2020 年我国梁桥建设取得重大突破,技术创新推动桥梁事业发展

   日期:2024-10-12     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:291    
核心提示:连续钢桁架梁桥三官堂大桥施工过程中存在钢桁梁制造线形的确定、钢桁梁安装坐标调整、合龙施工和结构温度分析几个难点。通过结构或构造的改进优化,使混凝土连续刚构桥的跨度有所突破,如甘溪特大桥和郁江河特大桥。

PART-1 前言

梁桥是一种非常成熟的桥型,在实际工程中得到了广泛的应用。梁桥应用范围广,经济效益高。 2020年,我国陆续竣工了一大批优秀梁桥工程,如表1.1所示。同时,不少新的梁桥项目也在2021年开工,随着一大批相关项目的建设,我国梁桥在技术创新和施工工艺上不断取得重大突破。这些2020年竣工或在建的梁桥推动了我国桥梁技术的发展,使我国桥梁产业不断取得辉煌成就。

表1.1 2020年建成通车的主要梁桥列表

本文将对部分具有代表性的桥梁进行简要介绍,主要内容是设计创新和施工过程中的重点难点突破。

第2部分

连续刚构桥

2.1 赣西特大桥[1]

甘西特大桥位于贵州省黔南州贵定县。它横跨甘西自然保护区的杜木河水库。该工程是黔黄高速公路上难度最大、风险等级最高的控制工程。赣西特大桥为明腹式预应力混凝土连续刚构桥,如图2所示。明腹式刚构桥是在常规混凝土连续刚构桥的基础上,桥墩与梁之间设置拱形斜腿。提高桥梁的跨越能力并具有景观效果。国内已建成的同类型桥梁有2013年建成通车的水盘高速北盘江大桥,主跨290m。

图2.1 赣西大桥

图2.2 赣西特大桥主桥立面布置

赣西特大桥全长1220米。主桥分为三跨。主跨跨度达300m,在同类型桥梁中属世界第一。主跨两侧各有边跨,边跨跨度为155 m,如图2.2所示。南北岸引桥均采用简支变连续T梁。南引桥跨径布置为18×30 m,北引桥跨径布置为2×35 m。桥梁上下游线路采用双宽布局,净距3.5 m,单宽桥宽10.25 m。单主梁为单箱单室预应力混凝土结构,混凝土强度等级为C55。

赣西特大桥主墩采用矩形双肢柔性薄壁空心墩,沿桥方向厚4.5m,跨桥方向宽6.25m,两肢之间有净距7 m。 19号柱墩高85m,20号主墩高85m。高度 129 m。单主墩基础为25根2.8m嵌岩桩。 19号桩长40m,20号桩长50m(部分桩基改为55m长)。主墩承台平面尺寸为28 m×28 m,19号承台厚7 m,20号承台厚8 m。过渡桥墩采用空心薄壁桥墩。 18号过渡墩高度为36 m,21号过渡墩高度为27 m。桥梁上部结构采用明腹刚架结构体系。开放网络三角形区域的总长度为120 m。下弦杆采用矩形空心型材,宽度为6.25 m,前段高度为7.5 m。

开腹刚构桥作为一种新型结构,工程经验有限,没有统一的设计标准。其核心流程是开网三角区的建设,建设存在以下难点。

工序钢梁连续结构图_钢结构连续梁图片_钢结构连续梁工序

(1)三角形区域施工产生的荷载效应会影响箱梁结构截面和梁的设计。施工工艺对建成桥梁的受力影响较大,制约了结构设计。

(2)下拱箱梁悬浇施工难度大。需要临时卡扣辅助施工,工艺复杂。

(3)上弦箱梁截面尺寸较小,内部永久预应力槽道较多,导致体内设置悬臂浇注临时预应力梁的空间不大。因此,上弦箱梁节段的浇筑施工需要借助外力来支撑浇筑待浇件。铸造箱形梁段需要复杂的技术。

