新型桥梁施工及监控技术

同济大学桥梁工程系新型桥梁施工及监控技术

引言桥梁施工技术进步的的动力建造更加大型的桥梁建造精度更高速度更快成本更低桥梁施工技术改进的动向大型化装配化信息化2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞2主要内容1、深水桥墩扩大基础2、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3、节段预制拼装桥梁监控技术4、自锚式悬索桥监控技术2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞32023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞41、深水桥墩扩大基础扩大基础是浅基础常用的形式在深水中建造扩大基础的方法浮运吊装需要克服的困难重量巨大水底找平2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞5Rion-AntirionBridge浮运扩大基础2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞6建设条件

环境因素：水深大于65米，结构的跨越长度大于2500米，海床两岸很陡，软弱地基，强烈的地震活动，地质构造运动

地质：第一层为非粘结性砂砾（4~7米）第二层相当不稳定的砂、淤泥质砂和淤泥质粘土第三层30米以下均质淤泥质粘土或粘土北岸有20米深的液化层

2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞72023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞8地质构造运动平面竖向桥墩基础地面加速度峰值:0.5g可能的地质构造变位（主塔基础）:2.00m（水平向、竖向）2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞9水平方向:2m竖向:2m桥墩基础2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞10船撞击:180000t/16哩/小时2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞112865602252560560286主梁肋板式钢-混凝土组合断面钢工字梁高2.20m混凝土桥面板厚25cm五跨连续、全漂浮体系2*23对斜拉索，标准索距12.15m主桥两端简支2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞12由于海床20米深范围的土层力学性能不好，为提高土的性能，用25~30米长、2米直径的空钢管以7~8米的间距进行土体加固，每墩下有250根桩90米直径的沉箱基础坐落在3米厚的砂砾层上，2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞13230m90m65m2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞14Rion-Antirion桥施工过程2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞15ThefirstdredgingworksDredginginthesea2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞16WhenbuildingthedrydockwallintotheseaAfirstshapeforthedrydock2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞17ThedrydockclosureNowthedockisdry2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞18TheradialsteekbarsoftheM3pierbaseThedrydockinfulloperation2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞19Thegeometryinthedrydock2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞20Dredging20cubicmetersattheM3pierlocationDredgingworksneartheNorthquay2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞212023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞22ThetensionlegbargeafterretrofitHammeringthedolphinsforthewetdock2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞23AtseahandingofinclusionofthebargeHammeringthedolphinsforthewetdock2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞24ThecatamaranbeforethestartoftheinclusionworksPuttingdownagravellayeratthefinalpositionofthepierM32023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞25TuggingoutofthedrydockThetugboatpreparespositioningRemovingthesheetpilesformingthedykegate2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞26TuggingtheM3piertothewetdockTheM3pierinthewetdock2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞27TowingtheM1piertothewetdockTheaxisofthebridgeviewedfromtheSouth2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞28ConfederationBridge吊装扩大基础2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞292023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞302023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞3143孔，总长10750米标准跨径250米连接跨的跨径165米7孔，总长580米标准跨径93米14孔，总长1300米标准跨径93米2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞322023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞332023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞342023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞352023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞362023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞372023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞382023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞39ConfederationBridge的基础和桥墩2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞40桥墩上的破冰盾2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞412023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞422、节段预制拼装预应力混凝土桥梁桥梁施工的大趋势预制安装施工整孔预制拼装起吊重量大、速度快节段预制拼装长线法短线法2、节段预制拼装预应力混凝土桥梁1）节段预制拼装在我国的发展1988年建成广东南海九江预应力混凝土斜拉桥，2×160m独塔，长线预制、体内预应力。1990年建成的福州洪塘大桥滩孔31×40m的预应力混凝土连续箱梁桥，体内预应力，长线预制。1996年建成佛开高速公路九江大桥3×160m节段拼装变截面连续箱梁，体内预应力。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞432、节段预制拼装预应力混凝土桥梁1）节段预制拼装在我国的发展2001年建成的上海新浏河大桥，主桥3×42m预应力混凝土简支箱梁，是我国首次采用专用架桥机实现逐跨拼装施工的高速公路桥梁，体内+体外预应力，长线预制。苏通、南京四桥、崇启桥、泉州湾桥、上海长江桥、嘉绍大桥——短线预制、胶接拼装、逐跨拼装、悬臂拼装2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞442、节段预制拼装预应力混凝土桥梁1）节段预制拼装在我国的发展目前正在建设的芜湖长江二桥引桥，我国首次采用全体外预应力短线节段预制连续箱梁，约20000个节段，全世界最大规模。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞45芜湖二桥引桥效果图2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞462、节段预制安装施工2）节段梁预制方法长线法是将桥梁按整跨或半跨分成若干节段，在台座上连续啮合浇制。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞47

