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文檔簡(jiǎn)介

1、PAGE PAGE 4 中國(guó)橋梁頂推技術(shù)綜述上官興 付書(shū)林 萬(wàn)藝 任亮1 橋梁頂推技術(shù)新發(fā)展2 廣東九江大橋千米頂推3 湘潭二橋?qū)捪溥B續(xù)頂推4 衡山三塔砼斜拉橋頂推5 啞巴渡橋分條分塊頂推6 五里亭系桿拱組拼頂推華 東 交 通 大 學(xué) 土 建 學(xué) 院中國(guó)橋梁頂推技術(shù)綜述上官興 付書(shū)林 萬(wàn)藝 任亮華東交通大學(xué)1 橋梁頂推技術(shù)新發(fā)展自1978年陜西狄家河橋首次采用頂推施工以來(lái),迄今不完全統(tǒng)計(jì),中國(guó)有近100座橋梁實(shí)施頂推工藝,總長(zhǎng)近3萬(wàn)米,其中僅湖南省就有近40座,約1萬(wàn)余米。在改革開(kāi)放30多年的工程實(shí)踐中,中國(guó)橋梁頂推技術(shù)取得了不少進(jìn)步。例如1986年廣東九江大橋連續(xù)梁頂推長(zhǎng)度首次突破千米,掀起

2、大橋副孔采用頂推的熱潮;1992年在湘潭湘江二橋首創(chuàng)連續(xù)千斤頂完成連續(xù)頂推;1994年在250m南縣啞吧渡橋首創(chuàng)分條、逐塊預(yù)制組拼豎曲線頂推;1995年在衡山湘江大橋首例完成290m斜拉橋頂推;1999年在邵陽(yáng)西湖大橋首創(chuàng)“先梁后拱”新工藝,2004年在韶關(guān)五里亭大橋采用預(yù)制組拼頂推工藝完成120m鋼管砼系桿拱。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),我國(guó)公路橋梁事業(yè)的突飛猛進(jìn),為我國(guó)橋梁頂推施工技術(shù)創(chuàng)造了前所未有的大好形勢(shì)。2005年廣東佛山平勝大橋完成(200+350=550m)獨(dú)塔自錨式懸索橋鋼箱梁頂推,2008年濟(jì)南黃河三橋完成(60+60+130+386=638m)獨(dú)塔斜拉橋鋼箱梁頂推,2010年將在杭州

3、九堡大橋完成(3210=630m)新型(結(jié)合梁鋼拱)組合橋的頂推。這些工程實(shí)踐,將中國(guó)橋梁頂推技術(shù)水平推進(jìn)到一個(gè)新的發(fā)展階段。本文簡(jiǎn)要介紹中國(guó)公路橋梁的頂推施工技術(shù)發(fā)展情況,并以湘江二橋(寬箱連續(xù)頂推)、啞巴渡橋(分條、分塊預(yù)制頂推)、衡山湘江大橋(三塔斜拉橋頂推)和五里亭大橋(系桿拱主梁組拼頂推)等四座大橋介紹預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)梁頂推技術(shù)的進(jìn)步和突破。(一) 寬箱長(zhǎng)梁頂推 PC連續(xù)梁采用頂推法施工,具有占地少、不需支架、質(zhì)量穩(wěn)定、施工安全和成本低廉的特點(diǎn),是中等橋跨中最具有競(jìng)爭(zhēng)力的一種架橋工藝。1980年湖南省在望城偽水大橋首創(chuàng)“柔性墩上多點(diǎn)頂推新技術(shù)”文獻(xiàn)1以來(lái),在全國(guó)大量推廣。實(shí)踐表明要取得顯

4、著的經(jīng)濟(jì)效果必須保證要有足夠的橋長(zhǎng),歷史給予廣東九江大橋?qū)崿F(xiàn)“千米頂推”的機(jī)遇。1、廣東九江大橋(1985-1988年),如圖1是改革開(kāi)放中首次實(shí)行“橋梁設(shè)計(jì)施工總承包”的試點(diǎn)。由粵、湘路橋公司提出的總長(zhǎng)1030m(單向頂推最長(zhǎng)690m)連續(xù)梁頂推和2160m獨(dú)塔斜拉橋方案中標(biāo),節(jié)省標(biāo)價(jià)3000萬(wàn)元。兩岸50m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁頂推由廣東科研所設(shè)計(jì),廣東公路工程處和湖南公路工程處兩個(gè)單位施工。在施工中首次采用變截面鋼板導(dǎo)梁、整體活動(dòng)內(nèi)模和77柔性拉桿。在頂推連續(xù)梁中同濟(jì)大學(xué)首次開(kāi)發(fā)研究出DM7、部建研院開(kāi)發(fā)QM15兩種新型預(yù)應(yīng)力錨具以及在北岸實(shí)現(xiàn)了單排無(wú)承臺(tái)大直徑樁墩上的多點(diǎn)頂推。九江大橋頂推先后獲

