大跨度超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁施工技术.docx

大跨度超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁施工技术
李晓倩张询王显鹤
摘 要本文联合亚洲第一宽双索面无背索斜拉桥——郑州贾鲁河大桥(跨度为
30+120+40m ，宽度为55m)施工实践经验，总结了超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁制造、安装施工
技术，为企业以致国内同类桥钢箱梁施工供给借鉴^
要点词超宽桥面斜拉桥钢箱梁施工技术
1 前言
无背索斜拉桥是最近几年来逐渐发展的一种新桥型，其以优秀的力学性能、优美的,
景观为桥梁建设中最有竞争力的桥型之一。世界上第一座大跨度无背索斜拉桥是西班牙的Alamillo^，跨度2m，建成于1992年，此桥型新奇雅观，在艺术上可谓杰作.当前国内建成的无背索斜拉桥有长沙洪山大桥、长春轻轨伊通河斜拉桥、哈尔滨太阳岛斜拉桥、白鹭大桥等等。无背索斜拉桥桥塔仅有单侧索，为保证主塔处于优秀的受力状态，塔身一般都设计成倾斜的，塔身后倾的巨大重力需经过主梁来均衡。
郑州市贾鲁河大桥为双索面无背索斜拉桥，此中中跨跨中 1m为钢箱梁，桥梁宽为，55米，其超宽桥面堪为亚洲之最，本桥构造复杂，施工难度大本文主要介绍主梁中钢箱
梁施工技术，为此后超宽桥面无背索斜拉桥钢梁施工供给借鉴。
2 工程概略
郑州贾鲁河大桥主桥为(30+120+40)m无背索斜拉桥，桥梁全宽55m,主塔为预应力混凝土斜塔，上塔柱高60m，向后倾斜30°，斜拉索水平倾角24°，全桥合计18根，纵向
间距10m，主梁采纳钢混纵向组合构造，纵向部署为30+120+40m ，此中中跨跨中1m为钢
梁，钢梁与混凝土梁联合处设钢混联合过渡GA段，与钢混段连结的节段为GB、GD段，其余
节段均为标准段GC，共11个节段。
钢梁为主纵梁、小纵梁、中横梁、小横梁、正交异性钢桥面板及大悬挑构成的钢构架。钢梁断面图如图1所示。
3钢箱梁施工方案
3。 1钢箱梁制作方案
依据现场安装条件、设计图纸及有关规范要求，本工程钢箱梁纵、横向进行分段，在车间内进行板单元制作，在预拼装场所内进行预拼装，预拼装时将板单元组焊成运输块体，块体采纳陆运至安装现场
图1钢梁断面图

3。 1.1板单元制作
顶板单元、底板单元、横隔板单元、腹板单元、横联单元、锚箱单元、挑臂单元等均在专用的工装设施上达成组焊。
节段制作
板单元制作达成后，在设置了桥梁竖向线形的整体组装胎架上按轮次进行节段的整体组装焊接及预拼装，采纳多节段连续般配组装、焊接和预拼装同时达成的方案。
在节段制作中，依据“纵梁锚箱底板单元-双侧底板单元-纵梁双侧箱体隔板-腹板单元-锚箱块体初定位-双侧箱体隔板-双侧箱体腹板-横梁单元-组焊中间顶板-组焊双侧顶板-组焊挑臂块体1-组焊挑臂块体2”的次序，实现立体阶梯形推动方式逐段组装
与焊接。组装时，要点控制桥梁的线形、钢梁几何形状和尺寸精度、锚点的地点精度，相毗邻的精准般配等.
3。 2钢箱梁安装方案
3。2.1工程整体施工过程
从工期、安全、花费、施工条件等多方面综合考虑，本桥采纳塔梁同步施工方法，即是将钢箱梁的施工和索塔的浇筑同步进行，达成对应节段的钢箱梁和索塔后，即张拉此段斜拉索，再施工下段钢箱梁和索塔.整体施工步序如图2所示。
塔柱施工:
上一节段塔柱—模板爬升、
等强度时间 固定办理
钢筋绑扎、
预应力施工
浇筑
等强度时间
钢箱梁施工:
支架安装
钢箱梁吊装
无损检测
斜拉索施工:
斜拉索挂索
A张拉在下一节段施工

