浙江特大型跨海桥台风下安装计划

台风环境下钢箱梁架设安装方案一、工程概述舟山位于我国东部海岛上，具有海洋性气候的基本特征，特别是西堠门水道位于海岛与海岛之间的宽阔海面上，工程区域10m高度处的百年一遇风速已经达到了我国东部海岛地区的较大值U10=41.12m/s。此外，我国虽然在悬索桥建设及抗风研究方面积累了一些经验，但在台风区宽阔海面建造世界记录跨径的钢箱梁悬索桥尚无实践先例，对西堠门大桥悬索桥进行抗风性能及风振控制研究，以确保大桥在施工过程中和建成运营后的抗风稳定性、安全性和适用性是一项十分重要的课题。抗风研究结果表明施工阶段的结构颤振稳定性能还不能完全满足颤振检验风速的要求，因此建议大桥施工应避开台风期。然而钢箱梁施工工期超过5个月，如不选择台风期架梁，则季风期能满足架梁条件（七级以下风速）的有效施工天数往往不到总天数的50％，再考虑工程建设进度的需要——大桥2007年7月即具备架梁条件，故西堠门大桥在台风期架梁难以避免，这在中国尚属首次，在大跨桥梁建设史上也是罕见的。为了确保施工阶段结构的稳定和安全，需进行西堠门大桥施工阶段抗风性能专题研究，精细分析研究大桥钢箱梁在施工阶段抗风稳定问题与临时连接件在台风环境下的强度问题，为大桥台风期钢箱梁安装提供指导意见，确保大桥安全完成架梁施工。二、钢箱梁架设顺序与索鞍顶推控制研究为确保施工过程中结构的抗风安全，在西堠门大桥施工阶段全桥气动弹性模型风洞试验和计算分析研究成果基础上，根据两跨连续的分体式钢箱梁悬索桥施工阶段主梁的颤振演化规律（如图1所示），发现了分体式钢箱梁悬索桥在架设初期和中后期均存在一个气动稳定性薄弱的状态（颤振临界风速低于检验风速）。在此状态下，必须避免已架设梁段受到强风的作用而发生毁灭性的颤振。参照此规律，科学制定了梁段架设计划和相应的钢箱梁架设安装避台方案，在保障工期的同时，在架梁初期和中后期巧妙避开了台风期，避免了可能发生的颤振，使得已架设梁段免遭毁灭性破坏，开创了大跨度桥梁穿越台风期主梁架设安装的先河。图1、施工期颤振临界风速演化规律（1）加劲梁的吊装顺序确定一般而言，在悬索桥加劲梁架设方法，按钢箱梁间连接施工状态，分为：逐段铰接法，逐段刚接法或者刚铰混合法。西堠门大桥采用常用的逐段铰接法，在整个梁段吊装期间，梁段直接悬吊于吊索上，已吊好的梁段间采用弯曲刚度可以忽略的临时连接件进行铰接，当梁段吊装完成后才逐段刚接。这就是逐段铰接的施工过程。采用本方法架设加劲梁，在加劲梁吊装完成前，加劲梁梁段间均为铰接，因而在此期间加劲梁段相互连接处无弯曲内力，但有剪力和较小的轴力存在，在桥梁建成后，梁段一期恒载全由主缆承担。刚接完成后再进行桥面铺装等二期恒载的安装，二期恒载在加劲梁各梁段间参与分配后再由吊索传给主缆，加劲梁因此而产生了弯曲内力，二期恒载由主缆和加劲梁共同承担。在主缆架设完毕、索夹定位及猫道改挂之后的施工就是加劲梁吊装。对于大跨度桥梁来说，此后悬索桥的线形就已经完全确定了，在吊梁阶段主要的控制任务主要是保证各构件的安全，防止位移及应力超限。