5、得廣東省和國(guó)家教委兩個(gè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。它以巨大的規(guī)模、精湛的工藝和良好的經(jīng)濟(jì)效益震驚了橋梁界,促進(jìn)我國(guó)千米連續(xù)梁頂推進(jìn)入普及和推廣發(fā)展階段。2、廣東江門外海大橋(19861988年),如圖2-C。采用單點(diǎn)頂推方法完成總長(zhǎng)820m、跨徑40m的引橋。在主梁預(yù)應(yīng)力體系中,采用DVMTDAC粗鋼筋(36)創(chuàng)造頂推一節(jié)段三天施工的新紀(jì)錄。3、長(zhǎng)沙湘江北大橋(19881990年),如圖2-D。開(kāi)工前夕參觀廣東九江大橋后,將(10100m)連續(xù)梁修改為(100m+210m+100m)雙塔斜拉橋和(1250m=600m)頂推連續(xù)梁,節(jié)省投資1000萬(wàn)元。4、浙江錢塘江二橋引橋(19901992年),如圖2-

6、B。首次在鐵路橋上大規(guī)模采用頂推工藝,總長(zhǎng)達(dá)l504m(跨徑32m)為國(guó)內(nèi)之最。5、湖南湘潭二橋(19911993年)。在20.5m橋?qū)挼膯闻艧o(wú)承臺(tái)柔性墩(2280)中,實(shí)現(xiàn)了單箱梁連續(xù)不間隙頂推。所創(chuàng)HZLD100t連續(xù)千斤頂技術(shù)獲得國(guó)家專利,從根本上解決了柔性墩長(zhǎng)梁頂推中的“爬行”現(xiàn)象。湘江二橋原設(shè)計(jì)為雙單箱(210m),在施工圖設(shè)計(jì)中,在國(guó)家級(jí)專家上官興建議下修改為20.5m單箱,從而減少了一半工序,是中國(guó)寬箱梁頂推的開(kāi)始。其后,湖南洞庭湖大橋(1050m)、株洲淥江大橋(845m)都采用了20m寬單箱。目前國(guó)內(nèi)頂推最寬的單箱(B=23m)是南昌大橋(1248m)。6、南通市洋口港陸島橋

7、,全長(zhǎng)10公里,水深410m,是一條液化氣專用碼頭到岸加工區(qū)的專用線橋。直線段7公里跨徑50m。曲線段3公里,跨徑50m。2005年4月,南通市洋口港開(kāi)發(fā)公司組織國(guó)內(nèi)五個(gè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)投標(biāo)。中交四航設(shè)計(jì)院以新穎的分塊預(yù)制組拼環(huán)氧樹(shù)脂粘縫長(zhǎng)梁頂推方案中標(biāo)。設(shè)計(jì)單向頂推長(zhǎng)度達(dá)7000米,采用分十段頂推方案,每段長(zhǎng)700m。水中橋墩采用預(yù)應(yīng)力管樁基礎(chǔ)承臺(tái)上獨(dú)柱墩。主梁為(寬11.5m,高3.5m)單箱單室截面。50m橋跨縱向分成20塊,每塊重60(t)。在專用預(yù)制場(chǎng)提前預(yù)制后,運(yùn)至橋臺(tái)200m拼裝臺(tái)座上,用龍門吊機(jī)轉(zhuǎn)位后進(jìn)行二孔長(zhǎng)度100m縱向組拼,再用7平行鋼絲預(yù)應(yīng)力張拉形成整體。用多點(diǎn)頂推法(在每

8、個(gè)橋墩上設(shè)置一個(gè)連續(xù)千斤頂)頂推出臺(tái)座,重復(fù)該項(xiàng)工序,將第七次100m箱梁頂出后共形成700m一聯(lián)雙向帶鋼導(dǎo)梁的連續(xù)梁作為第一聯(lián)長(zhǎng)梁。在前方八個(gè)橋墩上安置100t連續(xù)千斤頂,進(jìn)行多點(diǎn)頂推,按照每天工作8h,每小時(shí)平均頂推前進(jìn)20m,每天平均頂推160m共需44天達(dá)到7000m終點(diǎn)。此時(shí)預(yù)制場(chǎng)的第二聯(lián)700m箱梁也在臺(tái)座上組拼完畢,因此按同樣方法進(jìn)行頂推至(7000m-700m=6300m)處需40天。如此重復(fù)在二年內(nèi)能完成7000m長(zhǎng)梁。這個(gè)預(yù)制組拼法的設(shè)想,因種種原因尚未實(shí)施,但為超千米長(zhǎng)梁的施工的可行性提供了一個(gè)創(chuàng)新的思路。表1 (橋?qū)払16m)橋長(zhǎng)L500m頂推橋梁覽表地點(diǎn)頭-橋名橋跨布

9、置(m)梁高H(m)截面、梁寬(m)竣工時(shí)間1、內(nèi)蒙包頭黃河橋3(465=260)=7803.5單箱(12)19832、廣西柳州二橋960=5403.6雙箱單室(210)19843、廣東九江大橋引橋(40+650)+(40+1350)=10303.0雙箱單室(28)19874、廣東江門外海橋30+(940)+(1040)+30=8202.5雙箱單室(28.5)19885、長(zhǎng)沙湘江大橋副橋(950)+(350)=6003.4雙幅單箱(213.5)19906、杭州錢塘江二橋引橋(2532)+(2232)=15042.2單箱(11)19917、湘潭湘江二橋副孔742.8=3002.5單箱(20.5)

10、19928、福建漳州九龍大橋1540=6002.5單箱19929、寧夏中衛(wèi)黃河橋2(748=336)=6723.4單箱(6.5)199310、江西南昌大橋1248=5764.5單箱(23)199411、衡山湘江大橋主孔345+290+945=7203單箱雙室(15-17)199512、河南鄭洛高速路4座(545=225)=9003.0雙箱單室(214)199513、株洲淥江大橋845=3603.2單箱(20)199814、邵陽(yáng)西湖大橋主孔388=2642.5分離雙條單箱(27)199915、岳陽(yáng)洞庭湖大橋副孔1050=5003.5單箱(20)199916、四川萬(wàn)州大橋75.5+3120+75.

