合福铁路跨合宁高速180m连续梁拱桥施工技术研究汇报

180m连续梁拱桥施工技术研究1汇报提纲一、技术背景、存在问题及解决方案二、技术创新点及主要成果三、国内外同类技术综合对比四、应用情况及经济社会效益五、推动行业科技进步的作用2一、技术背景、存在问题及解决方案1.技术背景

合福铁路南淝河特大桥桥址位于合肥市包河区和肥东县境内，

其中116#墩～119#墩为（90+180+90）m连续梁拱组合结构，主跨117#~118#墩上跨合宁高速公路。3一、技术背景、存在问题及解决方案1.技术背景主跨180m斜跨高速公路，双向8车道、规划10车道，日行车达4万辆。4一、技术背景、存在问题及解决方案1.技术背景

钢管拱计算跨径180.0m，矢高36.0m，矢跨比1／5，拱肋设置最大预拱度为0.126m，施工矢高36.126m。梁顶至高速公路20.4m。590m180m90m36m一、技术背景、存在问题及解决方案1.技术背景

钢管拱计算跨径180.0m，矢高36.0m，矢跨比1／5，拱肋设置最大预拱度为0.126m，施工矢高36.126m。梁顶至高速公路20.4m。20.4m6一、技术背景、存在问题及解决方案1.技术背景主跨与高速公路夹角为30°。30°7一、技术背景、存在问题及解决方案2.存在问题（1）高速公路行车安全风险高：合宁高速公路兼顾合肥绕城高速，日行车量大，高速公路上方施工对行车造成较大安全隐患。8一、技术背景、存在问题及解决方案89m2.存在问题（2）不平衡荷载不利影响：中跨悬臂节段达89m，边跨和中跨对称节段荷载不平衡；9一、技术背景、存在问题及解决方案2.存在问题（3）桥上施工对高速公路影响范围大：梁拱结构与高速公路斜交角度小，斜交长度89.7m，拱顶与高速公路高差57.5m，原桥位拱肋施工对高速公路影响范围大，安全风险高；57.5m89.7m10一、技术背景、存在问题及解决方案2.存在问题（4）安全防护及施工措施费用高：拱肋原桥位施工存在安全防护、施工占道费用高、拱肋吊装作业措施费用高等问题；（5）连续梁拱线形精度要求高：合福铁路设计时速为350km/h，高速铁路无砟轨道对大跨度连续梁拱线形精度要求高；（6）施工进度要求快：该连续梁拱桥为合福铁路铺轨节点控制性工程，尽快完成该连续梁拱的施工对合福铁路能否按期铺轨至关重要。11一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案设计单位施工单位业主单位高等院校设立科研课题专家顾问小组12一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案方案一：方案二：方案三：13一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案方案一：14方案一：原桥位拼装，即在连续梁合龙后在梁面搭设拼拱支架进行拱肋拼装，该方案技术成熟，但拱肋吊装及拼装施工对高速公路行车影响大，安全防护费用及高速公路施工占道费用高，支架搭设及拼装周期长。一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案15方案二：原桥位拼装竖向转体方案，即在连续梁合龙后在梁面搭设拼拱支架进行拱肋拼装，并竖向转体合龙。该方案优点是拼拱支架低，施工周期相对缩短，但该方案同样存在对高速公路行车影响，安全防护费用及高速公路施工占道费用高。方案二：一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案16方案三：采用异桥位拼装整体纵移方案，该方案在小里程109#-116#墩之间搭设拼拱支架，规避了对高速公路行车安全的影响，同时节约了安全防护费用，且拱肋拼装可与梁部施工同步进行，有效的缩短了施工工期。方案三：一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案方案研讨通过研讨和比选，最终确定采用方案三，即180m钢管拱肋异桥位拼装整体纵移的施工方案课题组研讨17一、技术背景、存在问题及解决方案3.解决方案可行性分析连续梁顶推过程受力模型拱肋整体纵移简支梁梁顶推过程受力模型18通过对顶推过程中拱肋、连续梁、简支梁进行验证分析，该方案可行。一、技术背景、存在问题及解决方案方案评审局专家组评审19院校、设计、业主等专家组评审该方案顺利通过了局内、外专家组评审二、技术创新点及主要成果创新点1：大跨度不对称荷载条件下梁体悬臂施工技术悬臂节段20连续梁悬臂施工阶段由于中跨为梁拱组合结构，存在吊杆横梁、横隔板及挂篮施工安全防护罩不对称荷载。二、技术创新点及主要成果创新点1：大跨度不对称荷载条件下梁体悬臂施工技术180m连续梁拱结构模型21通过建立梁-拱结构整体模型，根据成桥后线形的要求，对梁体悬臂阶段进行模拟分析，针对中跨不平衡荷载及线形要求，确定边跨配重重量。连续梁悬臂施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点1：大跨度不对称荷载条件下梁体悬臂施工技术悬臂施工22连续梁悬臂施工阶段通过在边跨挂篮底部配置配重块，平衡中跨吊杆横梁、横隔板及防护罩荷载。二、技术创新点及主要成果创新点1：大跨度不对称荷载条件下梁体悬臂施工技术悬臂节段施工模型节段修正控制高程23连续梁悬臂施工阶段并对配重作用下各节段施工工况进行分析，计算出施工预拱度，并提供各节段挂篮标高修正值，确保了连续梁成桥线形满足要求。二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统180m拱拼装阶段图拱肋拼装支架高度近60m，采用传统的人工高空定位测量存在安全风险大、工效低、测量精度差等问题。