(4)结构体系的特点决定了上下弦箱梁的施工必须同步进行,直至合并并合后才能进行后续的标准梁截面悬挂浇注。上下弦杆施工时,结构受力相互关联,工艺干扰较大。

针对自由腹板刚构桥三角区域的结构特点,采取上弦设置活动柱支撑和悬吊吊篮、下弦设置悬浇的施工方案。带有带扣和吊篮,用于悬挂倾倒。施工布置见图2.3。

图2.3 三角区施工布局

甘西大桥作为世界上第一座主跨超过300m的连续刚构桥,技术难度大。桥址地势陡峭,气候条件恶劣,桥两侧施工条件复杂,给桥梁的设计和施工带来了巨大的挑战。大桥施工过程中,项目建设者先后攻克了深山便道建设、超大孔径群桩施工、承台大体积混凝土浇筑用水加热等困难。平台。通过技术创新,项目建设顺利进行,工程质量得到保证。赣西特大桥的创新主要包括微创新、工艺创新、视频监控系统和液压爬升模板系统四个部分。微创新、工艺创新属于质量控制创新,视频监控系统、液压爬模系统属于安全创新​​。管理创新。

(1)微创新:该项目自制的墩体圆角网格处理机采用“油顶+特殊弧形面板”,实现了网格从平面到曲面的生产,解决了墩体圆角网格的问题。加工效率低,质量无法保证。

(2)工艺创新:赣西大桥墩身系梁支架和下弦0号块三角支架设计为可回收预制支架;拉杆支架预压采用反拉法,比传统的堆放预压法更为传统。工期可节省10天/次。

(3)视频监控系统:主墩塔吊黑匣子通过接收、处理、存储采集实时传感器数据,实现塔吊终端数据远程传输。

(4)液压爬升模板系统:墩身施工采用液压爬升模板系统,具有重量轻、施工简单、安全性高的特点。

2.2.红水河大桥[2]

杜巴高速公路主线红水河大桥位于大化瑶族自治县古河乡。是杜巴高速公路控制性工程之一。起始站号为K404+256.396,结束站号为K404+767.896。桥长511.5m。全桥采用双宽分离式。主桥为单箱单室预应力混凝土连续刚构桥。参见图 2.4。其跨度布置为100m+185m+100m。主桥有两跨,两侧各一跨。每座引桥跨径40 m,单桥宽度14.55 m,桥面总宽度29.6 m。

图2.4 红水河大桥

钢结构连续梁工序_工序钢梁连续结构图_钢结构连续梁图片

红水河大桥箱梁腹板采用分段等厚规则。梁端支点至跨中厚度分别为1.2 m、0.9 m、0.7 m、0.5 m,按1.5抛物线规律变化。红水河 河特大桥主桥中跨箱梁总体结构如图2.5所示。红水河大桥主梁截面高,节段荷载大,因此选用菱形吊篮进行施工。吊篮结构主要由主桁架、梁底支撑、吊杆、行走锚固、模板(底模板、内外模板)等系统组成。吊篮结构示意图如图2.6所示。

图2.5 红水河大桥主桥中跨箱梁总体结构

图2.6 红水河大桥吊篮1/2结构图

红水河特大桥3、4号桥墩的基础及部分墩柱位于水中。通过设置栈桥和钢平台进行桩基施工,然后利用桩基的钢平台和钢护筒进行钢吊箱围堰的施工。 3、4号主墩台为整体式。施工单位科学协调,积极讨论施工方案,不断克服桥梁桩基钢护筒下放、水中施工环境复杂、承台平台混凝土用量大等困难。

2.3.御江大桥

渝江特大桥位于重庆市彭水县莲湖镇垛刀村。横跨余江。左线长577.6 m,右线长589.5 m。该桥为三跨预应力混凝土变截面连续刚构桥。主跨布置为106 m+200 m+106 m,如图2.7所示。

图2.7 御江大桥

余江大桥是石黔高速公路控制性工程之一。桥址地处山高谷深。桥两端有近90度的悬崖。工作空间极其狭窄。施工初期,为了方便施工,每天都有数十人在那里工作。工人们在桥两端悬崖上吊洞,在悬崖上炸出一条8公里长的“悬崖人行道”。他们沿着悬崖修建了近8万平方米的生态护坡,面积有7个足球场那么大。 。

该桥拥有多个超大孔径桩群、大体积承台、高墩。施工技术难度大,安全管控风险高。为了顺利推进桥梁建设,引进了大量施工新技术。针对桥梁设计的“箱形双肢薄壁空心墩”特点,引入了整体性好、自重轻的“液压爬升模板”技术。通过液压系统爬升,可一次性安装至墩身完全成型,大大节省了作业空间,加快了桥梁施工的有序进度。此外,在桥梁施工中引入并应用BIM技术,对桥墩、连续刚性钢筋等关键部位进行可视化模拟,实现辅助图纸审核、碰撞检查、工程量提取、三维技术分析等管理目标。简报。这为高效的作业提供了有力的支持。

