长江大桥劲性骨架施工(附大量图片)

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重庆万县长江大桥劲性骨架施工(附大量图片)

重庆万县长江大桥劲性骨架施工（附大量图片）劲性骨架施工拱桥是指在事先形成的桁式拱骨架上分环分段浇筑混凝土，最终形成钢筋混凝土箱板拱或箱肋拱。

桁式拱骨架在施工过程中起支架作用，在拱圈形成后被埋于混凝土中并成为截面的一部分，所以，劲性骨架法又称埋置式拱架法，国外也称米兰法。

1、劲性骨架法施工步骤（1）在现场按设计进行骨架1：1放样、下料、加工以及分段拼装成型。

（2）采用缆索吊装法进行骨架的安装、成拱。

对钢管混凝土骨架，在吊装形成钢管骨架后还需采用泵送法浇筑管内混凝土，形成最终的骨架结构。

（3）在骨架上悬挂模板浇筑混凝土拱圈（分环、分段、多工作面进行）。

2、劲性骨架施工特点（1）采用强度高、承载力大、延伸量小、变形稳定的钢绞线作斜拉索，减少了架设过程中骨架的不稳定非弹性变形。

（2）采用千斤顶张拉系统对斜拉索加卸拉力、收放索长、具有张拉能力大、行程控制精度高、索力调整和控制灵活、锚固可靠等优点。

（3）斜拉扣挂体系自成系统，不受缆索吊装系统干扰。

（4）可准确地根据施工控制计算值对结构变形和内力进行调整，同时又可为控制分析提供准确的数据。

（5）劲性骨架法是目前特大跨径混凝土拱桥施工的主要方法，通过实践发现该法也存在空中浇筑拱圈混凝土工序多、时间长、混凝土质量控制较难等不足，在今后还有待对其作进一步改进。

=====================[PPT]拱桥构造设计与施工技术方法全解423页（附图丰富）资料讲述拱桥构造、设计计算、有支架施工方法及无支架施工方法（缆索吊装施工、劲性骨架施工、转体施工、悬臂施工）等，附图例，清晰明了，是一份全面了解拱桥设计与施工的好资料。

拱桥施工(劲性骨架)课件

第二章
四上、承劲式性骨架施工法
• 劲拱性骨桥架施工拱桥是指在事先形成的桁式拱骨架
上分环分段浇筑混凝土，最终形成钢筋混凝土箱板拱或箱肋拱。桁式拱骨架在施工过程中起支架作用，在拱圈形成后被埋于混凝土中并成为截面的一部分，所以，劲性骨架法又称埋置式拱架法，国外也称米兰法。
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第二章 1上、拱承劲桥式性骨架法施工步骤
斜拉索，减少了架设过程中骨架的不稳定非弹性变形。
（2）采用千斤顶张拉系统对斜拉索加卸拉力、收放索长、具有张拉能力大、行程控制精度高、索力调整和控制灵活、锚固可靠等优点。
（3）斜拉扣挂体系自成系统，不受缆索吊装系统干扰。
（4）可准确地根据施工控制计算值对结构变形和内力进行调整，同时又可为控制分析提供准确的数据。
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第二章上承重式庆万县长江大桥劲性骨架实质
拱桥
劲性骨架安装的实质是用缆索吊机悬拼一座
由36个桁段组成的拱形斜拉桥。
缆索吊机采用万能杆件拼装的单向铰支座双
柱式门型索塔；劲性骨架的扣索、锚索统一
采用365碳素钢丝。
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•第3段骨架吊装就位，安装第1组扣、锚索，拆除临时扣索，调整高程；
•悬臂安装第4段骨架，第5段骨架就位后安装临时扣索；
•吊装第6段骨架，安装第2组扣索，拆除临时扣索，调整高程和轴线，观测索力和骨架应力；
同法安装每岸第7～18段骨架及第3～6组扣索；
•精确丈量拱顶合拢间隙，据以加工合拢段嵌填钢板，安装拱顶合拢“抱箍”，实现劲性骨架合拢；
②浇筑中箱底板混凝土；
③浇筑中箱下1/2腹板混凝土；
④浇筑中箱上1/2腹板混凝土；
⑤浇筑中箱顶板混凝土；

