跨海钢-混结合梁斜拉桥架设技术经济方案研究.pdf

文章编号:()收稿日期:基金项目:中国铁建股份有限公司科技研发计划项目()作者简介:罗超()男四川达州人高级工程师硕士主要研究方向为工程经济:.引文格式:罗超.跨海钢 混结合梁斜拉桥架设技术经济方案研究.铁道建筑技术():.跨海钢 混结合梁斜拉桥架设技术经济方案研究罗 超(中铁第四勘察设计院集团有限公司 湖北武汉)摘 要:跨海区段的钢 混结合梁斜拉桥主跨一般设置在通航区域该区域船只密集、船舶吨位大且施工条件复杂控制因素多因此斜拉桥梁部的架设方案是桥梁施工的重点及难点 以新建福州至厦门铁路安海湾特大桥主桥()双塔双索面结合梁斜拉桥钢 混结合梁的架设方案为例分析在跨海区域特别是海湾及浅滩区域进行结合梁架设需考虑的诸多因素并对浮吊船整节梁段提升架设、分节段顶推施工两种施工方案进行技术经济比选拟定最适宜方案可为类似工程提供借鉴关键词:斜拉桥 节段 钢 混结合梁 顶推 吊装 技术经济中图分类号:.文献标识码:./.(.):.().:引言钢 混结合梁斜拉桥因其刚度大、动力性能好、温度变形小、自重轻、维养量少等众多优点目前在工程中应用愈加广泛 而跨海区段的钢 混结合梁斜拉桥主跨一般设置在通航区域该区域施工条件复杂控制因素众多因此斜拉桥梁部的架设方案是桥梁施工的重点及难点本文结合新建福厦铁路安海湾特大桥主桥()双塔双索面结合梁斜拉桥的结构特点对海湾及浅滩区域进行钢 混结合梁的架设方案进行深入分析并通过对浮吊船整节梁段提升架设、分节段顶推施工两种施工方案的技术分析及经济比选拟定当前施工环境下的最适宜方案以更好地指导跨海钢 混结合梁斜拉桥架设方案的选定 工程概况新建福州至厦门铁路安海湾特大桥主桥()双塔双索面结合梁斜拉桥(见图)全长采用砼桥面板 槽型钢箱梁的结合梁结构为封闭箱型断面形式采用单箱三室等高截面两侧设置风嘴标准节段长.标准节段最大吊重(含混凝土桥面板 )边跨侧.钢梁自重约 (不含预制桥面板)铁道建筑技术 ()罗超:跨海钢 混结合梁斜拉桥架设技术经济方案研究图 主桥桥跨布置(单位:)桥面板分预制板、纵向湿接缝以及横向湿接缝三部分制作其中预制部分采用 高性能海工混凝土在纵向湿接缝部位设置成锯齿块状所有湿接缝均采用纤维补偿收缩海工混凝土 单个梁段横向分 块预制板板宽有.、.两种长度标准梁段横向湿接缝设置在梁端连接处 预制桥面板在吊索横梁顶板剪力钉群处设置预留槽 主桥总体施工方案安海湾特大桥结合梁斜拉桥主桥总体施工方案为:钻孔桩、承台及索塔采用常规的深水桥梁方法钢梁在加工制造厂加工成设计节段结构用运输船舶从制造厂经外海到达待架桥位各节段利用浮吊或桥面吊机架设 除 节段的混凝土桥面板采用先钢梁架设到位然后在钢梁上铺设桥面板现浇湿接缝外其余节段混凝土桥面板均在工厂浇筑预制板湿接缝与钢梁结合后整节段安装预留节段间湿接缝 主梁施工方案技术经济比选.方案:浮吊船整节梁段提升架设浮吊船整节梁段提升架设详细步骤为:()塔区主梁(、梁段):驳船海上运输至吊装位利用大型浮吊船(吊重 )提升主梁节段(含混凝土桥面板)至塔旁托架并纵向牵引(或顶推)就位在已架设钢梁上拼装 桥面吊机(全桥共计 台)()标准节段(边跨 号 梁段、中跨 号梁段)及中跨合龙段:驳船海上运输至吊装位采用桥面吊机整节段吊装双悬臂架设并挂设和张拉对应斜拉索节段组拼精调到位后再施工混凝土桥面板在节段线处的湿接缝 边跨浅水区清淤船清淤以满足运输和架设主梁的浮吊和船只吃水深度要求()边跨每侧端部.主梁(边跨 梁段):端部 个梁段的钢梁部分在工厂整节段制造并组装为长.的大节段钢梁采用驳船整体运输大浮吊船整节梁段提升预制混凝土桥面板采用小型浮吊进行分块吊装并与钢梁结合.方案:分节段顶推施工分节段顶推施工的详细步骤如下:()边跨及塔区主梁施工:施工塔旁托架、次边跨(跨)临时支墩安装墩旁托架顶推系统 如图 所示图 钢梁节段的运输、吊装及顶推(单位:)驳船海上运输 钢梁节段至桥塔中跨侧深水区利用 浮吊起吊 钢梁节段至塔旁托架(顶推平台)向边跨侧滑移至指定位置重复上述步骤依次完成、钢梁节段的运输、吊装及滑移就位 利用三向千斤顶精确调整、梁端位置并将其栓焊连接成整体拆除塔旁托架滑移系统安装墩旁托架及临时支墩上的顶推装置、钢梁顶面拼装架梁桥面吊机(吊装能力 全桥共 台)钢梁节段的运输、吊装及顶推:驳船运输 梁段(不含混凝土桥面板)至桥面吊机正下方桥面吊机起吊 梁段 梁段与 梁段精准对位后进行栓焊连接钢梁与桥面吊机整体向边跨侧顶推.