11、5=5115.2鋼管桁架梁(21)200017、長(zhǎng)沙湘江江南大橋副孔1146=5062.8雙幅單箱(214)200018、安化資江大橋主橋750=3503.5單箱(16)200119、沅江白沙洲大橋1250=6003.4單箱(13)200120、湘陰湘江大橋850=4003.5單箱(16)2002PAGE PAGE 23A 北岸(40+650=340m)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁在頂推中(湖南路橋)B 南岸40+1350=690m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁在(廣東長(zhǎng)大)C 通航孔2100m獨(dú)柱斜拉橋懸拼施工(湖南路橋)C 通航孔2100m獨(dú)柱斜拉橋懸拼施工(湖南路橋)圖1 廣東九江大橋全長(zhǎng)1800m,其中雙向頂推(103

12、0m)南岸(690m)北岸(340m)B 杭州錢塘江二橋引橋(1054m)A 岳陽(yáng)洞庭湖大橋副孔(500m)D 長(zhǎng)沙湘江北大橋副孔(576m)C 廣東江門外海大橋副孔(820m)E 江西南昌大橋副孔(576m)圖2 超長(zhǎng)頂推連續(xù)梁橋(二) 頂推跨徑的突破頂推連續(xù)梁在施工中要反復(fù)經(jīng)過(guò)支座,從而所產(chǎn)生的自重(g)彎矩包絡(luò)圖Mg以上緣負(fù)彎矩(-2/3M0)和下緣正彎矩(1/3M0)控制。M0為相應(yīng)簡(jiǎn)支梁彎矩(M0=1/8gL2)由此頂推箱梁預(yù)應(yīng)力要采用中心配索法(MT=M上+M下0),由于自重彎矩Mg與跨徑L2成比例,計(jì)算表明當(dāng)L50m時(shí),Mg急劇增大,導(dǎo)致所需軸向預(yù)應(yīng)力N成倍增大和用鋼量過(guò)多。因此

13、頂推連續(xù)梁使用跨徑一般不超50m,(以40m左右最為經(jīng)濟(jì))。在通航孔使用時(shí)需要超過(guò)50m跨徑時(shí)一般有三種方法。已建的橋型如表2和圖3所示。1、撐架法。施工中利用橋墩撐架來(lái)減小頂推支點(diǎn)跨徑。例如福建丘墩大橋(19891991).主梁在頂推階段為(48m24m52m24m48m196m)連續(xù)梁,頂推到位后進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換(主梁與橋墩固結(jié))變?yōu)?0m76m60m帶撐架的連續(xù)剛構(gòu),是當(dāng)時(shí)頂推工藝橋梁的最大跨徑(該橋?yàn)榻煌ú靠蒲性涸O(shè)計(jì))。為我國(guó)目前頂推最大跨徑連續(xù)梁橋。2、跨中加設(shè)臨時(shí)墩??蓪㈨斖瓶鐝娇s小一半。這是增大頂推連續(xù)梁成橋跨徑的最有效辦法,只要條件允許就可以采用。最著名的橋梁有廣西柳州二橋(960

14、m=540m)圖3-C和內(nèi)蒙包頭黃河二橋。圖3-D早期采用鉆孔樁做臨時(shí)墩,拆除困難,在衡山大橋和西湖大橋均采用鋼管樁臨時(shí)墩效果甚佳。國(guó)外有加中間臨時(shí)墩頂推連續(xù)梁成橋跨徑達(dá)90m的紀(jì)錄。3、與其他結(jié)構(gòu)(系桿拱、斜拉橋等)相結(jié)合。成橋后跨徑可突破百米如圖3邵陽(yáng)西湖大橋(1996-1998)如圖3-E系(388=264m)鋼管砼系桿拱,將行車道系的兩條縱梁(2.5m(高) 2m(寬))和橫梁先行頂推,再在縱橫梁上現(xiàn)澆橋面板;并搭設(shè)鋼管腳手架,然后安裝鋼管拱,接著泵送砼、安裝吊桿、張拉吊桿后拆除臨時(shí)墩,形成鋼管砼系桿拱。該橋首創(chuàng)”先梁后拱”的新工藝,為平原地區(qū)施工系桿拱橋找到一條設(shè)備簡(jiǎn)單、施工安全的新

15、途徑。由湖南交通設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),湖南建工集團(tuán)四公司施工。韶關(guān)五里亭大橋(20012004年)。如圖3-F橋梁跨徑組合為(35m+120m+35m=190m)頂推連續(xù)梁鋼管砼組合橋。也用“先梁后拱”新工藝,即將系桿拱所需的拉力轉(zhuǎn)換為頂推施工中的縱向預(yù)應(yīng)力。上、下游兩幅單箱梁(寬12m)均在獨(dú)墩(4m)、獨(dú)樁(560/350/300)上完成。主梁由130t預(yù)制塊組拼頂推,平均速度達(dá)3m/天。在通航孔120m橋跨中設(shè)置兩個(gè)臨時(shí)墩,頂推實(shí)際跨徑僅40m,該橋是頂推法施工成橋后的最大跨徑(120m)橋梁。由中交四航設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)中鐵14局施工。衡山湘江大橋(19931995年)如圖3-G。 系湖南省交通設(shè)計(jì)院設(shè)