6-2-2_拱桥劲性骨架法施工

施
工这种施工方法最早由捷克工程师 Joseph Melan提出，所以
又称为米兰法（Melan method ）。
万
桥
涛
梁
工
程
一、劲性骨架法的概念
劲劲性骨架拱桥与普通钢筋混凝土拱桥的区别在于前者以钢性骨拱桁架作为受力筋，它可以是型钢，也可以是钢管，采骨用钢管作劲性骨架的混凝土拱又可称为内填外包型钢管混架凝土拱。
与此同时，进行变形和应力监测，如发现异常，立即将实测数据输入现场微机，进行适时分析，并提出相应的处理措施，如调整水量和浇筑速度、张紧或放松八字浪风索等。
万
桥
涛
梁
工
程
二、劲性骨架法施工步骤
劲控制手段：性 2、千斤顶斜拉扣挂调载法骨该法巧妙地利用缆索吊装骨架拱时，用于扣挂骨架节段的架斜拉索的索力调整(用千斤顶在锚板后进行)来控制吊装标法高和调整混凝土浇筑过程中拱轴变形和结构各部的应力(当施采用钢管混凝土骨架时，则在吊装完成后，首先用于调整工管内混凝土浇筑时拱肋轴线变形)。
万
桥
涛
梁
工
程
二、劲性骨架法施工步骤
劲控制手段：
性 2、千斤顶斜拉扣挂调载法
骨千斤顶斜拉扣挂调载法施工特点：
架法施
(1)采用强度高、承载力大、延伸量小、变形稳定的钢绞线作斜拉索，减少了架设过程中骨架的不稳定非弹性变形。
工 (2)采用千斤顶张拉系统对斜拉索加卸拉力、收放索长，具
有张拉能力大、行程控制精度高、索力调整和控制灵活、
法它主要用在大跨度拱桥中，同时也解决了大跨度拱桥施工施的“自架设问题”，即首先架设自重轻、刚度、强度均较大工的钢管骨架，然后在空钢管内压注混凝土形成钢管混凝

钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法

钢管混凝土系杆拱桥骨架整体吊装施工工法1.前言辛丰公路南桥横跨京杭运河镇江段，主桥为跨径104.4m下承式钢管混凝土系杆拱桥。

由于京杭运河水运繁忙，且超千吨级的船舶及拖挂船队众多，当地海事部门要求施工期间不得断航。

为解决新建桥梁施工与航道运营的矛盾，中铁四局集团有限公司在施工中，通过对施工方案的研究和论证，科学组织技术攻关，并在施工过程中不断总结和改进，解决了通航河道上新建钢管混凝土系杆拱桥施工对航道运营干扰大的难题，取得了良好的经济效益和社会效益。

2．施工方法特点2.1采用“岸上拼装钢管系杆拱骨架，使用两台浮吊整体吊装”的方法，把水上拼装作业转化为陆地作业，一次吊装就位，最大限度降低了对通航的影响，提高了工效，保障了施工安全；2.2设计了岸地拼装支架系统，并对骨架整体吊装变形进行了计算，全过程对应力、应变、结构变形等信息进行监测，掌握各种工况下应力与变形情况，保证了工程质量。

2.3钢管混凝土系杆拱桥骨架岸地拼装成形，整体吊装就位，为其它工序工作面的开展创造条件，缩短了总体施工工期。

3．适用范围本方法适用于通航河道的系杆拱桥、钢桁梁桥等类似桥梁施工。

4．工艺原理首先，将工厂制作的拱肋节段单元运至现场，在组装支架上进行拼装作业，并在组装胎架上组拼系梁劲性骨架，同时安装吊杆套管，绑扎系梁部分钢筋，安装吊杆及吊索、临时中横梁和系梁吊模系统，完成骨架整体组装，并通过软件模拟合理设置骨架两吊点位置。

