高，制造难度大。大桥钢结构全部在山海关中铁山桥集团公司厂房加工制造,16,采用精密切割、数控钻孔、全桥分段预拼等技术，保证了钢箱桁拱肋组装精度符合设计和规范要求，全桥焊接质量全部通过检测，18万余栓孔全部对位准确 经预拼合格后，分8批通过海运抵达工地,17,2 边拱拼装与提升,两边拱分别在桥位现场搭设的拼装 支架上进行低位组拼，然后整段用 数控液压千斤顶同步提升就位,18,每跨整体节段长104m，提升重量约1640t，提升高度35m 合龙精度达到极高水平(误差仅2mm）,19,南岸边拱提升是关键性的第一战役,虽有充分准备，提升过程仍然使指挥部全体 人员在焦虑、期待及紧张分析、果断决策中， 经受住了关键性的第一战役的考验,20,2005年9月20日，南岸边拱顺利完成整体提升，这对于新光大桥和我本人，都是一个有着重大意义的节日,21,3 主拱现场拼装,在桥位北岸附近的拼装场分别完成主拱边段及中段的整体拼装,必须研究解决的问题 在陆地上拼装还是在驳船上拼装 滑行问题 平稳过渡上船问题 驳船占用航道问题 安装过程稳定性问题 驳船租费问题 现场焊接与栓接的比例,22,主拱中段现场拼装工作流程,拼装场砼预制桩基础、承台施工 万能杆件支架、运梁平车、龙门吊安装 在拱肋支架上放样拱肋 拱肋下弦杆安装腹杆安装上弦杆安装 接缝焊接 拱肋横撑安装,23,船运拱肋杆后，浮吊卸船，通过运梁轨道平车运至存梁区,采用50吨龙门吊在组拼支架上进行拱肋组拼 主跨的上、下弦杆均为箱形断面，与拱肋对应节点板通过高强度螺栓连接；拱肋拼装顺序为：下弦腹杆上弦 主拱中段拱肋组拼完成后，安装上下游拱肋间7组桁架式横撑。横撑的安装顺序按下弦腹杆上弦的顺序进行,24,主拱中段支承架 用万能杆件加工而成；必须支撑主拱中段完成滑移上驳船，直至起吊脱架 滑移垫板还是行走轮对 正确选择下滑道的摩擦介质,25,4个滑移支架与拱肋之间采用铰连接，下部为一多层铰支简支梁力分配系统 每个支架通过8块钢板在滑道上滑移，应力通过钢板均匀分配到滑道上 滑移支架用钢桁架横向连接成前、后组，之间用钢绞线相连并在滑移前预拉收紧，使四个滑移支承支架成为一个整体同时移动,26,主拱肋杆件用龙门吊按拼装顺序进行组拼。每段拱肋吊装完连续的23段后调整线形和高程，用螺栓临时固定，然后按工艺要求进行焊接,27,两边大节段组拼成单片拱肋后用驳船依次浮运至桥位,离船低位安装横撑后再提升就位,每段提升重量约1160吨 “重任202”潜驳由拖轮拖到两提升架之间后，布锚（两个“八字”锚，共四个4t锚）就位；然后解除软硬加固，交由提升架挂吊提升,4 主拱边段提升,28,29,边段钢拱在半悬吊状态下安装横联（安装误差：2mm），然后提升就位 两侧边段立位长度为60m，提升重量约1160t，提升高度约82m,30,南岸主跨边段 拱肋提升过程,31,5 主拱中段拖拉上船,主拱大节段通过4350t数控液压千斤顶同步拖拉，平稳滑移上船 主拱大节段在大型半潜驳船（载重量16000t）上临时加固,32,拖拉牵引设施,岸上滑道 采用钢筋混凝土浇筑，精确找平滑道的砼面，打磨光滑后铺设10mm厚钢板,涂抹黄油和四氟乙烯粉等润滑剂 驳船甲板滑道 两排长约96m的滑移轨道由2032mm厚的钢板焊接成工字形 过渡梁 码头和驳船之间铺设过渡梁，由2030mm厚的钢板焊接成钢箱梁 牵引设备 在驳船上对应左、右幅轨道各布置两台350t数控液压千斤顶，成串联反相运行，保证同步、连续牵引；采用31束75钢绞线作为纵移牵引索,半潜驳船 重任1602号 LBD=121.9m30.48m7.62m 排水量为16000t,33,准备工作,驳船进场就位，布锚靠泊，借助锚索的牵引，使船尾对着码头滑道,布设系固缆绳 铺设过渡梁、缆绳固定、安装牵引索 驳船上安装轨道、千斤顶及牵引索，调整后收紧船舶各锚缆和定位缆 驳船提前灌注与拱肋相同重量的水压仓进行船舶的压载调节，使船上轨道和岸上轨道的顶部高程相同,34,牵引拖拉过程,利用压仓、涨潮、排水、牵引的综合效果实现主拱顺利滑移上船 第一阶段 在一个高潮期内及时上船利用数控千斤顶控制主拱中段的牵引滑移速度； 利用过渡梁（分配梁）将前、后滑移支架荷载逐渐转移到驳船上 启动驳船大功率水泵系统分仓排水，保持船体高度维持平衡 保证过渡梁、驳船轨道与码头滑道三者的高程在动态中保持一致，以将主拱肋前支架平滑牵引上船,并向船头拉移,移至后滑移支架接近上船位。