图2工程整体施工步序
钢箱梁吊装方案
钢箱梁节段块体在制作达成后陆运至安装现场，
在现场进行预拼装后进行吊装 .本工程

钢箱梁采纳“胎架支撑原位拼装工艺
"进行安装，即在钢箱梁下方设置暂时支撑胎架

时支撑系统上原位安装全部构件以达到初始位形。依据本工程的制作分段、构造形式及现
场吊装环境状况，桥下采纳 2台2t汽车吊进行吊装，吊装次序如图3和图4

图4钢箱梁施工纵向安装次序

4主要施工技术
4。 1支撑胎架
4.1。1支撑胎架形式
本工程钢箱梁采纳胎架支撑原位拼装，GA2~GC5支架高度约9。5m，GA1~GC4段支架高
约12m。均采纳6m、4m标准段支架，在现场依据实质高度再暂时进行加高，加高支架部分与原有标准段支架构造形式一致，加高部分与原有支架顶部的钢板进行焊接。依据各支承段的受力特色，综合考虑现场的支承环境，支架立置在钢箱梁横向分段处，主肢采纳中
325X10钢管，横断面以及侧面的连结均采纳 中89X4的钢管，连结时采纳焊接形式，承重梁为2H4 x 2 x 8x 13钢焊接而成，顶部设置巾2 x 10调理钢管。6m标准段支架如图 5
所示。
支撑胎架制作
支架制作时，严格依据图纸加工，支架材质为Q235B，法兰盘为Q345B，节点板与钢管
立柱采纳6mm双面角焊缝，除立杆外其余杆件采纳螺栓连结，加劲板倒角距离为20mm。支
架的单克制作高度为6m，支架节与节之间经过法兰盘、螺栓连结。
4.1。3支撑胎架安装
暂时支架安装前，对实地进行观察和丈量，对安装基础不切合要求的，进行平坦、硬化或加铺钢板，依据桥梁中心线、支架轴线和节段的区分，用经纬仪或全站仪确立暂时支架的纵横坐标及标高。

H理
图5 6m标准段支架图
为保证支架稳固，在支架主肢底端加焊一块7*7 * 20的钢板，四周采纳M16 x 120mm 膨胀螺栓与路面基础固结.据计算剖析可知，单个主肢最大受力为FZ=548.6kN，施加给扩大基础的压强为 P=548.6kN/（0。 7x0.7）=1。 12MPa。
钢箱梁节段安装达成后，选择部分支架设置沉降观察点，用来对整个支架的沉降状况及稳固性进行观察。暂时支架调理采纳调理段与千斤顶进行，主要用于钢箱梁吊装时调理钢箱梁标高和安装结束后进行钢箱梁整体卸载。
支架采纳汽车吊吊装，经过预埋螺杆与揽风绳进行支架暂时固定，暂时固定后，采纳两
台经纬仪或许全站仪进行垂直度校订，采纳全站仪进行支架顶部标高丈量。
支撑胎架受力计算
4。荷载取值与界限条件
荷载主要考虑上部块体的自重与暂时支撑的自重，选用1.35的荷载增大系数进行计算
剖析。暂时墩为钢管立柱，柱脚为固定支座（拘束Ux、Uy、Uz）.
有限元结果剖析
对原构造进行简化，成立有限元计算模型，拼接过程只考虑自重效应，荷载安全系数取
1.35,计算结果如图6所示。
依据计算，构造的 X方向最大变形DX为士 2.27mm, Y方向最大变形DY为土 0.31mm, Z方向最大变形DZ为-4.22mm ;则依据《钢构造设计规范》GB517 — 23,构造的变形知足要求。
构造的最大应力约为-144。 44MPa，位于顶部分派梁的跨中地点，小于杆件的设计应力310MPa ,所以应力知足要求。
4。 2地基办理
依据勘察资料以及现场实地观察，施工现场所势高低不平，土质柔软，地处淤泥地，给
本工程钢箱梁运输、支架原位拼装带来了极大的不便，所以支架基础、吊装作业区均需进行
地基办理。