16、計(jì),湖南路橋公司施工。雙向頂推總長(zhǎng)720m。其中(345290245405m)一聯(lián),在90m跨中加設(shè)鋼管樁臨時(shí)墩,完成頂推后在其上施工(290m)三塔斜拉橋。這是我國(guó)首例用頂推法修建的斜拉橋。表2 跨徑L50m頂推連續(xù)梁覽表地點(diǎn)橋名橋跨布置(m)截面、梁寬(m)竣工時(shí)間1、廣東萬(wàn)江公路橋40+54+40=134雙箱單室(212)19792、內(nèi)蒙包頭黃河橋3(465=260)=780單箱(12)19833、廣西柳州二橋960=540雙箱單室(210)19844、內(nèi)蒙喇嘛灣河橋64.5+(465)+64.5=389單箱(12)19855、廣東九江大橋(40+650)+(40+1350)=1030雙

17、箱單室(28)19876、重慶石門大橋(550)+36=286雙箱三室(212)19897、廣東湖州大橋40+(2*50)+40=180雙箱單室(214)19898、福建丘墩橋60+76+60=196單箱(9)19909、廣北立交主橋65+100+65=230雙箱單室(211)199010、長(zhǎng)沙湘江大橋北副橋(950)+(350)=600雙幅單箱(213.5)199011、珠江湘江大橋副孔550=250雙幅單箱(213)199012、長(zhǎng)沙瀏陽(yáng)河大橋主橋25+450=225雙幅單箱(214)199113、松泊湘江大橋主橋346+62+546=430單箱(12.5)199214、衡山湘江大橋主孔3

18、45+290+9*45=720單箱雙室(15-17)199515、邵陽(yáng)資江二橋主孔550=250雙幅單箱(213.0)199616、邵陽(yáng)西湖大橋主孔388=264分離雙條單箱(27)199917、岳陽(yáng)洞庭湖大橋副孔1050=500單箱(20)199918、甘肅太平溝大橋750=350雙箱單室(212)200019、安化資江大橋主橋750=350單箱(16)200120、沅江白沙洲大橋1250=600單箱(13)200121、湘陰湘江大橋850=400單箱(16)200222、衡昆高速東陽(yáng)渡大橋引橋845+250=460雙幅單箱(213)200323、韶關(guān)五里亭大橋35+120+35=190雙箱

19、單室(212)200324、長(zhǎng)常高速?gòu)埣医缬纤髽?50=400雙幅單箱(214)25、廣佛珠江東橋550=250單箱(15)26、廣佛珠江西橋750=350單箱(15) A 廣東萬(wàn)江公路大橋(40m+50m+40m)B福建丘墩橋(60m+76m+60m) C 廣西柳州二橋(960m)D 內(nèi)蒙古包頭黃河大橋(780m)E邵陽(yáng)西湖大橋(388m)圖3 跨徑50m頂推橋梁(一) F 韶關(guān)五里亭大橋(35m+120m+35m)(120m系桿拱)G 衡山湘江大橋(345m+290m+945m)(三塔斜拉橋)圖3 跨徑50m頂推橋梁(二)(三)分條分塊預(yù)制組拼頂推新工藝1、研究課題的提出 工期問(wèn)題.自1

20、980年湖南偽水大橋連續(xù)梁實(shí)施柔性墩多點(diǎn)頂推工藝以來(lái),國(guó)內(nèi)所有的頂推橋梁基本上沿用在支架上逐段現(xiàn)澆梁塊再逐段頂推的方法。頂推分段長(zhǎng)度一般為跨徑的L/3左右(12-17m),施工周期(10-15天/段),頂推平均速度(1.2-1.7m/天)。另外由于頂推平臺(tái)設(shè)在兩岸引橋上,要先等引橋基礎(chǔ)和橋墩工程完成,致使臺(tái)座準(zhǔn)備工作不能提前進(jìn)行,歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)半年。這些原因使頂推方法遠(yuǎn)不能滿足長(zhǎng)跨橋梁的工期要求。造成經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)梁頂推方案都因工期問(wèn)題而被迫棄用,而讓預(yù)制簡(jiǎn)支T梁長(zhǎng)期占據(jù)中小跨徑橋梁市場(chǎng)。 預(yù)制組拼頂推在前蘇聯(lián)有大量的工程實(shí)踐。國(guó)家并有定型圖紙,如前蘇聯(lián)西德維納河橋(32+51+63+51+32229m)

21、。在嚴(yán)冬氣候中,他們采用“廠內(nèi)提前分條分塊預(yù)制、再運(yùn)往工地現(xiàn)場(chǎng)組拼頂推”的方法,能極大加快施工進(jìn)度。1994年交通部“八五”行業(yè)聯(lián)合科技攻關(guān)計(jì)劃“洞庭湖區(qū)橋梁修建新技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究”項(xiàng)目中,列有“預(yù)制組拼頂推工藝”課題(負(fù)責(zé)人上官興)。由湖南省公路設(shè)計(jì)公司與湖南省公路機(jī)械工程公司聯(lián)合實(shí)施。以南縣啞吧渡大橋(多跨1530連續(xù)梁,橋長(zhǎng)250m,豎曲線半徑R1萬(wàn)米)作為實(shí)驗(yàn)橋。經(jīng)過(guò)兩年努力,取得“集中預(yù)制,分條、分塊組拼豎曲線連續(xù)頂推”的成功。2、啞吧渡實(shí)驗(yàn)橋 如圖4-A 基礎(chǔ)采用單根250cm鉆埋空心樁,下部構(gòu)造采用220獨(dú)柱懸臂墩。上部構(gòu)造橋跨布置:520+2.5+230+25+220=250m,