24拱肋拼装施工阶段36.12624.1二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统25拱肋拼装施工阶段通过建立地面高精度测量控制网，设置地面强制对中观测墩，在拱肋上下弦管上设置四个特征观测点（反光贴），使用课题组开发的智能测量系统平台，实现了测站、吊机、拼装作业面对拼装拱肋的实时空间位置状态信息共享，确保了拱肋拼装线形的精度，提高了拼装的速度，规避了高空测量定位的安全风险。二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统26拱肋拼装施工阶段通过建立地面高精度测量控制网，设置地面强制对中观测墩，在拱肋上下弦管上设置四个特征观测点（反光贴），使用课题组开发的智能测量系统平台，实现了测站、吊机、拼装作业面对拼装拱肋的实时空间位置状态信息共享，确保了拱肋拼装线形的精度，提高了拼装的速度，规避了高空测量定位的安全风险。二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统27拱肋拼装施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统28拱肋拼装施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统29拱肋拼装施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点2：研发了拱肋拼装线形控制智能测量系统30拱肋拼装施工阶段智能线形控制系统该智能测量系统实现了拱肋特征定位点的单点测量、四点测量和拱肋完整测量。已申报了发明专利，可在同类高空测量定位工程中推广应用。二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构31拱肋落架施工阶段落架阶段模拟落架过程中拱肋在自重作用下会产生张力，影响拱肋线形，通过模拟落架过程，计算出拱肋张力，采用课题组研发的拱肋临时锁定结构确保了落架后的拱肋线形。二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构32拱肋落架施工阶段临时锁定结构由拱座、箍板及预应力束组成。研发的大跨度钢管拱肋临时锁定结构获得了国家实用新型专利。二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构33拱肋落架施工阶段箍板拱座二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构34拱肋落架施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构35拱肋落架施工阶段二、技术创新点及主要成果创新点3：研发了大跨度钢管拱肋临时锁定结构36拱肋落架施工阶段箍板拱座预应力束二、技术创新点及主要成果创新点4：研发了轮轨式液压顶推系统37拱肋顶推施工阶段整体纵移过程由于钢管拱肋拼装成型后总重约836.2t，顶推距离达270m，需要一种稳定可靠的顶推系统来提供动力，且该系统在顶力的作用下能够自锁并同步、连续纵移，以保证顶推过程顺利完成。270m二、技术创新点及主要成果创新点4：研发了轮轨式液压顶推系统38拱肋顶推施工阶段整体纵移过程由于钢管拱肋拼装成型后总重约836.2t，顶推距离达270m，需要一种稳定可靠的顶推系统来提供动力，且该系统在顶力的作用下能够自锁并同步、连续纵移，以保证顶推过程顺利完成。270m二、技术创新点及主要成果创新点4：研发了轮轨式液压顶推系统39拱肋顶推施工阶段轮轨式液压顶推系统由自锁式夹轨器、液压千斤顶和顶推轮箱组成。行走轮箱已获得了实用新型专利；该轮轨式液压顶推系统申报了发明专利，目前正在受理中。二、技术创新点及主要成果创新点4：研发了轮轨式液压顶推系统40拱肋顶推施工阶段自锁式夹轨器液压千斤顶行走轮箱二、技术创新点及主要成果创新点4：研发了轮轨式液压顶推系统41拱肋顶推施工阶段自锁式夹轨器液压千斤顶行走轮箱二、技术创新点及主要成果创新点5：大跨度钢管拱肋纵移稳定控制技术42拱肋顶推施工阶段36.1265.5拱肋失高36m，顶推轨道至拱肋锁定拱脚高度5.5m，两榀拱肋间距11.9m，高宽比达3.1，顶推过程中稳定性难以保证。180二、技术创新点及主要成果创新点5：大跨度钢管拱肋纵移稳定控制技术43拱肋顶推施工阶段通过模型分析，在拱肋两侧临时拱脚之间设置配重贝雷梁，共计54t，确保了拱肋顶推过程中的稳定性。双侧配重贝雷梁双侧配重贝雷梁三、国内外同类技术综合对比行业评价44一种大跨度连续梁拱异位顶推临时拱脚结构(ZL201420028735.0）钢管拱肋顶推行走轮箱(ZL201420211418.2)铁路长大拱肋定位智能测量施工方法（201410050769.4）连续梁拱吊杆下部锚固端的安装辅助吊篮（201420301566.3）三、国内外同类技术综合对比行业评价长大连续梁拱拱肋拼装线形控制测量智能化方法研究45三、国内外同类技术综合对比第三方评价科技查新报告表明：所检国内外文献范围内，未见对跨度180m的高速铁路连续梁拱顶推、整体纵移施工的高速铁路连续梁拱肋施工技术研究及应用。46三、国内外同类技术综合对比业主评价连续梁拱施工得到了业主单位的多次嘉奖47四、应用情况及经济社会效益应用情况证明本课题研究成果在合福铁路南淝河特大桥（90+180+90）m连续梁拱桥施工中得到成功应用，攻克了大跨度连续梁不对称荷载悬臂施工、大跨度钢管拱肋异位拼装整体顶推就位等复杂技术难题。48直接经济效益：通过应用创新技术，取得直接经济效益共24万元。社会效益