由于悬索桥架设过程中缆的形状改变很大，各相邻梁段之间加劲梁会产生凹凸，所以临时连接一般设于梁上翼缘或上弦杆。该施工方法工序少，工艺简单，用本方法施工的桥，加劲梁恒载弯矩较小或者没有，是一种较理想、较成熟的施工方法。但本法因施工中加劲梁梁段之间采用铰接，没有足够的刚度，因而其纵横向抗风稳定性能差，在大风地区施工就受到一定影响，必须采用增强抗风能力的其他辅助措施，与其它方法相比本方法施工期稍长。加劲梁的吊装顺序，必须根据结构的构造特性、施工安全性、人员及设备的配置、现场划分、构件的运输及气象条件等各方面进行综合判断后来决定。主要的吊装顺序有两种，一种是由中跨中央及两岸侧向主塔吊装，如图2，如小贝尔特桥、奥克兰海湾桥和我国大多数大跨悬索桥；另一种是由两主塔开始，向中央及两岸架设，如图3，如金门桥，大岛大桥。前一种架设顺序，在开始时中跨中央架设的几个梁段对主缆线形有着较大影响，需要严格监控桥塔的偏位，保证其安全，注意鞍座的顶推，但在其后梁段的架设中，主缆线形变化较小，因而加劲梁的线形较平顺，在加劲梁变形要求严格的悬索桥，特别是单跨悬索桥常常采用这种架设顺序。后者由于在吊装开始时可以在桥塔处对加劲梁进行适当的约束，使架设时抗风稳定性得到改善，因此在悬索桥抗风要求较高时，加劲梁的吊装常常采用这种顺序，但这种顺序存在着最后的闭合问题，由于施工的误差可能在合龙截面出现阶梯，加劲梁刚接线形调整困难。旨图缸2车、俱脱由两胃侧及篮中央捉向塔飘部架旱设雪图从3译、洋由桥敏塔向三两侧寇及中宰央架蜜设钟西堠矿门大趣桥因位地处迟台风雄区与惠季风码区，稍以架屋梁期题间结减构的弱安全后为依赢据，异兼顾鸽工期长与台升风期犹钢箱值梁架津设抗滥风稳蓄定安诞全间耕的平刑衡，便根据绝钢箱载梁安庸装期捷间抗练风研些究验士算成控果，陵确定耐了钢色箱梁江安装惑顺序铃。架线梁顺怀序为冒：胃1粘）拓灰宽航吊道，蚀搭设臂南北触塔与胁北锚秩位置序支架咱，从刘南北长索塔舌、北线锚位卫置安糖装缆狮载吊舒机；窜2扎）北胀锚吊邮机走钩至北嫂边渗跨奏2挣1召＃梁丘位置寇，南尽塔吊裕机走焰至中聋跨地4抛3缎＃梁其位置旗，开展始钢曾箱梁帐安装税：北尖边涝跨瓶1点7闻＃血～部1狂9肾＃梁遭，任1卧7草＃梁安向北螺锚方鞋向偏化移约启40天cm巴，南骑塔喷区风4勇4聚～伟4住6其＃梁唯；同孝时安隐装北州塔附脸近卷戚扬式继吊装游系统副；朽3其）三禽台缆嗽载吊闲机分喉别从宫北锚拴向北愿塔、告跨中牲向两托塔，仰依次腥对称古安装尊跨锄中碍1艳～涂2帽3塑＃梁少，北占边乌跨姥2疯0休～东3择2资＃梁幸；北劈塔区夹两套候卷扬它式吊躬装系军统负链责安蕉装北浩塔净区摧4指4皱～犯4接9封＃梁碍段；尸4波）拆贺除北凶塔卷厌扬式酿吊装略系统替，继检续安液装其弊它剩度余梁患段；针5机）按肠顺序敏依次笑吊装狸合龙泊段肢50滑#登、默51猜#水及辉43念#演梁并贫临时蠢连接较；蒸6妈）按他监控百要求沟依次咐调整叨南谅塔痕44盲#灾梁、巨北津塔厕44房#穿～缎45群#裙梁及端北东锚车17薄#咏～打19尼#扛梁段旁线形灰并完瓜成体堤系转睁换。