根据工程进度的要求，在预制场地内浇注两条与箱梁同底宽长45米厚度20厘米C20混凝土地坪，在混凝土地坪上铺设6mm钢板，作为长线密接法箱梁节段预制的底模。底模制作上海新浏河大桥长线预制2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞48侧模制作内模制作上海新浏河大桥长线预制2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞49节段梁养护长线密接浇注上海新浏河大桥长线预制2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞50封头板安装外侧模安装上海新浏河大桥长线预制2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞51节段梁堆放节段梁运输轨道上海新浏河大桥长线预制2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞52新通扬运河特大桥项目名称：泰州市引江河疏港公路工程新通扬运河特大桥主桥结构形式：独塔单索面混凝土斜拉桥，墩塔梁固结，边跨设有辅助墩跨径组成：43+117+185＝345m主梁：采用C50混凝土，单箱五室斜腹板截面，宽35.5m施工工艺：悬臂拼装施工法。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞532023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞542023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞55新通扬运河桥预制场2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞56新通扬运河桥预制场2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞57新通扬运河桥预制场另一种长线预制场2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞58广佛高速公路北江大桥项目名称：广东省谢边至三堡段改扩建工程佛开段北江大桥新建主桥结构形式：P.C.砼连续刚构跨径组成：60＋2×100＋60＝320m主梁：采用C60混凝土，单箱单室截面，宽10.728m预应力：箱梁竖向采用双向预应力体系施工工艺：悬臂拼装施工法。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞59北江大桥2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞60北江大桥预制场2、节段预制拼装预应力混凝土桥梁2）节段梁预制方法长线法是将桥梁按整跨或半跨分成若干节段，在台座上连续啮合浇制。短线法利用已浇制好的梁段作为下一节段的端模板，固定的封头板作为浇制梁段另一端的模板，一般用于中等跨径的等截面桥梁结构。2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞62出模节段模板内模模板托架典型短线法预制台座2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞63宾州萨斯奎哈纳河桥

2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞642023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞65典型短线法预制台座保证节段界面吻合的措施预制梁段存放配料场仓库存梁场钢筋胎架浇筑台必要时，可采用双层堆放运梁通道进料通道典型短线法预制场2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞662、节段预制拼装预应力混凝土桥梁2）节段梁预制方法短、长线法的优缺点短线法的制梁台座规模相对较小，可集中预制、循环作业，便于管理。但节段制作精度要求高，以确保拼装架设后的桥梁线形。长线法节段匹配好，但是台座规模大。

