简介:关于本文可作为相关专业无风北桥论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文无风北桥论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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摘 要：潮州韩江北桥主桥为五跨连续无风撑钢管混凝土系杆拱桥,其规模及跨度位居国内已建同类桥梁之首.简要说明了韩江北桥主桥的钢管拱加工及吊装、钢管砼灌注、钢纵横梁吊装、系杆和吊杆施工等内容,重点介绍了针对韩江北桥而攻关形成的成套施工技术、施工工艺,对今后同类型桥梁的设计施工有较高的参考价值.
关键词：无风撑；钢管拱；上部结构；施工技术
中图分类号：TV651.3 文献标志码：A
1 工程概况
潮州韩江北桥全长1 930.6 m,其主桥为五跨连续无风撑斜靠式钢管混凝土系杆拱桥,其跨度组合为：11 m+C跨（85 m）+B跨（114 m）+A跨（160 m）+B跨（114 m）+C跨（85 m）+11 m,见图1.主桥上部拱肋为无风撑斜靠式结构,全桥五跨共10片拱肋,每片拱肋由哑铃竖拱与单管斜拱通过无缝钢管连成不平衡三角结构.竖拱的上弦管、下弦管以及腹板内灌注C50砼微膨胀高性能砼.桥A跨拱肋拱轴线净跨径L等于137.2 m,矢高f等于29.412 m,拱管规格为直径24 mm,长1 200 mm；B跨拱肋拱轴线净跨径L等于94 m,矢高f等于19.377 m,拱管规格为直径22 mm,长950 mm；C跨拱肋拱轴线净跨径L等于68.8 m,矢高f等于13.921 m,拱管规格为直径20 mm,长800 mm.全桥拱肋约2 650 t（材质主要为Q345C）,吊杆采用新型低应力防腐拉索（OVMPES（FD）7-61）,吊点中心间距为8.0 m,每点吊杆设计双吊杆（中心距为480 mm）.为抵抗拱肋产生的水平推力,每片拱肋下各设4根水平系杆（OVMPES（FD）7型）,在拱脚处穿过拱肋,锚固于拱脚外侧.
潮州韩江北桥桥面采用悬浮体系,由端横梁+中横梁+纵梁+桥面空心板+砼现浇层+沥青砼铺装层组成.中横梁通过吊杆和拱肋连接,每两根横梁间加焊2片加劲纵梁.中横梁为焊接工字型梁（49根,间距8 m）,端横梁为箱形梁（10根）,纵梁为箱形梁（108根）.主桥下部为钻孔桩基础、矩形承台、双薄壁矩形空心墩、V形结构、现浇箱梁,拱肋脚与V形结构、箱梁固结,与V形结构和上部现浇箱梁形成倒三角形结构,与下部空心薄壁矩形墩固结.
2 韩江北桥上部结构总体施工方案
2.1 韩江北桥工地条件
韩江北桥场区位于韩江河谷和两岸I级平地之上,桥位处韩江河道总宽约1.1 km,河谷断面呈“U”字型,属老年期河流,以沉积作用为主.常水位约11 m,水面宽约900 m,雨季期间江面宽阔（1 100 m）,水位较高（14.5 m）,航道通航等级为五级.
2.2 总体施工顺序
韩江北桥主桥上部结构属于五跨连续结构,为避免不平衡施工加载导致结构位移、应力超限,上部结构总体施工顺序是先边跨（C跨）,后次边跨（B跨）,最后是中间跨（A跨）.主要施工技术包括：一是钢管拱肋加工,针对拱肋线型各异、管径大、板材厚、结构复杂的特点,选择在工地现场制作、以折代曲、两次预拼的加工方案；二是钢管拱吊装,采用缆索起重机分段吊装、钢绞线空中斜拉扣挂悬臂拼装（塔下张拉）施工方案,缆索吊塔高约100 m,单孔跨度为558 m,主塔位于Z1,Z6直墩顶；三是钢管砼灌注,采用泵送顶升法灌注钢管拱砼,砼设计为C50微膨胀自密实高性能砼,下弦管砼从两侧拱脚一次顶升到顶,上弦管及腹板接力连续顶升到顶；四是纵横梁加工及吊装,纵横梁均在现场加工制作,横梁均采用缆索起重机起吊安装,部分纵梁采用汽车吊起吊安装,部分纵梁采用缆索吊起吊安装；五是吊杆及系杆施工,吊标和系杆均采用新型成品索(出厂前长度及防腐已经完成),现场利用卷扬机安装,穿心式千斤顶分批次张拉[1-5].