弹7娘）微脚调梁条段接储口处剪标高楚与缝鬼宽，围焊接晚梁段际接缝榨。春上述裕程序泄与通坐常的秘架梁联顺瞧序河—暑—带先跨巴中后关塔区夜或先尖塔区照后跨初中均目不全拌相同辣，从溜塔、乡锚开叔始架棉设，牌又从江锚、煎塔、雁跨中凉多个倚工作阿面架身设钢美箱梁通，工堵序复妻杂，宽施工灰过程狼依靠伍监控企的精插细化含分析豪结合禽上节绩的施勇工期轻抗风固稳定季性研波究成壳果，础安全管度过尿台风厉期，森最终追顺利突完成滤钢箱搁梁架撕设。委图起4赶、够西堠赏门大酿桥钢坡箱梁单吊装徐顺序狗图求（零2串）索恶鞍顶手推控熊制慕在悬嫩索桥泥上部酸施工弃中，么需对浮索鞍坛进行脉预偏等，保牵证施牲工过灿程索纤塔位棉置缆窜力的除平衡港。衫在加唐劲梁到架设训阶段挥，中包跨的避荷载抚逐渐探加大邮，锚确跨处叹散索洋鞍处炼于沿召滑面边放松样状态标，随益着梁晓段的询架设花，散抵索鞍撤会逐愧渐复叛位到浑设计神位置拢；对档于主岩索鞍洲，施尸工架右设过愿程中惊一般哪是固较结的当，鞍姿座两堆端的愁主缆屡对鞍纤座的俗不平削衡力浓随着方加劲识梁的育架设非而逐绢渐加树大，狸这个症力传杰给桥忽塔就温会使常桥塔破偏位俯。为袍了保甩证桥浊塔的草安全沈，在怠加劲布梁架真设过泻程中饺必须熄对鞍有座进让行顶杜推，引改变珠各跨移的跨棋度来室释放母塔顶休的不找平衡怖力，圣但在策施工猾完毕捉的成同桥状侵态，任鞍座魔应当洒是复冻位的颂。坚由于钳顶推哭鞍座黑时施植工比犬较复疮杂，杯难度肠较大债，并雷且一叛旦出笔现施斤工失草误，诸比如扯聚四己氟乙烘烯板猪出现剖重叠璃的情坏况和卡鞍座喝横向达被卡但住，杀顶推闲起来孩就相辱当困腐难。壮因此计，在增保证寨桥塔诱受力补和变蛮形不棒超标球的情倾况下脑，应拢尽量抚减少宾顶推鸣次数蛮，并情且尽独量不冒超顶么。确征定顶条推阶构段和守顶推说量的岁基本鸟控制氧指标毯为塔阶底允震许弯滨矩或辣者应且力。汤由于默悬索龄桥的妇桥塔色一般掘较高犬，桥不塔弯寸矩的辩计算鸟荷载婶除了劫主缆滔的不液平衡甘推力钓外，丽还有故鞍座养对桥广塔的帜偏心比压力奥及桥毕塔偏船位后避自重携荷载短的排P紧～猫Δ业效应玻产生绝的力写。为数便于孕实测梁，实魄际控浑制时狐往往脊将塔秆底允川许弯掘矩换暖算为由塔顶面允许倾偏位错，即孩通过逢对塔丸顶偏奖位的悼控制田来确越定顶青推阶蜘段和债顶推泰量。督在确珍定顶宏推阶烈段和红顶推狼量以鸣前，冤首先唉需要哄计算躁出塔旺顶的杠偏位烧，当播某阶序段塔醒顶的击计算涛偏位城超出谨允许缸值时键，则叮此阶稀段需有要顶鞋推索默鞍，偏顶推它后索页鞍偏蓄离设扭计位匪置的获距离苍等于蜻预偏隶量与挑顶推犯量之弃差。研西堠苗门大藏桥在勿梁段姓吊装倒过程挣中，雄桥塔抢偏位膊需控拢制在透30勾cm皇以内宴；为榆保证雹桥塔析在台裹风期这的安凉全性某，应彼保证拼桥塔窜受台析风之幼前的偷最后衔一次燕段梁新吊装振后，咐桥塔退偏位独在痒8c读m忽以内畏。疯实际直现场骨索鞍窑顶推卵过程受控制松参见旦表哥1凑。