钢拱拼装完成后在海事部门批准的封航时间内，采用两台浮吊将主桥骨架整体吊装就位。

完成吊装后，进行主桥后续工序施工。

5．施工操作要点5.1操作要点5.1.1施工准备深入理解桥梁设计文件，如设计文件提供方案采用骨架整体吊装工艺，便按照设计步骤实施，加强过程监控；若设计文件中采取其他施工方法，则需要对骨架在吊装过程各工况进行强度、刚度及稳定性检算，确保施工安全和结构安全。

5.1.2岸地拼装场地布置结合骨架结构尺寸、浮吊起重能力、距桥位距离、航道作业宽度等条件，选择合理区域规划骨架岸地拼装场地。

劲性骨架施工法

（６）吊装第６段骨架，安装第２组扣索，拆除临时扣索，
调整高程和轴线，观测索力和骨架应力；（７）同法安装每岸笫７～第ｌ８段骨架及第３一第６组扣索；
（８）精确丈量拱顶合龙间隙，据以加工合龙段嵌填钢板，安装拱顶台龙“抱箍 ”，实现劲性骨架合龙；
主拱圈混凝土施工，拱上立柱和Ｔ形梁施工，桥面系施工。１劲性骨架的制作
劲性骨架分为３６个节段，由５个桁片组成，每节段长
１３．０ｍ，宽１５．６ｍ，高６．４５ｍ。劲性骨架桁段齿合加工顺序为：精确放样，绘制加工大样图；组焊桁片，检查验收；以５个
（９）拆除扣、锚索，劲性骨架安装完成。３主拱圈混凝土施工
对于大跨度拱桥的就地浇筑施工方案，一般都遵循分环、分段、均衡对称加载的总原则进行纵向加载设计。
对劲性骨架而言，主拱圈混凝土浇筑施工过程实际上是
在拱形支架上进行加载的过程。为避免拱圈施工中早期成形的混凝土产生裂缝，保证先期形成的混凝士和劲性骨架共
劲性骨架法本是一种修建大跨度拱桥的老办法，建于
１９４２年的西班牙埃斯拉（Ｅｓｌａ）桥就是采用型钢劲性骨架法建造的。近年来，因采用高强、经济的钢管混凝土作为骨架材料，使这一方法得到了更广泛的使用。
重庆万县长江大桥为钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥，主孔净跨４２０ｍ，矢跨比１／５，桥面总宽为２４ｍ；主拱圈为单箱三室的箱形截面，拱圈高７ｍ，宽１６ｍ，顶、底板厚

常泰长江大桥施工方案4

1.2.4、地震（1）、近场区地震活动特征近场区现代地震活动震级小、频度低，该区属弱震、少震区。

震源深度多在10-15Km，属壳内浅源地震。

（2）、工程场地地震危险性分析据预可阶段《泰州公路过江通道工程场地地震安全性评价工作报告》，近场区位于长江中下游-南黄海地震带内，该地震带中强地震活动水平较高。

本工程场地从北向南各场点50年超越概率10%的基岩地震动水平向峰值加速度变化在85.4-97.9gal之间，地震基本烈度为Ⅶ度。

根据预可研究阶段江苏省地震工程研究院地震危险性分析计算，桥址区50年超越概率63%、10%和2%以及100年超越概率10%、5%和3%的基岩地震动水平向峰值加速度，从北向南50年超越概率10%的基岩地震动水平向峰值加速度变化在85.4～97.9gal之间，地震基本烈度皆为Ⅶ度。