3 韩江北桥施工技术
3.1 钢管拱肋加工
全桥拱肋约2 650 t(材质主要为Q345C),每片拱肋分段加工吊装,C跨每片拱肋分5段加工吊装（包括拱脚段）,B跨分7段,A跨分11段,全桥总计70段（包括拱脚段）.对于常规拱桥,以下两种加工方案均可以满足要求：第一种为弯管加工成型；第一种为以折代曲加工成型（短直管折线连接逼近曲线）.依据拱肋的结构特点,每片拱肋加工的基本流程为：图纸放样排版→采购材料→下料→钢板卷制成单元短直管（筒节）→喷砂除锈、涮漆防腐→多根短直管组装成长弦管（吊装长度）→长弦管与腹板装配成哑铃型竖拱→单片竖拱肋全幅预拼→斜拱预拼→斜拱与竖拱通过无缝钢管连成整体→拱肋解体成吊装段→补充涮漆防腐→临时存放或直接运输吊装.
3.2 钢管拱肋吊装
五跨连续钢管拱经过多跨缆索吊和单孔大跨度缆索吊的方案比选,因单孔大跨度缆索吊在经济效益、工期、施工便捷、适应地形等方面都优于多跨缆索吊单孔大跨度缆索吊方案,见图2[6-7].单孔大跨度缆索吊机的主塔设在主桥Z1,Z6墩顶,跨径558 m,塔顶离地面约100 m（塔顶离支座约76 m）,塔架截面为4 m×4 m,分别在塔底、中、顶部布置3道横梁,底部为铰接.
主地锚是缆索起重机承重索和后背索的重要受力结构,设计是否合理将直接影响到整个缆索吊机的使用安全；同时由于其结构庞大,合理的设计将为工程减少相当大的投入.根据该桥的实际情况,设计了桩嵌承台重力式后锚碇.
钢绞线斜拉扣挂体系中,扣塔用M型万能杆件拼装成门式结构,Z3（Z4）墩扣塔高度为40 m,立柱截面为2 m×4 m,两立柱中心距26 m（对应竖拱中心线）.每个立柱有6个肢腿,单个肢腿用2N1杆件组拼,水平横杆用2N4杆件,斜杆用2N5杆件.在扣塔立柱24～28 m处、36～40 m处安装两道横梁（第一道用于安装B跨拱肋）.Z2（Z5）墩扣塔高24 m,塔顶设一道横梁塔架,见第102页图3.利用预埋在主墩内的工字钢做基础,工字钢与扣塔立杆通过“十”字型钢板连接.索鞍平台中,Z3（Z4）每组塔架在塔身的24 m,26 m,28 m,32 m,36 m,40 m处共设置了6层索鞍平台,下部两层平台用于B跨拱肋安装,上部4层用于A跨拱肋安装.Z2（Z5）每组塔架在塔身的20 m,22 m,24 m处共设置了3层索鞍平台（最底层用C跨安装,上两层用于B跨安装）.索鞍为多轮轴结构,索鞍分配粱采用型钢组合结构,与扣塔采用螺栓连接.索鞍轮轴采用直径150 mm的45号不锈钢棒,轴套采用直径11 mm、长299 mm和直径6 mm、长159 mm无缝钢管嵌套,内填C60微膨胀砼,侧面以5 mm圆环板封口.扣锚索系统中,扣锚索采用直径15.24 mm高强低松弛钢绞线集束,每根扣索根据最大索力值选择钢绞线根数,使最大索力值控制在钢绞线容许应力的30%左右.