桥面吊机向中跨侧走行.重复上述步骤依次(边跨侧 中跨侧)完成剩余边跨及塔区钢梁节段的运输、吊装及顶推就位 利用栈桥汽车运输塔区主梁(、梁段)的预制桥面板至小里程桥塔施工平台利用 浮吊将预制桥面板运输并吊装至钢梁顶面安装位浇筑湿接缝并张拉纵向预应力筋安装并张拉第 对斜拉索()中跨 主梁单悬臂拼装架设()主梁混凝土桥面板施工:所有梁段的预制桥面板在小里程预制场进行预制并存放不少于 个月预制桥面板利用小里程栈桥汽铁道建筑技术 ()罗超:跨海钢 混结合梁斜拉桥架设技术经济方案研究车运输至小里程桥塔施工平台大里程的预制桥面板利用 浮吊转运至大里程桥塔施工平台边跨 梁段的预制桥面板通过设置于塔旁的提升站提升至桥面由运板车水平运输至铺板龙门吊处通过龙门吊进行铺设 梁段的预制桥面板通过 浮吊吊装并铺设于存放驳船上的钢梁顶面设计位置再随钢梁通过桥面吊机整体吊装就位.两种方案的技术经济条件比较.技术对比分析方案一利用大型浮吊船提升至塔旁托架并纵向牵引或顶推就位在已架设的钢梁上拼装 台 架梁吊机并利用桥面吊机悬臂架设边跨.主梁采用驳船整体运输浮吊整节梁段提升架设 该方案的优点是临时钢结构用量较少钢梁分段少缺点在于边跨侧水深不满足船舶航行及大型浮吊作业吃水要求需要进行清淤处理一次疏浚总量约为.万 方案二通过边跨及塔区主梁顶推施工其优点在于边跨与主塔钢梁的架设可同步进行可节省施工工期约 个月避免海上清淤工作量对养殖区及海上环境影响小减少 台桥面吊机及大型浮吊等机械设备使用量 缺点在于增加临时墩支架材料用量大临时工程量增加.两种方案架设造价比较与分析对钢 混结合梁施工进行工程造价分析按照项目批复的预算编制原则计算两种方案的工程投资见表 表 主跨梁部概算价值项目单位工程数量方案一方案二概算价值/万元方案一方案二钢箱结合梁.混凝土桥面板 .临时钢支墩.工作平台.清淤.合计.由表 可以看出施工方案一即浮吊船整节梁段提升架设方案临时结构用钢量少、梁段少是其主要优点但其缺点是需要较多的配套设施且要求较高如钢梁加工厂的面积、码头的吨位、钢梁运输船舶的尺寸、起重设备的能力等配置资源投入大控制难度大此外因施工区域有大量养殖区域清淤(疏浚)施工会对养殖物造成较严重后果 施工方案二即节段顶推施工方案其优点是边跨与主塔钢梁的架设可同步进行节省施工工期避免海上清淤工作量对养殖区及海上环境影响小钢梁吊装所需要的设备数量较少其缺点是临时钢结构投入量较大临时工程量增加从工程造价来看虽然施工方案一总体费用较方案二低但清淤(疏浚)工作对附近养殖物、邻近码头的营运、邻近海域生态环境等方面的影响难以货币化且社会层面的风险较大 因此通过比较综合考虑两种架设方案的施工难易程度、可操作性、经济性等因素采用方案二即节段顶推施工更为适宜 结束语跨海区域钢 混结合梁斜拉桥主桥架设方案的选择既是工程能否顺利实施的关键因素也是施工方案技术经济合理的前提条件 本文以新建福厦铁路安海湾特大桥双塔双索面结合梁斜拉桥为例阐述了跨海区域特别是浅滩及海湾内钢 混结合梁浮吊船整节梁段提升架设、分节段顶推施工等两种施工方案并对两种方案进行了技术比选及经济分析分析表明浅滩区域的梁部架设由于整体吊装需对施工船舶区域进行疏浚其工程量大、社会风险高、不可预见因素多转而采用梁部顶推方案更为适宜参考文献 罗超.大节段钢箱叠合梁架设方案及造价分析.铁路工程造价管理():.张亚锋.跨海钢混结合梁斜拉桥边跨施工方案研究.铁道建筑技术():.杨恒.泉州湾跨海大桥主桥设计方案研究.中国铁路():.刘志.鹅公岩轨道专用桥主桥边跨钢箱梁施工技术研究.铁道建筑技术():.顾乾岗.兰州深安黄河大桥钢拱梁步履式顶推施工技术.世界桥梁():.徐化轩.顶推梁桥施工中可能出现的技术问题及对策.铁道工程学报():.胡海波.武汉二七长江大桥主桥结合梁施工技术.桥梁建设():.朱云萍唐勇许佳平.沪通长江大桥主航道桥墩顶钢梁架设方案.世界桥梁():.周外男.铜陵公铁两用长江大桥主桥钢梁架设方案研究.桥梁建设():.苏学波.铜陵公铁两用长江大桥北边跨钢梁施工技术.桥梁建设():.陈儒发杨自军宋玲敏.杭州湾跨海大桥北航道桥钢箱梁安装技术.公路():.周洪顺.大跨度钢桁梁多点同步连续顶推施工.铁道建筑技术():.铁道建筑技术 ()