根据桥址区工程地质、水文地质和历史震害情况的现场调查和勘察工作，查明桥址区为抗震不利地段。

1.2.5、不良地质与特殊地质（1）、可液化砂土通过钻探、原位测试、钻孔波速测试及室内土工试验成果、工程物探成果，南塔墩主要不良地质为可液化砂土及软土。

南塔墩若以地震基本烈度为Ⅶ度进行砂土液化判别，则其液化指数为0～10.77，为不液化～中等液化等级，若以Ⅷ度进行砂土液化判别，则其液化指数为0.84～16.86，为轻微～中等液化等级。

对于南塔墩区液化砂土，需考虑冲涮，若冲涮深度小于20m，对于桩基础，20m以浅液化砂土桩基设计参数需进行折减，建议对可液化砂土层折减系数为1/3。

（2）、软土通过钻探、原位测试、钻孔波速测试及室内土工试验成果，南塔墩主要软土层为1-2层淤泥质亚粘土。

其工程特点如下：1-2层淤泥质亚粘土：灰色，流塑状态，高孔隙比，高压缩性，局部夹粉性土薄层，下部与粉砂层互层状。

该层层顶埋深0.8～2.2m，层厚7.45～12.1m。

其主要物理力学指标如下：天然含水量w=39.4%，天然孔隙比e=1.107，塑性指数IP=13.1，液性指数IL=1.53，直剪快剪Cq=17.8Kpa，Фq=5.1度，固结快剪Cc=13.0Kpa，Фc=6.9度，压缩系数al-2=0.568Mpa-1，Es1-2=3.87Mpa，标准贯入实测值N3.1击，修正值N′=1.9击。

拱桥1-预应力大跨拱桥

20世纪50年代以钢筋混凝土肋拱和箱形拱的发展为主
20世纪60年代,为适应广大农村地区发展农业的要求,曾创建一种采用简易机具施工的双曲拱桥。 20世纪70年代后拱桥向更大跨度发展,主要采用预制拼装的钢筋混凝土拱桥近年来，我国在传统的无支架吊装施工工艺上取得了突破，创建了缆索吊装、千斤顶、钢绞线斜拉扣挂悬拼施工工艺
瑞典的Askerofjord桥在施工过程中采用了缆索吊装施工法(如图所示)。拱的每段从岸上运到船上,再运到指定的位置,然后通过悬索吊起。拱顶先安装,然后再向两拱座对称地进行安装。
①单肋吊装，单肋合拢（拱肋分三大段吊装） ⑤桥面施工
②吊装另一根拱肋，合拢
③横撑吊装
⑥拱桥初成 ④混凝土浇筑
3 转体施工法
主拱的横截面是整块的实体矩形截面的拱桥
板拱可分为实体板拱和空心板拱。
实体板拱多为砖、石拱桥。其截面是整体的实心矩形板。板拱具有构造简单，施工方便的优点．是中、小踌拱桥最常用的—截面型式。实体板拱可建成等截面圆弧拱、等截面或变截面悬链线拱。在截面积相同的条件下，实体矩形截面比其它类型(肋板式、双曲拱式、箱型截面)的截面抵抗力矩要小，在弯矩作用下，材料强度没有得到充分利用，所以通常在地基条件较好的中、小跨石砌拱或混凝土预制块拱桥里应用
美国Eads桥斜拉悬臂施工法
3)悬臂桁架法
将一般桁架拱两端适当位置处的上弦节点断开,使两端各自成为墩台的一部分的一般悬臂桁架梁,与墩台整体连接支承中部的桁架拱,其计算跨径相应就减小,总的外形使两者成为串联式的梁拱组合体系。施工时,按桁架T构逐节悬臂拼装(利用人字钢桅杆吊机),直至合龙。最后在上弦杆的两端适当位置处,放松预应力粗钢筋,并各自张拉两端的预应力粗钢筋(去掉部分施工用的粗钢筋),完成体系转化而构成悬臂桁架拱。

