武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥上部结构施工方案.pdf

武汉 天兴洲公铁 两用长江大桥主桥上部结构施工 方案 胡汉舟 1 文章编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 0 7 ) 0 3 0 0 0 1 0 4 武汉天兴洲公 铁 两用 长江大桥 主桥 上部 结构 施工方案 胡汉舟 ( 中铁 大桥 局股 份有 限公 司 ， 湖北 武汉 4 3 0 0 5 0 ) 摘 要 ： 介 绍 武汉 天兴 洲公 铁 两 用长 江 大桥 主 桥 上 部 结构 施 工 方案 ， 包括 主 塔施 工 、 钢 梁 架 设 、 斜拉 索安 装 、 桥 面板 安 装 以及塔 梁 同步施 工技 术 。 关键 词 ： 铁路 公 路 两用桥 ； 斜拉 桥 ； 主 塔 ； 钢 梁 ； 斜拉 索 ； 桥 面板 ； 桥 梁施 工 中图分类 号 ： u4 4 8 1 2 1 ； u4 4 8 2 7 文 献标 识码 ：a co n s t r u c t i o n s c h e me s f o r s u p e r s t r u c t u r e o f m a i n br i dg e o f w u h a n t i a n x i n g z h o u c h a n g j i a n g ri v e r ra i l -。 c u m- ro a d b r i d g e h u h a n z ho u ( ch i n a z h o n g t i e ma j o r br i d g e en g i n e e r i n g，i n c ，w u h a n 4 3 0 0 5 0，ch i n a ) ab s t r a c t ：thi s p a pe r gi ve s a n a c c ou nt o f t he c on s t r u c t i o n s c he me s f o r s up e r s t r u c t u r e o f t he ma i n b r i d g e o f wu h a n ti a n x i n g z h o u c h a n g j i a n g ri v e r ra i l c u m ro a d br i d g e ，i n c l u d i n g v a r i o u s t e c h ni q ue s h a v i ng be e n a pp l i e d t o t h e p yl o n c o ns t r u c t i o n， s t e e l gi r d e r e r e c t i o n， s t a y c a b l e a nd d e c k s l a b i ns t a l l a t i on，a nd p yl o n a n d s t e e l gi r d e r p a r a l l e l c o ns t r uc t i o n ke y wo r ds ：r a i l c u m r o a d br i d ge；c a bl e s t a y e d b r i dg e；py l o n；s t e e l gi r d e r ；s t a y c a b l e；de c k s l a b；b r i dg e c o ns t r uc t i o n 1工程概 况 武 汉天兴洲 公铁 两 用 长江 大 桥 主桥 为 ( 9 8 + 1 9 6 +5 0 4 +1 9 6 +9 8 )m 双 塔 三 索面 斜 拉 桥 ， 全 长 1 0 9 2 m。斜拉 桥 主梁 为板桁结合 钢桁梁 ， n形 桁式 ， 3片主 桁， 桁宽 2 1 5 m， 桁高 1 5 2 m， 节段长度 1 4 m， 采用 焊接整体节点。上层 6车道公路为钢正交异性板和 混凝土结合桥 面板 ， 沥 青 桥 面 ； 下 层 4线 铁 路 ( g 、 货 运各 2线 ) 为 道碴 桥 面 。