2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞672、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系体内预应力早期做法，接缝漏水使预应力钢束生锈体内+体外优点，体用体内预应力提高承载能力缺点，工艺复杂、仍然存在漏水问题全体外预应力优点，预应力布置简单，标准化缺点：体外预应力在承载能力阶段不能用足2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞68美国NewRooseveltBridge2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞69节段的对接、体外预应力转向块6车道55m连续箱梁6车道40m连续箱梁6车道30m连续箱梁4车道30m连续箱梁芜湖二桥引桥构造示意2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞70芜湖二桥引桥构造示意2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞71芜湖二桥引桥构造示意2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞72芜湖二桥引桥构造示意2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞732、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系体外预应力筋的防护三重防护2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞742、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系锚具整体锚固锚具——内衬套保证可以换索2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞752、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系转向器粉丝管转向器——可以单根换索2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞762、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系转向块鞍式2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞772、节段预制拼装预应力混凝土桥梁3）预应力体系转向块肋式2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞78苏通大桥转向块2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞792、节段预制拼装预应力混凝土桥梁4）接缝胶接、水泥浆接、干接剪力键2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞802、节段预制拼装预应力混凝土桥梁5）架设方法利用支架架设——中小跨度桥梁上行支架——接合面操作方便，需要现浇墩顶块，安放支架前脚2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞812023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞82逐孔移动模架节段拼装优点施工速度快不占地水上施工方便缺点墩顶段需要与桥墩一起浇筑2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞83吊在LunchingGantryCrane下的节段临时固结悬拼成型上海新浏河大桥吊装

2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞84最后节段走行最后节段就位上海新浏河大桥吊装

2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞85边跨合拢2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞86中跨合拢2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞872023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞88美国NewRooseveltBridge

节段数：1112块 截面：单箱单室 预应力：体外预应力 特点：采用逐孔节段拼装方法架设 施工机具：LunchingGantryCrane2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞89LG的安装2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞90桥墩钢筋骨架采用整体吊装2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞91浇筑完的桥墩2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞92以吊装的梁通过吊杆悬吊在主桁上2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞93节段从已完成的桥面上运到现场2、节段预制拼装预应力混凝土桥梁5）架设方法利用支架架设下行支架——不需要现浇墩顶块，接合面操作不方便，节段升降操作设备比较复杂2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞942023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞95典型下行支架示意图桁架就位交付节段安置节段交付节段安置节段2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞96交付节段涂胶结料安置节段连接接缝交付节段胶结接缝安置节段定墩顶段交付节段定墩顶段安置节段布体外束胶结接缝浇湿接缝2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞972、节段预制拼装预应力混凝土桥梁5）架设方法平衡悬臂架设大跨度桥梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞982023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞99悬臂拼装混凝土箱梁北江大桥拼装北江大桥拼装新通扬运河特大桥吊装（湿接段）新通扬运河特大桥吊装（胶接段）日本木曾川桥——节段预制拼装2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1042023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞105架桥机作为节段吊装设备2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞106边跨运梁模架2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞107边跨运梁模架2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞108边跨运梁模架2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞109边跨运梁模架2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞110边跨运梁模架2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞111日本木曾川边跨运梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞112日本木曾川边跨运梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞113边跨运梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞114边跨运梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞115边跨运梁2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞116拼装好的边跨块段2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞117日本木曾川张拉预应力2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1182023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1193、节段预制拼装桥梁监控技术1）监控工作的目的成桥后线形达到设计线形内力主要是控制重量和预应力节段梁施工中只要抓好质量控制即可2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1203、节段预制拼装桥梁监控技术2）监控工作的内容理论计算施工过程中的控制线形设置预拱度——无应力线形——制造线形采用正装计算的成桥状态计算无应力线形架设线形——考虑施工过程中的变形，部分受力、部分未受力施工立模标高＝设计成桥线形-后续施工中的位移累计值3、节段预制拼装桥梁监控技术2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1212023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1223、节段预制拼装桥梁监控技术2）监控工作的内容主梁制造时的误差控制长线法——保证台座不变形，设置一定数量的湿接缝短线法——匹配计算，每个节段都要与总体设计线形对比，消除累计误差2023/4/2桥梁施工技术新进展同济大学石雪飞1233、节段预制拼装桥梁监控技术2）监控工作的内容现场吊装时的误差调整尽量准确定位湿接缝后的首节梁段对于采用架桥机架设的梁，在所有梁段全部吊装到位后再定位后面的梁段直接与前面的梁段匹配，不做调