强劲骨架在钢管混凝土劲性骨架拱桥中的应用

劲性骨架主弦杆钢管内灌注超高性能混凝土 it,优化腹杆构造,能够提高钢管混凝土的承载力和结构稳定性，同时通过提高拱截面含钢管混凝土率，增加劲性骨架的强度和刚度以及对截面的承载能力贡献率，由此形成强劲骨架叫兰海高速公路四川昭化嘉陵江大桥、叙古高速公路磨刀溪大桥、广安环城公路官盛渠江大桥3座钢筋混凝土拱桥采用了强劲骨架设计，钢管混凝土劲性骨架中灌注C80或 C100混凝土，混凝土拱圈的外包分环均未超过3 环，节省了工期，取得了良好的社会经济效益。本文结合3座桥的工程实例，介绍强劲骨架的应用情况以及相关计算分析成果。
2工程概况
2.1兰海高速公路昭化嘉陵江大桥主桥为上承式钢筋混凝土箱拱桥，全宽27.5 m0
拱圈采用C55混凝土等截面悬链线无钱拱，净跨径厶o=35O m,净矢高/)=83.33 01,7^0=1/4.2。主拱圈采用分离式双箱拱,两拱箱间设横向连接，拱箱为单箱双室截面，箱宽8 m,箱高5.8 m,拱箱标准段顶、底板厚0.4 m,腹板厚0.3 mo拱脚段顶、底板厚0.8 m, 中腹板厚0.3 m,边腹板厚0.55 m,拱脚至第一根立柱间设板厚线性渐变段。
主桥跨径/m
300 260 340 190 175 342 370 445 416 266 140 350 180 160 178 112 140 198 180 160 420 168 170 312 160 105 130 240
钢管骨架内填混凝土标号 C100 C60 C60 C50 C80 C60 C60 C80 C80 C100 C55 C80 C50 C40 C45 C50 C55 C50 C40 C50 C60 C40 C40 C50 C40 C40 C30 C50
劲性骨架为型钢-钢管混凝土桁架结构，弦杆采用钢管混凝土，内灌C80混凝土，截面内共6根 <{>457x 14 mm钢管,腹杆及平联为角钢;拱肋横联对应位置为加强横向连接设置交叉撑。如图1所示。

高铁劲性骨架混凝土拱桥主拱施工过程受力分析

2021 年第 3 期
工程前沿
13
劲性骨架应力分布均匀、线形变化平缓均匀。一般情况下劲性骨架沿着拱轴线纵向浇筑时段划分越细，越有利于结构受力，但与此同时，会带来工期增加的问题。综合主拱圈受力与工期等因素，该桥主拱圈拟采用“3 个环、4 个工作面”的浇筑方案，如图 3、图 4 所示。
各施工阶段的受力情况，文章仅列出部分典型结果。弦杆钢管最大应力随浇筑次序的变化关系如图 6 所示。
图 9 外包混凝土拱圈底缘应力随浇筑次序的变化关系和横向风荷载，不考虑施工过程中设置风缆的作用。施工过程中结构稳定安全系数随浇筑次序的变化关系如图 10 所示，最大稳定安全系数为 37.54，最小稳定安全系数为 11.29，满足规范所要求的稳定系数大于 4 的要求，结构整体稳定性有较大富余。
图 10 施工过程中结构稳定安全系数随浇筑次序的变化关系劲性骨架在斜拉扣挂施工至最大悬臂状态时的一阶失
2.2 有限元模型针对主拱圈采用先劲性骨架后外包混凝土这一特点，
有限元建模简化时考虑劲性骨架采用梁单元，外包混凝土采用板单元，扣锚索采用杆单元模拟并赋予张拉力。全桥合计节点 1831 个，单元 4690 个，其中杆单元 136 个、梁单元 3512 个、板单元 1022 个。劲性骨架弦杆钢管混凝土采用共节点的双单元方式进行模拟。含施工临时扣塔及扣锚索的全桥模型如图 5 所示。
作面分段、分环的施工方案可行，能保证拱肋在施工过程中的强度和稳定性满足规范要求。
关键词：钢筋混凝土拱桥；高铁；劲性骨架；施工过程
中图分类：2096-2789（2021）03-0012-03
DOI:10.19537/ki.2096-2789.2021.03.005
为适应大跨径拱桥对材料性能和施工方法的要求，钢管混凝土劲性骨架混凝土拱桥应运而生。此类拱桥跨度较大，其劲性骨架外包混凝土若直接采用连续浇筑，施工过程中主拱圈将产生较大变形与应力，施工控制困难，安全风险大 [1]。在劲性骨架已经成拱的前提下，其外包混凝土通常采用竖向分环、多工作面、纵向分段的浇筑方法。 [2-3] 主拱在施工、运营过程中受力特性与外包混凝土浇筑方案密切相关 [4-6]。文章通过研究主跨 275m 的高速铁路上承式钢筋混凝土拱桥主拱施工过程，分析其外包混凝土浇筑方案的有效性，揭示主拱在施工过程中的承载能力和特性。