3.3 吊装合拢段和扣索拆除
在设计允许的温度时间时,实测高空合口的水平距离（多次反复测量以保证测量精度）,确定合拢时间后以测量数据为准切割掉合拢段的两端余量,并在最接近设计温度的时间内吊装合拢段.合拢段拱肋上弦管长、下弦管短,两个吊钩同步起升时无法通过合拢缺口（缺口上宽下窄）,因此采用两个吊钩不同步、不等高的方法抬升合拢段,使之穿过缺口,然后从上往下合拢对接,连上法兰板后,同时同步缓慢松开吊钩,完成合拢工序.扣索的拆除顺序由第IV向第I段依次对称进行.为保证扣塔在受不平衡力的情况下的稳定,在松扣索索力时不能一次全部卸载,必须逐级（20%左右）对称卸载拆除,以免影响拱肋线型.
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3.4 钢管拱砼灌注施工
A跨拱肋钢管为直径24 mm,长1 200 mm,B跨拱肋钢管为直径22 mm,长950 mm,C跨拱肋钢管为直径22 mm,长800 mm；A跨腹板总宽600 mm（即使不考虑吊杆导管的影响,净宽也仅为412 mm）,B跨腹板宽475 mm（不考虑吊杆导管的影响,净宽也仅为287 mm）,C跨腹板宽400 mm（不考虑吊杆导管的影响,净宽也仅为212 mm）,若考虑吊杆的影响则腹板净空更小.竖拱管和腹板要求灌注C50微膨胀自密实砼,约1 800 m3.
钢管拱砼力学性能：混凝土3 d后强度≥40 MPa,28 d强度≥60 MPa；混凝土进行试配后,同时制作两组振捣与不振捣试件进行比较,不振捣混凝土抗压强度/振捣混凝土抗压强度≥98%.其膨胀率：密封条件下混凝土自由膨胀率为7 d≥2.0×10-4,14 d≥2.5×10-4,28 d≥3.0×10-4且56 d达到稳定,混凝土自由膨胀率为（3～5）×10-4,限制膨胀率为（1.5～2.5）×10-4.弹性模量≥3.8×104 MPa.
根据配制的混凝土的力学性能、工作性能及限制膨胀率,每立方米混凝土的配合比为水180 kg,水泥470 kg,粉煤灰（Ⅱ级）40 kg,SPP-HPG钢拱混凝土泵送剂67 kg,砂680 kg,碎石1 013 kg.该配合比混凝土4 h龄期抗压强度45 MPa,28 d抗压强度61 MPa,56 d限制膨胀率3.80×10-4,弹性模量4.10×10-4 MPa,满足设计要求.
钢管拱砼总体灌注顺序：先小跨后大跨,即西C跨→东C跨→东B跨→西B跨→A跨.每跨灌注顺序：下弦管->,上弦管->,腹板,同片拱肋的下弦管与上弦管灌注时间要相隔3 d,即按I→II→III→IV→V→VI顺序灌注.灌注流程为：人工浇筑预埋段拱肋砼→安装进料止回阀、泵管、泵机→试机压水,湿润泵管并检查管路密封性→每台泵机泵送砂浆湿润管路→一次直接顶升或连续接力顶升混凝土至拱顶→排出新鲜混凝土,关闭止回阀→拆洗泵送管路并清理拱肋表面水泥浆和混凝土.
3.5 钢管拱混凝土质量检测
该桥采用超声波径向对测法检测钢管拱砼的完整性.全桥共布置108个检测大截面,大截面纵向间距不超过8 m,检测截面覆盖全桥五跨.每个大截面布置上弦管、下弦管、腹板3个检测小截面,即总共324个小截面.上弦管每个小截面又布置3对检测点,腹板每个小截面布置两对检测点,下弦管每个小截面布置3对检测点.全桥共检测108个截面,324个小截面,其中：完整及基本完整小截面共317个,占所测小截面数97.8%；轻微缺陷小截面共7个,占所测小截面数2.16%；明显缺陷截面共0个,占所测截面数0%.