第三部分

连续钢桁梁桥

3.1.三官塘桥[3]

宁波三官塘大桥是连接宁波高新区和镇海区的主要过江通道。南起高新区江南区,北至镇海区中关西路。大桥横跨甬江和规划的4条河流,如图3.1所示。大桥总长约3000米。采用连续钢桁架桥体系。根据现场实际要求,一跨过河。主桥跨度布置为160m+465m+160m。如图3.2所示,三关桥是世界上最大的桥。跨度最长的连续钢桁梁桥。

钢结构连续梁图片_工序钢梁连续结构图_钢结构连续梁工序

图3.1 三官塘大桥

图3.2 三官塘大桥主桥立面布置

主桥由两个主桁架组成。主桁架是一个可变高度的N形桁架。桁架的构件完全焊接。主跨中跨桁架高度14.5 m,主桥侧墩墩顶桁架高度15 m,主桥中墩墩顶桁架高度42 m,主桁基本节间弯矩为15 m,两个主桁架之间的距离为45.9 m。主桁架的上弦、下弦、V型腿均为矩形截面。主桁加竖腹杆采用箱形截面,包括标准竖腹杆和墩顶竖腹杆。主桁架全部采用Q420qE材料。

三官塘大桥桥面为正交各向异性钢桥面体系。其常见截面包括主梁、副梁、纵梁和钢甲板,均采用Q345qD钢材。主横梁采用矩形截面,沿桥梁方向每隔15m设置一根主横梁;副横梁采用工字形截面,每隔3.5m设置一个;纵梁采用工字形截面,桥横向共布置8根纵梁;桥面采用正交异性钢桥面,桥面设有封闭式U型加劲肋。

三官塘大桥施工过程中,在确定钢桁梁生产线形状、调整钢桁梁安装坐标、合桥、分析结构温度等方面存在诸多难点。为保证施工顺利进行,对制造预拱进行了计算,合理选择阴天或气温稳定的夜间施工。采用角度法控制桥梁施工预弯,根据生产线角度确定节段梁的安装坐标。安装坐标用于计算桥梁竣工后的闭合高度。为保证主桥顺利合龙,对已竣工桥梁线形的相对坐标偏差和绝对高程偏差进行两个方向的控制。同时,为了减少焊接变形,全桥采用对称焊接,焊接顺序为上下弦腹杆→上下弦顶板→斜杆腹杆→斜杆顶底板→桥面系统。

三官塘大桥合缝较多,其中主桁合缝4个,斜撑合缝4个。它是一个全焊接接头。关节关节会互相影响,关节困难。桥接采用温度匹配切割方式。在中跨合龙之前,对钢桁架的安装进行了监测,以确保安装对准得到控制。合桥过程中,通过合桥口持续观测、设置临时锁、确定合理的起吊顺序、合桥口采取多项调整措施等措施,桥梁准确合闸。该桥于2015年12月22日破土动工,2020年6月工程竣工,2020年9月27日正式通车。

3.2.玉墨铁路元江大桥

玉墨铁路元江特大桥钢结构连续梁工序,又称玉墨铁路元江双线特大桥,位于云南省元江哈尼彝族傣族自治县。是玉磨铁路(中老铁路中方段)重点控制性工程。大桥横跨红河,深深切入“V”形峡谷。这是红河上第一座双线铁路桥。该桥集高墩、大跨于一体。

元江特大桥全长832.2m,主桥长768m。主桥采用顶承连续钢桁架结构,如图3.3所示。桥间共有56节,从桥的两端悬挑到中间延伸,如图3.4所示,桥总重约2.1万吨。该桥主跨249m,居世界同类型桥梁之首。主跨桁架高度由主墩顶部36 m逐渐增加至跨中16 m。元江特大桥共有6个桥墩。 3号码头高度154m,相当于54层楼的高度。大桥主墩采用钢-混凝土组合双柱钢框架墩。

图3.3 玉墨铁路元江特大桥

图3.4 元江特大桥钢桁架悬臂拼装

玉墨铁路元江特大桥横跨V字型高山峡谷。两侧天然岸坡超过70度。桥面与河面高差高达237米。施工场地狭窄,交通不便。元江大桥地处亚热带气候,夏季炎热多雨,峡谷最大风速超过40米/秒。桥址位于7度地震烈度区,桥墩底部断层、滑坡较多,地质破碎。高温、地震烈度高、大风、降水充沛,都给元江大桥的顺利施工带来了巨大挑战。

