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第111期 沪通长江大桥主桥施工关键技术

2020-12-23 15:36
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【552监测网】第111期 沪通长江大桥主桥施工关键技术


52监测网专家报告分享-第111期

《沪苏通长江公铁大桥主航道桥施工关键技术》
李军堂 中铁大桥局集团有限公司

目录

一、 工程概况
二、 技术特点
三、 施工关键技术
四、 结语

内容介绍

一、 工程概况

桥型、地质水文

主航道桥



水文及冲刷条件

二、技术特点

新材料、新结构、新装备、新技术

主要技术特点

新工艺
• 巨型钢沉井整体制造、出坞、浮运新技术。
• 大直径钢桩锚碇系统及液压千斤顶多向快速定位新技术。
• 两节间钢桁梁整体制造、下河、安装技术。

新材料、新结构
• Q500qE高强度桥梁钢。
• 2000Mpa,Ф7mm的平行钢丝斜拉索。
• 主桥钢梁采用新型箱桁组合桁架结构。 


新设备
• 1800mm超大位移量轨道伸缩调节器.
• 1800t架梁吊机。

新工艺


三、施工关键技术

沉井、主塔、钢梁、斜拉索施工

沉井施工——巨型钢沉井整体制造、出坞、浮运技术


• 28#墩---竖向分7节 、平面分35个单元块制造,共计245 块,总重量约8992t。
• 29#墩---竖向分9节 、平面分35个单元块制造,共计315 块,总重量约11259t。

主要技术特点
工厂化制造,保证沉井加工质量;跟锚碇系统同步作业,节约工期;减少大量现场接高工作量,费用低,工期快;通过助浮措施,解决出坞问题,减少浮运阻力,减少航道风险


• 钢沉井在船厂分单元制造,在船坞里组拼成整体,整体浮运至墩位。出坞过程中,采用了封闭部分井孔、气压增浮的方法,减小钢沉井的吃水深度以及浮运阻力,减小整体浮运的难度。

沉井施工——大直径钢桩锚碇系统及连续千斤顶多向同步快速定位技术


• 沪通长江大桥主墩沉井定位最大流速达到2.5m/s,28#墩最大水流力达到694t,29#墩最大水流力达到960t,单个钢桩和重力锚分别能提供300t的水平力。不仅为精确定位钢沉井提供了保障,还避免了长江上构造物横水流摆动的难题。


定位收紧系统布置在沉井表面,拉缆采用纵横交错布置形式。


主要技术特点
1.采用大直径钢桩,施工方便,受力明确,便于倒用,费用低
2.钢桩上锚固点位置可调,充分依靠桩周土抗力来提供水平力和上拔力,并大大减少桩身结构的弯矩
3.主锚采用上下两层设计,增大沉井定位系统刚度,受力合理
4.采用多台350t千斤顶,实现快速多向同步定位,费用低
5.钢丝绳防扭转措施,避免钢丝绳扭转,从而确保钢绞线不扭转

沉井施工——沉井内部大直径钢桩定位技术


主要技术特点


1.内部大直径钢桩定位,施工方便,便于倒用,费用低,不占用沉井外水域,下沉初期的安全防护

2.采用上下两层导向装置,上导向可调,下导向限位,调整平面位置简单高效。

3.采用浮吊辅助着床,利用浮吊起吊能力,提前加载,在平潮期,实现快速下沉着床

沉井施工——超深沉井下沉施工技术


主墩沉井下沉深度最大达到70m,采用了分节接高下沉的施工方法。

沉井施工——百米水深基底检测技术



通过海床式静力触探(CPT)系统探测仪,探测超100米水深下地基土性质,准确的反映出基底浮土厚度及原状土性质,初步判定基底承载力。

沉井施工——深埋置基础承载力测试技术-荷载箱


在28、29号墩利用深厚土层高压防水自稳型荷载装置(荷载箱)进行现场测试,通过测试沉井底部土层的荷载-沉降曲线,获得土体的承载力特征值。

沉井施工——沉井施工深埋置基础承载力测试技术--旁压试验


主塔施工——超高混凝土主塔抗裂技术


主塔施工——超高混凝土主塔抗裂技术——工艺措施


主塔施工——超高主塔线型控制

超高塔测量工艺研究

影响因素
• 塔高度330m;
• 日照、风等外部环境;
• 塔梁同步,工序交叉作业影响大。

解决办法
提出“采用绝对控制与相对控制分阶段测量”思路,采用“全站仪天顶投点+全站仪短距极坐标测量+交会”法,解决超高塔精密定位测量的难题。

主塔施工——重型钢锚梁整体安装技术

• 上塔柱施工主要采用2700t.m和1500t.m塔吊

钢梁施工——大节段钢桁梁整体制造、架设技术(钢梁制造)

• 厂内半长线法3+1匹配制造,核心控制制造、拼装误差及焊接变形下桁宽、三桁节点里程差、预拱度。
• 钢梁出厂前标定重心位置
• 模块车驮运滚装上船

对接难度::主梁刚度大,合龙口调整困难;已架梁段与待架梁段变形协调不一致。
对接顺序:中桁下弦→边桁下弦→斜杆→边桁上弦→中桁上弦→铁路桥面板→公路桥面板

• 下弦对接:中桁下弦杆仅利用架梁吊机调整状态,边桁下弦杆对接不需要额外调节措施
• 斜杆对接: 上弦杆对拉边桁100t/中桁110t 、已架梁端的中/边桁斜杆向待架方向拉5.5t/5.5t
• 边桁上弦对接:法向对拉边桁69t、中桁60t,且上弦水平对拉卸载中桁至60t,边桁完全卸载。
• 中桁上弦对接:法向对拉80t,水平对拉110t。

新设备——1800t架梁吊机


关键点:
• 组装式模块化结构,可重复利用
• 三角形上吊点,更易调整姿态
• 恒定中支点反力
• 不影响后面挂索
• 纵向移动、横向微调

自动化检测各吊点反力和中支点力反力,以及钢梁姿态,动态调整两侧不平衡重,确保架梁安全!

斜拉索施工——超长超重斜拉索挂设技术

• 梁端张拉:研发了梁端反压系统,最大压力达300t。
• 塔端张拉:多顶同步张拉控制系统。
• 斜拉索上桥:公路面设计专用吊架,辅助斜拉索上桥。

四、结语

◎ 沉井基础承载力大、刚度大、抗震性好、防船撞能力强,仍为重载大跨度桥梁基础之优势选择;
◎ 沉井将会向整体化、预制化、复合化(与桩或管柱的复合)的方向发展;
◎ 钢沉井整体制造、出坞、浮运新技术以及大直径钢桩锚碇系统及液压千斤顶多向快速定位技术将促进沉井技术的发展;
◎ 深水深埋基础原位承载力探测技术的发展将给规范的修订提供依据;
◎ 大跨钢梁的大节段整体制造架设乃至整孔焊接制造架设,是钢梁设计和施工的发展方向;
◎ 新材料、新设备、新结构、新工艺将促进桥梁设计、建造新技术的进步,四者间相互促进。

《沪苏通长江公铁大桥主航道桥施工关键技术》
李军堂 中铁大桥局集团有限公司

注:本文仅供个人研学交流,版权归原作者所有

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