3.6 钢纵横梁加工吊装
桥面体系钢结构由59根横梁和108根纵梁构成,中横梁为变截面工字型钢梁,端横梁及钢纵梁为箱型梁.钢纵横梁吊装质量见第103页表1.钢纵横梁的加工制作基本流程为：搭建平台→材料检验、复验→领料→放样、划线→切割→坡口加工→组对→焊接→检查→矫形→端口加工→制孔→喷砂防腐→存放.钢纵横梁的安装顺序为C跨横梁安装→B跨横梁安装→A跨横梁安装；纵梁安装顺序为C跨纵梁安装→B跨纵梁安装→A跨纵梁安装.
3.7 吊杆系杆施工
全桥吊杆共设49对吊杆共196根吊杆（C跨7×2对+B跨10×2对+A跨15对）,吊杆中心间距为8 m,每点吊杆采用双吊杆,其中心距为48 cm,吊杆拉索采用新型低应力防腐拉索,规格为OVMPES（FD）7-61,每根吊杆由61根Φ7高强低松弛预应力镀锌钢丝组成,标准强度Rby等于1 670 MPa.锚具采用具有纠偏装置的OVMLZM（K）7-61冷铸镦头锚,吊杆上端为固定端锚具,下端为张拉端锚具.每片拱肋拱脚附近设4根水平系杆,系杆索体采用OVMPES（FD）新型低应力防腐拉索,该索体采秀双层HDPE防护,双层HDPE间设置有隔离层,索体钢丝内注防腐油脂,钢丝为直径7 mm镀锌高强度低松弛预应力钢丝,标准抗拉强度为Rby等于1 670 MPa.A跨系杆型号为OVMPES（FD）7-187,B跨系杆为OVMPES（FD）7-121, C跨系杆为OVMPES（FD）7-85.A跨对应锚具为OVMLZM7-187型,B跨为OVMLZM7-121型,C跨为OVMLZM7-85型,系杆张拉控制应力采用标准强度σb的0.5倍.全桥共40根系杆.系杆施工工艺如下:设备准备→架设导向架,架设辅助机构→设置牵引机构→牵引放索→牵引一端就位、安装传感器、固定→张拉杆牵引另一端→安装千斤顶→采用千斤顶整体预紧、就位→配合施工进度分次张拉→减振器安装→防护处理.
4 结束语
韩江北桥主桥为五跨连续的无风撑斜靠式钢管混凝土系杆拱桥,最大跨度为160 m,其规模及跨度位居国内同类型桥梁之首.采用单孔大跨度缆索起重机吊装、钢绞线空中斜拉扣挂（塔下张拉）悬臂拼装方案,成功完成了全桥五跨共70节段拱肋的悬臂拼装,施工操作快捷简便、安全可靠,拱肋线型符合设计要求,外型圆顺美观；缆索吊除了用于拱肋的吊装,还用于吊装钢纵横梁的吊装,并配合扣塔安装和拆除.全桥共完成30根次钢管砼的灌注,每次灌注均能一次成功.经过成桥动载、静载检验,桥梁结构的实际刚度比理论值大,表明了该桥施工质量较好,满足了设计要求.
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（实习编辑 邸开宇）
Technology of Construction of Five Cross Continue Steel Tube Concrete Arch Bridge of North Hanjiang Bridge
Li Chun-long
（Tianjin Subway Group Co., Ltd, Tianjin 300051 China）
Abstract: Main Bridge of north Hanjiang is five cross continue support of no wind steel tube concrete arch bridge whose scale and span rank the first in similar bridges. In this paper, the author briefly introduced contents of steel tube arch, crane, reperfusion of concrete, crane of steel crossbeam and construction of anchorage and boom. Finally, the author emphatically introduced construction technology and handicraft of construction which h论文范文e reference for constructions of similar bridge.
Key words: support of no wind, steel tube arch, up structure, technology of construction
总结：本文关于无风北桥论文范文,可以做为相关参考文献。
腹黑逆天大小姐 无风引用文献:
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[2] 莫让黑天鹅遮望眼论文范文 莫让黑天鹅遮望眼相关论文范本2万字
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