为保证钢桁架梁架设安全稳定,创造性地提出了“无缆吊车+吊塔辅助架梁方案”。使用两台架梁起重机从两侧架设双向悬臂至主跨。主跨处架设钢梁。中跨合龙消除了悬索塔、吊机施工面临的山体塌方等安全风险压力。大桥主墩采用钢-混凝土组合双柱钢框架墩,由两根钢筋混凝土薄壁空心墩通过十字型钢交叉连接结构组成。在保证承载要求的前提下,可有效减轻桥墩自重30%。这在国内尚属首次,解决复杂地质条件问题。元江特大桥同步开展“抗震减振”、“风-车-桥耦合动力分析及竖向、横向刚度”等多项重大科研项目,攻克超强抗震减振问题。克服了困难山区铁路高墩、大跨钢桁架桥梁的抗震问题。

玉磨铁路元江特大桥于2017年6月开工建设,2020年7月顺利合龙,是中老国际铁路重点工程。玉墨铁路全线建成后,昆明至老挝万象预计黎明抵达,将有力促进中国与东南亚国家的经贸交流和旅游发展,为“一带一路”建设贡献力量。路”。

第四部分

连续梁桥

4.1.金凤桥[4]

金丰大桥位于福建漳州,如图4.1所示。横跨九龙江西溪水道,连接漳州高新技术产业开发区和相城区。大桥东北起金丰开发区金塘路,西南延伸至京城新区阔前大道。全长1959米。主桥长1227m,桥面宽50m。 2017年4月28日,金丰大桥开工建设; 2020年9月28日,金丰大桥通过交接验收; 2021年2月,金丰大桥正式竣工通车。

图4.1 金丰大桥

金丰大桥主要由主桥、南北引桥、南滨立交匝道、北滨立交匝道、连接线五部分组成。主桥一般由西南向东北布置。金丰大桥采用“廊桥祥云”设计方案。桥上修建的红色亭台楼阁十分引人注目。本设计将桥梁与闽南建筑中的红砖、燕尾房有机结合钢结构连续梁工序,充分展现了桥梁美学。 ,使这座桥成为当地标志性景观建筑。同时,主码头上建的两个望江馆均设有展厅。两座望江阁在过桥方向由人行天桥连接。为了方便行人驻足休息,桥两侧的人行道上修建了长廊。还有古亭。金丰大桥是我国迄今为止跨度最大、最长的景观廊桥。

4.2.海子湖大桥[6]

海子湖特大桥位于荆州市济南文化旅游区。大桥南起楚都大道与凤凰大道交汇处,北至庙湖北岸邵家嘴,跨越吉汉江运河和海子湖。该桥由中铁七局四公司承建。如图4.2所示,大桥长1434m,宽34m,双向六车道,设计时速50公里。其跨度布置为65 m+123 m+156 m+123 m+90 m×10+55 m,与京沙地方铁路平行向北延伸。海子湖大桥是一座仿古景观桥。桥边共建有仿古建筑4座,均按楚汉古建筑设计建造。这四座仿古建筑均为实木结构。为了凸显荆州的地方特色,设计者还在仿古建筑顶部设置了荆州的地标图腾“金凤凰展翅高飞”。桥建成后,行人可以从这四座仿古建筑进入桥内,步行至桥的另一边。海子湖是湖北省第三大湖。海子湖特大桥作为景观桥梁,生态要求非常高。

图4.2 海子湖大桥

海子湖大桥是世界上最长的连续梁桥,也是中国第一座双跨15跨连续梁景观桥。该类型跨度和长度的桥梁基本上还没有成熟的工程实例。施工过程中存在较大的质量风险和安全风险。为了有效降低施工风险,楚都大道跨海子湖大桥施工时一次性投入了18组吊篮,总重量超过6000吨,最长跨度达到156m。同时,由于全桥单个接箍有15个合拢断面,为保证超长接箍箱梁内力和变形的优化,各方专家多次召开会议研究研究合龙顺序、合龙技术、合龙时间等,取得突破 海子湖大桥八步合龙流程,保证了1434m整体箱梁在合龙过程中的内力和变形在理论上可行、可控。建造。