22、不等跨預(yù)應(yīng)力分條連續(xù)梁(橋?qū)?2.5m)。 箱梁為薄壁結(jié)構(gòu)。預(yù)制腹板厚10cm,現(xiàn)澆頂、底板厚12cm。主梁橫向分成三個(gè)小箱,頂寬3.8m。縱向每塊3m長(zhǎng)。預(yù)應(yīng)力采用77平行鋼絲為一束的HM211錨具。固定端采用墩頭錨,張拉端采用夾片錨,兩者間用鋼管外套(6.4cm)接長(zhǎng)形成通索。此聯(lián)結(jié)器為最小規(guī)格。 箱塊重量控制在8t以內(nèi)并在離工地現(xiàn)場(chǎng)約一公里處的小學(xué)操場(chǎng)中提前一年集中預(yù)制,再車運(yùn)至工地橋臺(tái)上10t龍門吊下組拼。 在20cm長(zhǎng)拼裝臺(tái)上,組拼箱梁后再頂推。橫截面上先施工中箱,用其壓住橋墩形成剛性支撐,再分別頂推上、下兩邊條箱梁。每條梁長(zhǎng)250m,重量1000t,只用一臺(tái)100t連續(xù)千斤頂裝在橋

23、臺(tái)反力梁上,可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)連續(xù)頂推。千斤頂可在橫向軌道上移動(dòng)到三條箱的中心位置。三副鋼導(dǎo)梁均用六四軍用桁架,并施加s21無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。啞吧渡橋僅用30t鋼材,一臺(tái)頂推連續(xù)千斤頂就巧妙完成了三條250m長(zhǎng)梁頂推,在地方公路橋梁中推廣有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 一段20m長(zhǎng)箱梁施工工期7天。(吊裝就位1天;焊接頭鋼筋澆砼1天,待強(qiáng)3天;張拉頂推2天)。平均施工速度3m/天。全長(zhǎng)250m分12次頂推,中箱三個(gè)月,兩邊箱兩個(gè)月,共計(jì)五個(gè)月完成。應(yīng)當(dāng)指出兩個(gè)邊箱可以同時(shí)交替作業(yè)。 三個(gè)頂寬3.8m箱梁頂推到位后,再現(xiàn)澆箱間接縫砼和鋼纖維砼橋面。 經(jīng)濟(jì)性好。按單位橋面計(jì)算(250m12.5m=3125m2),分條

24、分塊預(yù)制組拼頂推連續(xù)梁材料用量:砼體積0.36(方/m2),鋼筋47(kg/m2),7高強(qiáng)鋼絲18(kg/m2),與25m橋跨簡(jiǎn)支梁砼和鋼筋相比較十分接近。由于預(yù)應(yīng)力中有一半用于施工,它代替了簡(jiǎn)支梁的許多大型預(yù)制場(chǎng)和架橋設(shè)備。經(jīng)過(guò)全面核算后,原設(shè)計(jì)1025m簡(jiǎn)支梁的概算沒(méi)有突破。這是中小跨徑中首次出現(xiàn)連續(xù)梁能與簡(jiǎn)支梁相比美的新工藝,且有重大的推廣價(jià)值。3、(頂推連續(xù)梁)(鋼管砼)拱組合橋。(五里亭橋)如圖4-B結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。韶關(guān)市五里亭大橋位于韶關(guān)市區(qū)外環(huán)線上,橋長(zhǎng)505m橋?qū)?0m。自東向西跨徑組合為(415+220100m)+(35+120+35190m)+(1020+15215m)。水中通航

25、孔為190m長(zhǎng)(頂推連續(xù)梁)和(120m鋼管砼)拱組合橋。設(shè)計(jì)荷載汽超20,掛120。. 橫截面。雙肋鋼管砼拱采用三管型。中距a18m,與4m橋墩對(duì)齊。C50鋼管砼拱由(285+180)三管組成,計(jì)算跨徑L120m,f/L=1/4,f=30m。兩肋下對(duì)稱布置的兩條寬11.75m箱形縱梁,采用頂推法施工。兩條縱向完成頂推后再現(xiàn)澆中橫梁和橋面板,通過(guò)HM21-19橫向預(yù)應(yīng)力形成整體,然后再澆兩邊人行道板。 箱梁預(yù)制場(chǎng)。設(shè)在西岸9-15橋墩6孔20m跨內(nèi)。用鐵路“八七”軍用梁做臺(tái)座(長(zhǎng)60m),用150t門吊組拼箱塊。通航孔(35+120+35190m)長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁,橫向分兩條縱向分六段(20-3