正 交异 性 板 采 用工 地 焊 接 ， 钢桁 梁杆件均采 用工 地 连接 。斜拉 桥 主塔为 倒 y形 混凝土塔 ， 承台以上高度 1 8 8 5 ml 每塔两侧各有 3 1 6根镀锌平行钢丝斜拉索， 斜拉索截面最大为 4 5 1 一 声 7 ， 单根最大索重 4 0 t 。主桥桥式布置见图 1 。 2 上部 结构 施 工安排 首先施 工 主塔 下塔 柱 、 横梁 和 中塔柱 ， 待 中塔 柱 合龙后 ， 开始进行钢梁 的安装 。钢梁架设和主塔上 塔柱施工同步进行 。公路桥面钢正交异性板随钢梁 节 段一 起 安装 ， 公 路 混 凝 土桥 面板 及 铁 路 混 凝 土道 碴槽板待钢梁合龙后再行安装 。斜拉 索安装滞后钢 梁 1 个 节段 。 3 上 部 结构施 工 方法 3 1 主塔施 工 主塔施工布置 2台 自升式塔式起重机， 起重能 力分别为 2 5 t 、 1 0 t 。其中小塔 吊主要负责一侧的下 塔柱 、 中塔 柱 施 工 。 大 塔 吊最 大 高 度 在 1 9 0 m 以 上 ， 工作幅度覆盖整个 主塔 。每个塔 柱配置 1台升 降机， 见 图 2 。 下塔柱采用劲性骨架结合翻模法施工 ， 混凝土 浇筑节段高 4 5 m。下塔柱施工直至横梁底高程 。 收稿 日期 ： 2 0 0 7 0 3 2 6 作者简介： 胡汉舟( 1 9 6 8 ) ， 男， 高级工程师， 1 9 8 8 年毕业于西南交通大学铁道桥梁专业， 工学学士， 2 0 0 2 年毕业于中南大学桥梁与隧道工程 专业 ， 工学硕士。 维普资讯 2 桥 梁建 设 2 0 0 7年第 3期 北京 1 0 92 、 0 8 9 6 0 图 1 武汉天兴洲公铁 两用 长江大桥主桥桥式布置 图 2主 塔 施 工 布 置 横梁 采用 支 架 法 施 工 。支 架 用 型钢 加 工 而 成 ， 支承在塔座顶预埋件上。横梁混凝土与横梁高度范 围内的塔柱混凝土 同时浇筑 。横梁混凝土分 2次浇 筑， 先浇筑横梁底板 、 腹板混凝土， 后浇筑横梁顶板 混凝 土 。 中塔柱 、 上塔柱均采用先进的液压爬升模板施 工， 混凝土浇筑节段高度 5 i 3 1 ， 施工流程 ： 施工放线 一 第 1节段劲性骨架安装一绑扎第 1 节段钢筋一安 装 内、 外侧模板一检查签证一 浇筑第 1节段混凝土 一 养 护 、 凿 毛及脱 模一 导 轨爬 升并 固定一 爬 架爬 升 一 安装第 2节段劲性骨架一绑 扎第 2节段钢筋一 内、 外侧模板调整就位一检查签证一浇筑 第 2节段 混凝土一养护、 凿毛及拆 除模板一重复进行 下一 节 单 位 f 广州 段 施工 ， 见 图 3 。在 两 中 塔 柱 问 ， 布 置 4道 钢 管 横 撑 ， 横撑 内施加预顶力， 用 以平衡 中塔柱 自重产生 的 柱底附加弯矩。上塔柱索道管定位骨架分节段制作 ， 在地面将索道管装入并初定位， 后用塔吊提升安装。 塔 柱 内设 置 劲 性 骨 架 ， 用 来 固定 和 调 整 钢 筋 、 模板 。 工 轨 图 3液 压 爬 升 模 板 3 2钢 梁架 设 首先拼装钢桁梁 2号 、 3号墩墩顶部分 的 4个 节间， 然后 以 2号 、 3号主塔为独立单元 ， 采用在梁 上走行的架梁起重机对称悬臂拼装 。每安装 1 个节 间 ， 架梁 起重 机 随即前 行 1个节 间重 新 固定 ， 挂设 上 一 节 间 的斜拉 索 、 安装 正交 异性 板 ， 斜 拉 索张拉 后继 续下一节 间架设。两主塔钢梁靠近后， 先进行中跨 钢梁 的合龙 ， 随后继续悬拼边跨的无索节段。 为缩短工期， 钢梁架设因地制宜 ， 采用整节段结 合局部散拼安装方案。全桥共 7 8个节段 ， 其 中整节 段 吊装为 5 2段 ， 其余节段散拼。整节段安装部分的 钢梁杆件在生产厂家制造完毕后 ， 运至大桥局集 团 七 公 司( 九 江 ) 组 拼 成 整 节段 ， 用 7 0 0 t 下 河 码 头 装 船水运至工地架设点 ， 由 7 0 0 t 架 梁 吊机直接提 升 安装； 散拼部分钢梁杆 件运至工地 后， 在 预拼场预 拼 ， 之后利用材料码头运输至河中架设位置 ； 武 昌岸 维普资讯 武汉天兴洲公铁两用长江大桥 主桥 上部结构施工方案 胡汉 舟 3 散拼 杆件 无需 下河 ， 直 接 由龙 门 吊机 安装 。 