组合应力争（最大值）
X 一方向位移图（DX ）
图6支架受力变形剖析图
4.2。1地基办理要求
4。 2 1。 1由模型计算可得支架单管对混凝土基础压力548。 6kN，单个扩大基础受力
1969.2kN ,底部基础受力 P=（ F+G ） /S=（1969。 2+2.5x16x0.3x10）/16=130。 575kPa。基础底部压实承载能力应不小于2kPa，基础需做地基承载力试验 ；
4.2.1。2 GA、GD、GC5~GC7 处支架地点采纳扩大基础4m x4m ,扩大基础地区采纳8%水泥
土换填1 5m ；支架四周其余地区硬化 5 cm混凝土，桥梁双侧设置排水渠，防备雨水或许养护水浸泡支架基础；
4.2.1。3 GB〜GC4节段支架位于贾鲁河河流内，该地区汛期过水，且局部存在地质硬层，
为提升基础稳固性，支架基础采纳混凝土灌输桩基础，混凝土桩规格中8桩深约14m,
顶部设埋板与支架焊接，埋板尺寸P7mm x20mm ,埋板底部设置 根中25的锚筋，浇筑在
灌输桩内，混凝土桩基础应进行试桩，试桩根数1根。支架与灌输桩连结如图9所示.
5mm高度进行二次浇混凝土灌输桩浇筑时预留筑，钢筋笼顶部搁置一个埋件板，下部
锚筋与钢筋笼绑扎点焊，与埋板焊接固定，而后进行二次浇筑 浇筑高度与埋板齐平.安装支架时支腿底部钢板与预埋板焊接固定。
依据桩顶反力及施工现场所质状况，经计算，本工程 GB〜GC4段混凝土桩需贯入地下有效桩长12m （实质按14。 3m），承载能力知足GB~GC4支架单管对基础的压力要求。
汽车吊作业地区压实后，铺50cm碎石，整平。地基办理后上表面与地表面齐平。
钢箱梁吊装作业地基换填办理及扩大基础如图7所示.
图7支架扩大基础及换填办理部署图

4。 2.2基础强度复核
4.2。2.1基础复核计算
(1 ) GA、GB、GC、GD段支腿最大受力548.6kN,底部垫板70cmx70cm，条基支腿处受
力。1=548.6/70 x 70=1.19MPa < 30MPa，扩大基础能知足支腿承载要求.
(2)GA、GB、GC、GD段单个支架最大柱底协力为支架二处，条基最大受力1969。2kN ,扩大基础底部受力。2= ( F+G ) /S= ( 1969。 2+2。 5x 16 x 0.3 x 10 ) /16=130.575kPa。基础底部压实承载能力应不小于2kPa,基础需做地基承载力试验(经实验，基础承载能力大于2kPa，知足要求)。
4.2.2。2吊车站位地基承载计算
汽车吊站位地区，压实后铺50cm碎砖，经计算抗压。> 3kPa。
2t汽车吊自重71t配重69t,最大吊重约40t。支腿下设路基板，路基板尺寸2mx2m,，、，>2
吊装时对地面压力P=(71+69+40) x 1.4/4 x 4=15 o 75t/m =157 o 5kPa。
所以，吊装地区场所基础能够知足2t汽车吊吊装要求。
5钢箱梁施工控制
关于斜拉桥，在主梁节段施工过程中，一般需要推行“双控”，即主梁标高控制和斜拉
索索力控制 为了保证斜拉桥的施工质量，使斜拉桥实质状态与设计状态相切合，节段施工末状态的主梁标高与斜拉索索力与理想值之间的偏差应控制在可接受范围内。因为本文篇幅有限，不再对主梁标高和斜拉索索力控制进行剖析研究。钢箱梁安装完成拉索张拉达成后对整桥进行线形观察，在端梁处桥中心线设置标高控制测站点，而后逐渐丈量每一节段
钢箱梁桥面高程，依据高程差计算出钢箱梁拱度 ，与设计拱度进行比对，对照图如图8所示，实质拱度切合设计要求。

高程差
生测锵度r宓二^设计拱度
图8钢箱梁设计拱度与实测拱度对照图

6 结语
本文以郑州市贾鲁河大桥工程为背景，对大跨度超宽桥面无背索斜拉桥钢箱梁施工技
术做了总结，最后张拉完成后，对钢箱梁的线形和预拱度观察，观察结果都能切合设计要求说明此钢箱梁施工技术能够应用于大跨度超宽桥面无背索斜拉桥，为企业以致国内超宽桥
面斜拉桥钢箱梁施工供给借鉴。