26、4m)。每段由89個(gè)箱梁拼裝而成。箱塊分基本塊(3122.63)、橫梁塊(3.5122.63)和鋼管拱座處鋼外殼塊(5122.63)三種類型。塊件最大重量小于130t。 工期。五里亭120跨拱梁組合拱采用預(yù)制箱塊,組拼頂推新工藝。每段正常周期約1215天,預(yù)制組拼平臺(tái)長(zhǎng)40m,平均進(jìn)度3(m/天)左右。其分部時(shí)間如下:a、89個(gè)箱塊吊裝 2天 d、穿預(yù)應(yīng)力、張拉 2天b、接頭鋼筋焊接 3天 e、頂推 1天c、接頭澆砼待強(qiáng) 5天 f、氣候不良、材料供應(yīng)受阻等 2天 縱向成橋。120m跨徑箱梁頂推的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)好臨時(shí)墩。根據(jù)湖南衡山大橋(290m斜拉橋)經(jīng)驗(yàn),采用便于拆除的鋼管結(jié)構(gòu)為好。在復(fù)蓋層以

27、下利用鋼管樁做護(hù)筒,改用鉆孔灌注樁來(lái)確保承載力。其上用梯形鋼管框架(內(nèi)填砂)。中鐵14局施工,由于經(jīng)驗(yàn)不足,為了確保安全,施工單位保守的選用8150鉆孔樁做臨時(shí)墩,拆除時(shí)花了很大代價(jià),應(yīng)引以為戒。 橫向成橋。560t鋼管拱分段在專業(yè)廠內(nèi)加工。車運(yùn)到工地后,在河岸路邊組拼,再轉(zhuǎn)到拼裝臺(tái)150t門吊下,移至已頂推到位的箱梁面上。用梁面門吊半跨立式拼裝,再在臨時(shí)墩承臺(tái)上架立柱,用提升法架立鋼管拱,接著泵送管內(nèi)砼。由于三管橫向穩(wěn)定好,可以單根豎立。 張拉吊桿。頂推箱梁E1J1=61107(KN.m2),鋼管砼拱E2J2=18107(KN.m2),梁拱剛度比為3.4(5),說(shuō)明結(jié)構(gòu)屬于剛梁、剛拱共同作用

28、類型。吊桿采用1877冷鑄錨,設(shè)計(jì)最大索力N490t。通過(guò)跨中部分吊桿的超張拉來(lái)減少控制設(shè)計(jì)的拱趾負(fù)彎矩和抬高拱頂以改善鋼管拱跨中下?lián)蠈?duì)連續(xù)縱梁的附加內(nèi)力。 優(yōu)越性。本橋由于采用了設(shè)備少、技術(shù)先進(jìn)的大直徑無(wú)承臺(tái)樁和預(yù)拼頂推工藝,全橋單位面積造價(jià)為4620(元/m2),比同類橋梁低20%。如本橋長(zhǎng)增至500m,預(yù)制臺(tái)座保持60m,則按4(m/天)進(jìn)度全橋僅125天(4個(gè)月)可完成任務(wù),這是它具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力所在。在前述洋口陸島大橋7公里,頂推方案設(shè)計(jì)中,充分利用了本橋的成果,將組拼預(yù)制臺(tái)座設(shè)計(jì)長(zhǎng)達(dá)200m,并在預(yù)制場(chǎng)中設(shè)置風(fēng)雨棚,保證全天施工的情況下組拼頂推。施工速度可達(dá)10(m/天),二年可完

29、成全長(zhǎng)7公里頂推。該方案極大地解放了人們思想,將節(jié)省大量水上浮吊和海中運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用。A南縣啞吧渡橋,(520+25+230+25+220=250m)三條單箱(33.8m)圖4 分條分塊組拼頂推橋梁B 韶關(guān)五里亭大橋。(35+120+35=190m)(頂推連續(xù))梁120m(鋼管砼)拱組合橋頂推兩條單箱單室主梁(212m)(四)鋼結(jié)構(gòu)頂推的展望1、鋼管砼桁架組合橋。由于中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家,相對(duì)勞動(dòng)費(fèi)用較低,因此與鋼管砼和預(yù)應(yīng)力砼相較,鋼結(jié)構(gòu)費(fèi)用較高(1.11.2萬(wàn)元/t)。加上養(yǎng)護(hù)費(fèi)用多,因此長(zhǎng)期以來(lái)鋼結(jié)構(gòu)在公路橋梁領(lǐng)域中使用得較少。但是隨著橋梁跨徑和寬度的增大,砼結(jié)構(gòu)自重大,架設(shè)安裝困難的缺點(diǎn)顯著體

30、現(xiàn)出來(lái),此外砼結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂很難避免,其耐久性達(dá)不到百年壽命要求。因此鋼砼和鋼結(jié)構(gòu)在橋梁中近年又逐漸得到發(fā)展,在上世紀(jì)中以四川交通科研所創(chuàng)研的鋼管砼空間桁架梁砼組合結(jié)構(gòu)最具有魅力。如表3鋼管砼桁架的特點(diǎn)是空間作用受力好、自重輕、加工費(fèi)用低(0.8萬(wàn)/t)在三峽水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)的橋梁競(jìng)爭(zhēng)中打敗了所有的橋型。它的架設(shè)方法主要是頂推工藝,詳細(xì)工藝可參考文獻(xiàn)10。 廣東南海紫洞大橋(19941996)。為世界上首例鋼管砼空間桁架梁斜拉橋。施工是在兩岸平臺(tái)上拼裝桁架(69+69m)和鋼管獨(dú)塔后,再?gòu)陌断蚩缰须p向頂推70m,在跨中合攏后形成雙塔單索面斜拉橋。如圖5-A 湖北秭歸向家壩大橋(19971998)。系國(guó)內(nèi)