结论

2020年,我国建成了多座梁桥,每座梁桥在结构形式和施工技术上都有自己的特点,值得借鉴。通过结构或构筑物的改进和优化,混凝土连续刚构桥的跨度得到了突破,如赣西大桥、余江大桥等。无论是公路桥还是铁路桥,大跨度钢桁梁桥的跨度都大大增加,如三官塘大桥、玉墨铁路元江大桥等。对于传统常规混凝土连续梁桥,结合当地历史文化因素进行美化桥梁的有益尝试,如金凤桥、海子湖桥等。

钢结构连续梁工序_钢结构连续梁图片_工序钢梁连续结构图

关于作者

李亚东,男,博士,教授,博士生导师。兼任中国钢结构协会桥梁钢结构协会副理事长、中国铁道学会工程分会桥梁专业委员会副主任、中国钢结构协会结构稳定性与疲劳分会主任、 《桥梁》杂志、《桥梁建设》杂志编委会主任,《世界桥梁》杂志编委。主编《桥梁工程概论》、《土木工程专业英语》、《亚东桥梁讲座》,副主编《桥梁随笔》(第二版)、《铁路桥梁建设》、《焊接钢桥疲劳应力》,参编《中国铁路桥梁(1980-2020)》、《跨越大贝尔特海峡的东桥》等,是《铁路桥梁风格指南:德国铁路桥梁设计理念》的主审者。 《中国铁道百科全书(工程著作卷)》》和《中国大百科全书(土木工程卷)》第三版桥梁分词主要撰稿人。主持和参加国家级、省级、省级论文10余项。承担部级科研项目,承担南京长江二桥、重庆菜园坝大桥、武汉杨四港大桥、大瑞铁路怒江大桥、长泰长江大桥等20余座特大桥的科研攻关。和技术服务工作。

主要研究方向:现代桥型、钢桥焊接残余应力、山区桥梁防灾减灾、桥梁工程史、桥梁美学。

电子邮件: 。

庄伟林,男,教授。中国公路学会桥梁与结构工程分会常务理事、全国交通工程设施标准化技术委员会(公路)委员、北京茅以升科技教育基金会桥梁委员会委员等2019年5月前主要从事公路桥梁勘察设计工作。 2019年5月调入西南交通大学。研究方向为桥梁防灾减灾及桥梁技术工程应用。获国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖11项,二等奖7项,国家专利19项。享受国务院政府特殊津贴,四川省学术技术带头人、四川省工程设计大师、全国优秀公路科技工作者、全国交通行业优秀科技人员、并被评为全国“年度十大桥梁人物”之一。

联系邮箱:.

谢尚英,女,博士,教授级高级工程师,硕士生导师,四川省工程设计大师,成都市政协委员,西南交通大学土木工程设计有限公司总经理。研究方向包括现代桥梁桥梁结构设计理论、现有桥梁结构的损伤和健全性评估。主持和参与完成科研项目10余项;发表论文20余篇;获四川省科技进步一等奖1项;主持设计作品荣获国家、省部级优秀设计奖60余项; 30多项专利;本地标准3项目的首席编辑。

联系电子邮件:。

他,男性,硕士学位,副教授,硕士老师。国家土木工程实验教学示范中心执行副主任(西南乔港大学),国家土木工程虚拟模拟实验教学中心(西南北港大学)执行副主任,国家质量课程和国家一流的本科生的关键老师课程。研究方向包括长跨桥的结构行为,桥梁建设控制和健康监测,超高性能混凝土结构应用以及智能的桥梁建筑技术。赢得了中国公路学会的科学和技术进步一等奖; 1四川省教学成就一等奖;参与了3个本地标准的汇编;参加了两本教科书的汇编。

联系邮箱:

Zhang Xun,男性,博士,副教授,博士主管。他是中国国家自然科学基金会的传播审查专家,国际声学与振动学会的成员,中国钢铁结构协会的结构稳定与疲劳分支的成员,也是青年委员会成员中国地震学会的基础设施地震预防和减少。主要研究方向:(1)对车辆引起的振动和桥梁结构的振动的预测,监测和主动/被动控制; (2)灾难环境中桥梁驾驶的安全控制(碎屑,岩石,滑坡,洪水等)。相关的研究结果已应用于关键项目,例如成都 - 古祖铁路,Qinzhou-Shenyang客运铁路,Tianjin-Qinhuang高速铁路,Changsha中型和低速冰川,Guangzhou Metro,Hangzhou-Changchun高速铁路,高速Maglev,深圳高级铁路。他主持了3个国家自然科学基金会项目,3个省级和部长级项目,以及十多个企业纳入项目。 SCI/EI中发表了1篇学术专着和50多篇论文。

 
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