,35,第二阶段 在下个涨潮期接近高潮时，将后滑移支架拉移上船,牵引上船时间跨越两个潮水周期，每个支架上船时间连续约3-4小时，连续进行整个主拱中段从2005年12月15日上午7点开始，至16日凌晨3点，连续工作20小时,完成了主拱中段上船任务,36,连续作战20小时，主拱中段顺利上船,37,主拱肋的船上加固,主拱肋中段滑移上船后，立即进行硬、软加固作业 硬加固：采用型钢焊接将滑移支架固定在驳船的胎架和甲板上 软加固：采用钢丝绳缆风索对主拱肋中段上弦进行绑扎，与驳船上的锚固件连接后用5t花篮螺丝收紧,38,39,6 主拱中段浮运,2005年12月25日8时，江面开始为期三天的封航，驳船立即开始启航 驳船平安浮运400余米，到达桥位水面 驳船利用8个缆锚调整驳船位置，实现精确对位,40,7 提升准备工作,主拱中段提升是大桥整体提升施工的关键性战役，只能成功，不能失败 除了技术，这更是对施工组织与指挥、管理的严峻考验 时间的严格限制，不允许我们在任何细节上出现明显差错及延误,严密的检查程序 倒排施组计划 正式提升前要在“倒 计时”的时段内，完成提升，设备、仪器、通讯联络、指挥、安全排险等系统的全部准备工作,41,主拱中段提升塔,提升塔架：9x12.0m三角形桁架式结构，高108m，采用Q345-B钢 钢管立柱；100020mm和80012mm；基础分别采用直径为2600mm、1400mm的钻孔灌注桩 提升塔塔身结构用钢2045吨,基础混凝土用量3700m 压塔索：4束5-75钢绞线 背索：4束25-75钢绞线 在提升前完成提升塔架安装提升千斤顶、吊索、压塔索、背索进行加载试验,42,提升装置 在提升塔顶共布置4个提升吊点，每个提升吊点布置4台350t提升油缸及配套的液压泵站，提升力为4x14005600t, 提升速度可达10m/h 测量装置 长行程位移传感器：测量拱肋结构各点的高度及状态 压力传感器：测量各点的负载压力 油缸行程传感器：测量油缸行程 控制系统 主控计算机通过传感器、智能模块采集现场信息，与设定的数据比较,通过闭合控制回路及实时网络系统，将数据传输给塔顶指挥台的控制计算机，进行远程监控、指挥,43,8 主拱中段浮运提升,2005.12.2527日，历时52.5小时顺利完成主拱大节段浮运提升,44,提升工序,航道封航，浮运拱肋到主桥提升塔下 锚艇挂好锚绳,绞拉驳船就位挂提升索吊耳,分阶段张拉临时系杆、平衡索，驳船同时抽排水作业保持恒定标高 对拱肋施加提升力 拆卸滑移支架与拱肋连接件同步提升主拱中段离船 匀速提升拱肋就位 驳船撤离 精调拱肋位置、线形后，测量合龙段长度切割合龙段,栓、焊连接拱肋合龙段,45,提升的关键环节 拱肋离船脱架,要综合考虑 潮水位变化的影响 半潜驳船的压排水影响 临时系杆、水平平衡索预张力变化 吊索提升力 4个因素的共同作用下，保证不出现过大内应力而处于动态平衡状态,精确计算了各种提升力和系杆预张力状态下，拱肋的内应力范围,在此范围内分级增加提升力和系杆张拉力,同时观察拱肋支撑点的位移，进行综合调控,低平潮时安装提升吊具；连接 吊具及提升索加力完成拱肋脱 架过程必须在涨潮落潮间基 本完成,从而保证顺利进入拱肋 提升施工阶段,46,52.5小时完成提升,实际过程用了52.5小时，其中 浮运就位：8小时 主拱肋吊耳安装、系杆张拉：6小时；落潮时提升力已达到设计提升力的80% 脱架耗时：3.5小时 在拱肋提升至临时系杆高出支架高度后，驳船撤离桥位，解除封航状态，恢复正常通航,47,高精度完成合龙段安装,精调位置 提升初步到位后，精调拱肋平面位置、高程和线形后，对拱肋合龙段两端位移进行48小时观测 合龙时间 拱肋合龙控制应充分考虑温差影响，选择实际温度与设计合龙温度差在容许的范围内的最佳合龙时间 切割余量 根据测量结果，得出合龙段精确长度，切割弦杆余量，安装合龙段弦杆就位 施拧焊接 焊接切割余量端纵向加劲肋板，施拧另一端纵向加劲肋高强螺栓，完成瞬时合龙，随后对拱肋环缝同时对称施焊，完成拱圈合龙 合龙精度 经初步调整后腹杆螺栓孔距合龙要求只差20mm,在等待中午温度升高后仅用冲钉就实现了主拱中段腹杆的合龙,48,光辉的记录,新光大桥主拱中段提升施工在我国桥梁史上写下如下记录： 在大型桥梁施工中，首次采用数控液压千斤顶同步提升技术，进行大节段整体提升 结构尺寸：168x30.1x27.5m（长宽高） 提升重量：3078t（其中结构重2850t） 提升高度：85.6m 提升时间：