31、首座鋼管砼桁架連續(xù)剛構(gòu)。橋梁組合為(43+72+43158m),兩岸設(shè)置長(zhǎng)(35m)施工組裝平臺(tái),采用雙向頂推法將兩個(gè)組裝后78m長(zhǎng)鋼管桁架頂推至跨中。接著在兩岸墩頂安裝臨時(shí)墩扒桿及拉索,將空間桁架懸臂端部提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高,再按實(shí)際間隙下料合攏,最后將空間桁架及橋墩固結(jié),再泵送管內(nèi)砼形成連續(xù)剛構(gòu)橋。 重慶萬(wàn)州大橋(19982000)系大跨徑鋼管砼桁架連續(xù)剛構(gòu)橋,主跨(75.4+3120+75.4510.8m)長(zhǎng)的鋼管桁架,在425100m長(zhǎng)的引橋上組拼12m一段,在120m跨中設(shè)置臨時(shí)墩后,用連續(xù)頂推方法將鋼管桁架頂推到位。接著在四個(gè)墩兩側(cè)拼裝V行撐,在管內(nèi)泵送砼后形成鋼管砼桁架連續(xù)剛構(gòu)橋。其跨

32、徑3120m為國(guó)內(nèi)橋梁頂推施工之最。四川省用同樣頂推方法還修建了不少其它型式鋼管桁架梁橋。 如圖5-C 澳門三橋方案。中交四航設(shè)計(jì)院2002年在澳門三橋方案設(shè)計(jì)中提出雙層1500m長(zhǎng)鋼管桁架梁頂推方案。通航孔跨徑200m設(shè)三個(gè)鋼管樁臨時(shí)墩。桁梁頂推到位后在桁架上組拼,豎立9個(gè)上、下鋼管砼拱,寓意九龍。該方案因故雖未被采納,但其富有創(chuàng)造力的構(gòu)思得到評(píng)委專家的一致稱贊。如圖5-D2、巧奪天工的法國(guó)米約大橋。工程實(shí)踐表明,預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)自重大,采用頂推施工跨徑小于60m,很難滿足大跨徑通航孔和山區(qū)地形的需要,所以鋼結(jié)構(gòu)頂推引進(jìn)橋梁工程是時(shí)代發(fā)展的必然。2004年12月6日世界第一高墩(245m)的法國(guó)

33、米約多塔斜拉橋建成通車,其高度(270m)和長(zhǎng)度(2.5公里)以及采用頂推法施工的難度均刷新了世界紀(jì)錄。如圖6法國(guó)總統(tǒng)希拉克稱贊米約橋是“藝術(shù)和建筑的奇跡”,“為法國(guó)塑造了一種果敢、成功而現(xiàn)代的形象”是21世紀(jì)最偉大的建筑工程奇觀之一。米約大橋是頂推法工藝最高水平的代表,是中國(guó)橋梁工程師走創(chuàng)新之路的學(xué)習(xí)榜樣,將激勵(lì)和促進(jìn)我們從世界“橋梁大國(guó)”向“橋梁強(qiáng)國(guó)”進(jìn)軍。3、中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)采用頂推工藝的橋梁。如表3 長(zhǎng)沙山廟無(wú)背索(206m)斜拉橋。其魚(yú)脊形鋼箱梁(寬33m,高440m)采用頂推法施工。 山東濟(jì)南黃河三橋系(130+386=516m)獨(dú)塔雙索面斜拉橋。寬40.6m長(zhǎng)516m鋼箱梁采用頂推法施

34、工,如圖7-F創(chuàng)中國(guó)獨(dú)塔斜位橋跨徑最新紀(jì)錄。 廣東佛山平勝大橋(200+350550m)自錨式“吊橋”。雙幅20.40m鋼箱梁采用頂推法施工。近年來(lái),自錨式懸索橋的鋼箱梁,多采用加臨時(shí)墩后用頂推法施工,都相繼取得成功,如圖7-A廣州獵德大橋,圖7-C南昌洪都大橋(195m),創(chuàng)單索面橋?qū)捊?0m頂推紀(jì)錄。鄭州黃河公鐵兩用橋第一聯(lián)鋼桁架2009年11月7日,頂推就位成功,預(yù)計(jì)2010年建成,這是世界上最長(zhǎng)的公鐵兩用橋。公鐵合建部分全長(zhǎng)9177m有六塔七跨斜拉橋,鋼梁總重約4萬(wàn)噸,大橋?yàn)殡p線客運(yùn)專線(時(shí)速350公里)和六車道公路(時(shí)速100公里)。杭州九堡大橋通航孔為3210m(頂推連續(xù))梁鋼拱組