3 2 1 墩 顶节 问架 设 2号 、 3号墩墩顶节 间钢梁采用散拼安装 方案 。 利用墩旁托架作为安装平台， 钢梁节间在托架外沿 利 用 1 2 0 t 浮 吊散拼 ， 然后 纵 向滑 移就 位 ， 见 图 4 。 已 墩 图 4墩顶 四节 间钢梁 架设 3 2 2整 节段 吊装 整 节 间 钢 梁 三 主桁 n形 桁 架 连 同 钢 正 交 异 性 板事 先组 拼 、 预拼 ， 同时安装 相应 的临时 杆件 以形 成 稳定节段体系 ， 节段最 大重量 6 5 1 t ， 见 图 5 。架设 采用 7 0 0 t 架梁吊机 。该吊机配备了纵横 向微调装 置， 可 以精确调整钢梁节段位置并控制其角度 ， 以满 足多点对接拼装要求。 图 5整 节段吊装 3 2 3武 昌岸滩 地钢 梁架 设 武昌岸滩地区段钢梁采用支架散拼方案 。采用 7 5 t 龙 门 吊机 安 装 ， 与 整 节段 架 设 的钢梁 间设 一合 龙 口， 见 图 6 。 钢粱 口 支 梁 _ l 7 5 t 龙 讥 ， ； j 一 一 一 i i 钢粱安装支架j 8l 0 l _ i 图 6武 昌岸滩地钢梁 架设 3 3 斜拉索安装 本 桥斜 拉 索 两 端均 为 张 拉 端 ， 挂设 时先 安 装 梁 端 ， 后 安装 塔 端 ， 利用 主塔 内 的软 、 硬 牵 引装 置 实 现 塔端戴帽， 最后用 张拉千斤顶张拉到设计 索力。塔 端索 头 的提升 可 以采 用 塔 吊 ， 当塔 吊起 重 能 力 不 足 时 ， 采 用 临时 吊架提 升 ， 见 图 7 。 3 4 桥 面板安 装 桥面板包括公路桥面和铁路桥面 ， 公路桥面板 分钢 正交异 性板 和 混 凝 土 桥 面板 ， 铁 路 桥 面 主要 是 道碴槽 板 。钢 正交 异性 板在 整节 问架 设 区段 随钢 梁 杆件一起架设 ， 在散拼区段用龙门吊机提升安装 ； 混 凝 土桥 面板 和道 碴槽 板 在全 桥钢 梁合龙 贯 通后 再 安 装 ， 汉 口侧混 凝 土桥 面 板 由 2号 墩 塔 吊提 升 至 钢 梁 顶面 ， 运输至前方用汽车 吊机安装 ； 武 昌侧混凝土桥 面板 利用滩 地 7 5 t 龙 门吊机 提 升 安装 ； 道 碴槽 板 由 机 图 7 斜拉索安装 专 门设计的运架一体机运输安装 ， 由桥梁一端 向另 一 端 依 次安装 ， 见 图 8 。 维普资讯 4 桥梁建设 2 0 0 7年第 3 期 钢桁粱 一 5 t 倒链 、 一 已安装道碴槽板 - 图 8 道碴槽板 安装 4 塔 梁 同步施 工 4 1 工期安 排 原合同约定 的竣工时间为 2 0 0 9年 3月 3 1日， 为尽早发挥投资效益， 解决武汉铁路枢纽过长江能 力 问题 ， 铁道 部要 求竣 工时 间为 2 0 0 8年 9月 3 0日， 提前 6 个月。工期压力很大。如等主塔施工完成后 再开始钢梁架设 ， 将无法按期竣工。必须根据实际 情况 ， 研究一种全新的施 工方案 ， 确保工程安全、 质 量和工期要求 ， 经反复论证 ， 提出采用钢梁桁段架设 和塔梁 同步施工 的方案。 4 2塔梁同步施工技术措施 塔梁同步施工要解决三方面的问题 ： 一是要满 足主体结构受力的需求， 二是解决双层作业的安全 问题 ， 三是能够进行斜拉索安装作业 。 主体结构方面， 因为开始架 梁时 ， 2个 中塔柱已 经合龙 ， 形成了一个稳定的三角体系， 钢梁荷载不会 对中塔柱产生不 良影响。该方案取得 了桥梁设计单 位 的认可 。 安全措施方面 ， 在 2个作业面之间设置了 1个 足够大的防护平 台， 避免 了上层作业 面不慎坠物对 下层作业面构成威胁 。防护平 台设置在 中塔柱合龙 段 下方 ， 见 图 9 。 本桥斜拉索单根最重达 4 0 t ， 仅 靠塔 吊尚不能 满足起重要求 ， 解决 的方法是采用 临时吊架提升 。 临时吊架固定在上塔柱上 ， 并可根据施工进展 向上 移位安装 ， 见图 1 0 。 临时吊 图 9防护平台 1 9 7 2 8 8 第3 次安装位置 1 7 8 2 88 第2 次安装位置 1 6 3 2 8 8 第 1 次安装位置 图 l o挂 索 临 时 吊架 5 结 语 武汉天兴洲公