左施工喂各阶帝段塔迈偏位滴及鞍伟座顶烟推量早一览脾表灯1茫编号真工况姜塔偏堡位（侧m苗）剑鞍座馅顶推驻建议异北塔诊南塔控1警空缆尚状态柔-递0.求09充9您-额0.蛋0芬51新2州索夹雹安装厌完毕愧-熊0.床12询2愈-班0.蓄0责16污3哄中跨兄南吊航机就询位据-道0.嚷16耳5亲0.屡0曲04掏4圾吊装酱北边扯跨征17涝#哥梁探-减0.直1浙80穴-狸0.很00奸6舌5砌第一吉次顶珍推（罩南塔课鞍座厦）珠-0铅.续14锈9轨-0绩.立24叼5汽0.渗30切0斩6艳中跨爹北吊焰机就俘位竟-0录.1徐40荣-0盈.2蔽39减7莫猫道降改挂仅-裙0.丰09窝9闸-泡0.役20马8坑8开吊装锐中跨烦北揭3遥#朝梁聋0.寻29腥8伟0.誓0演94西9聋第二柏次顶斤推（壳北塔首鞍座删）历0.尚3嫌5巡0闭10广第二印次顶榨推（叮南塔里鞍座鞠）撤-0遣.0咱7凤0.库05默0.暑1商0秩11蚀吊装赏中跨密北帖6元#笨梁深0.患32屈2惩0.责29镜12蒸第三降次顶环推（寻北塔累鞍座锋）慢0.艳3案6哥0餐13摄第三进次顶中推（栋南塔控鞍座处）暂0.坑16谣-0功.0姐9晓0.语3问2戴0束14饭吊装晕中跨茅北洗9给#课梁合0.陪30水7般0.艘17密5跨15身第四欠次顶斯推（勿北塔纺鞍座弄）析0.扒32思16缝第四狗次顶姜推（送南塔蒜鞍座贡）及0.悉0躺22般-0装.0博08立0.磁20巨17碍吊装植中跨递南腊16使#贼梁顿0.鼠26故1坑0.蔽31谜18漠第五浊次顶序推（有南塔远鞍座最）难0.态11宇0卡0.锐03芝0.锯30崖19沃吊装吩中跨跑北尽22清#括梁企0.刃20抚5挎0.桑17宜20造第六鲜次顶慰推（骑南塔秧鞍座姥）合0.年20创5钩-0蛾.0将2脚0.证20馅21闻吊装慢中跨社北景32具#敢梁崇-0隶.0丙98喇0.萄22朗22富第七枯次顶仁推（联北塔扁鞍座瘦）逝0.奋00对9株23宪第七蹄次顶铜推（耍南塔遣鞍座野）啦-0概.1鼻03架-0阁.0须2朗0.故25佳24况北锚风无索讲区线响形调廉整与俘体系舍转换丽-0趟.0存42畏0.狗13铁5录25烘第八杂次顶乔推（金南塔庆鞍座烘）芹-0尊.0磁43重-0炸.1说47藏0.隔30宋26们桥面欣铺装至完成灭0.调06奶0想0.抖10或2念27回第九制次顶畏推（疮北塔渠鞍座姐）复活位赵0.茶02丑28昼第九草次顶己推（弃南塔育鞍座师）复披位梳-0醉.0欧00角3销-0裤.0穷00欢4亮0.鹊11菊注：碧表中瞧所列公数据咸对应悲温度嫁为侮2条0膏℃寄，塔艘偏位别以向渐中跨贷为正勺。偿三、之钢箱叠梁架配设防骨台方蠢案确肆定忧（迈1布）施穴工阶厌段划甩分冈根据至抗风叹设计厚要求粗，休西堠联门大斜桥成脱桥运孤营阶蹈段的蚂和施刺工阶脏段颤供振临就界风裙速必求须大荒于或但等于关颤振首检验沈风速捧。奥按照避设计敞提供继的有墓关资扛料，烧设定葛的架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