35、合橋臺(tái)。全寬B=38m的主梁為鋼砼組合結(jié)構(gòu),高4.5m,鋼總重約1.4萬(wàn)噸。該橋主梁和拱組合在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)組拼成功后,直接頂向通航孔,可實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)由水上施工向岸上施工的轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)下部和上部同時(shí)作業(yè),能縮短工期一年。另外在副孔85m跨間不設(shè)臨時(shí)墩說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)頂推的優(yōu)勢(shì)所在??傊鲜鲞@些鋼砼結(jié)構(gòu)頂推施工的新理念和新技術(shù),反映了我國(guó)改革開(kāi)放三十年來(lái)橋梁工程的進(jìn)步。展望未來(lái)它們有著更美好的前景,讓我們通過(guò)總結(jié)和信息的交流把中國(guó)橋梁技術(shù)發(fā)展推進(jìn)一個(gè)新的發(fā)展階段。表3 頂推鋼結(jié)構(gòu)橋梁覽表地點(diǎn)-橋名橋跨布置(m)梁高H(m)技術(shù)特色竣工時(shí)間1、廣東南海紫洞大橋69+140+69=2783鋼管桁架雙向頂推199

36、62、湖北秭歸向家壩橋43+72+43=1583.3鋼管桁架雙向頂推19993、四川萬(wàn)州大橋75.5+3120+75.5=5115.2鋼管桁架跨中設(shè)置臨時(shí)墩20004、長(zhǎng)沙洪山大橋2064.4鋼箱頂推無(wú)背索斜塔斜拉橋20015、廣東佛山平勝大橋200+350=5503.5鋼箱頂推獨(dú)塔自錨式懸索橋20056、長(zhǎng)沙三汊磯大橋70+132+328+132+70=7323鋼箱頂推特大自錨式懸索橋20067、山東濟(jì)南黃河三橋60+60+130+386=6363.5鋼箱頂推獨(dú)塔雙索面斜拉式大橋20088、廣州獵德大橋47+167+219+47=4803.5鋼箱頂推空間三維自錨式懸索橋20089、南昌洪都大

37、橋85+195+85=3654鋼箱頂推雙獨(dú)柱自錨式懸索橋200911、南昌南外環(huán)高速方案705+4120+70=6203六塔斜拉橋,鋼箱梁頂推10、廣州會(huì)展中心跨線橋47+65+47=1593跨越廣州華南快速干線,65m跨不設(shè)臨時(shí)墩鋼箱頂推12、鄭州黃河公鐵兩用橋6280=16804世界最長(zhǎng)9177m雙線客運(yùn)專線,六車道公路,兩用橋201113、杭州九堡大橋3210=6304.5鋼連續(xù)梁-鋼拱組合橋整體頂推2012A 廣東南海紫洞大橋(69m+140m+69m=278m)頂推單索面雙塔斜拉橋圖5 鋼管砼空間桁架組合橋頂推施工B 四川萬(wàn)州大橋(3120)頂推鋼管桁架剛構(gòu)橋C 澳門三橋頂推鋼管桁架

38、梁上九條龍形拱(中跨200m)A 87m高塔帶斜拉索與鋼箱梁在171m橋跨中頂推B 單索面連續(xù)鋼箱梁七塔斜拉橋,(長(zhǎng)2.5公里,高270m,總重29萬(wàn)噸)圖6 用頂推法施工的法國(guó)米約斜拉橋(7342m=2394m)B 廣東佛山平勝大橋(200m+350m)獨(dú)塔自錨懸索橋A 廣東獵德大橋(167m+219m)獨(dú)塔自錨懸索橋D 長(zhǎng)沙三汊磯大橋(132m+328m+132m)雙塔自錨懸索橋C 南昌洪都大橋(85m+195m+85m)雙塔自錨式懸索橋圖7 鋼箱主梁采用頂推法的橋梁F 山東濟(jì)南黃河三橋(130m+386m)獨(dú)塔斜拉橋E長(zhǎng)沙洪山大橋(206m)無(wú)背索獨(dú)塔斜拉橋(五)機(jī)具及設(shè)備1、頂推千斤頂

39、。如圖8-A、B 1978年在西延鐵路狄家河橋,首次采用水平加豎向千斤頂方法,完成(440160m)拼裝干接縫連續(xù)頂推。 1979年廣東東莞萬(wàn)江橋,采用水平加豎向千斤頂方法完成首例公路橋梁頂推施工。 1980年湖南望城偽水橋,首創(chuàng)40t水平千斤頂,實(shí)現(xiàn)638228m柔性墩多點(diǎn)頂推,榮獲湖南省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 1992年湖南湘潭二橋,首創(chuàng)HZL100連續(xù)千斤頂(專利號(hào):61755),在柔性墩上交替張拉箱梁底板中點(diǎn),實(shí)現(xiàn)742.8300m長(zhǎng)20m寬箱梁的多點(diǎn)連續(xù)頂推。 2004年江蘇蘇通長(zhǎng)江大橋,上海同新公司制造數(shù)控350t級(jí)連續(xù)千斤頂,完成5800t承臺(tái)鋼吊箱整體提升入水任務(wù)。在50110m2工作范圍中,24臺(tái)連續(xù)千斤頂之間高程控制誤差小于1厘米,標(biāo)志我國(guó)計(jì)算機(jī)數(shù)控千斤頂?shù)母咚?,用于頂推多點(diǎn)可以做到同步。2、滑板。如圖8-C、D 1995年西安自力橡膠廠,研制頂推履帶式自動(dòng)滑道。 2005年鄭州華龍機(jī)械公司為洋口港7公里陸島通道橋頂推,研制“四氟滾柱式滑道”獲得專利??傊@兩種不需專人工作的自動(dòng)滑道,對(duì)于千米長(zhǎng)梁頂推具有節(jié)省大量勞力的優(yōu)點(diǎn)。

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