SRC结构

空腹式截面 SRC典型截面
一、主要特点(2) SRC混凝土
强度大，延性好，截面小，一般h/L=1/30~1/40；在建筑高度受到限制的情况下特别有利；防火性能好、维护费用低（相对于钢结构）；型钢既作为施工支架，又是永久配筋的一部分；不需要施工支架，施工进度快；可以作为梁、柱等构件，也可以做成SRC结构（如 SRC拱桥）。
受力主体：型钢或型钢桁架；荷载：钢结构自重、混凝土重量；计算方法：材料力学方法，容许应力或稳定性控制；计算内容：应力、变形、稳定性。
三、计算要点(2) 阶段2：
受力主体：SRC结构；荷载：后期恒载、活载；计算方法：将型钢转化为钢筋，按钢筋混凝土理论，计算强度、稳定性、裂缝、变形等；计算内容：正截面、斜截面强度，裂缝宽度、变形、稳定性（《详见钢骨混凝土结构设计规程》）。
四、实例说明——万县长江大桥(2)
第二阶段：塔吊法现场拼装钢管桁架，验算钢桁架的应力、变形、稳定性；
缆索吊机悬臂安装劲性骨架拱
四、实例说明——万县长江大桥(3)
第三阶段：分段分批泵送混凝土，逐步形成钢管混凝土桁架，验算桁架结构的应力、变形、稳定性；
桁架构造图
四、实例说明——万县长江大桥(4)
二、基本构造(3) 2、SRC拱桥
先用型钢拼装成钢桁架，形成劲性骨架；型钢以工字钢、钢管最为常用；按照一定的程序布置箍筋、其它受力钢筋，分段分层浇注混凝土，逐步形成混凝土拱圈；劲性骨架的构造要求同钢结构；SRC的其它构造要求同普通钢筋混凝土。
三、计算要点(1)
阶段1：
第六讲：SRC结构主要内容
主要特点；基本构造；计算要点；实例说明——万县长江大桥。

悬索桥塔柱起始段劲性骨架设计

悬索桥塔柱起始段劲性骨架设计发布时间：2021-05-17T10:54:23.213Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：李江黄其虎[导读] 摘要：随着我国桥梁工程的发展，劲性骨架越来越广泛地应用于桥梁施工中。

中交第二航务工程局有限公司湖南省武汉市东西湖区 430040摘要：随着我国桥梁工程的发展，劲性骨架越来越广泛地应用于桥梁施工中。

本文依托龙潭过江通道工程LT-A3标段索塔起始段施工，着重阐述悬索桥塔柱起始段劲性骨架设计方法，为后续项目提供一定的参考和借鉴。

关键词：劲性骨架；塔柱起始段1、引言索塔施工主要采用翻模法、爬模法和筑塔机施工，其中翻模法和爬模法塔柱整体高度部分以及筑塔机施工起始段部分均涉及劲性骨架的应用。

施工现场一般采用槽钢、角钢等轻型型钢制作形成框架结构，具有强度高、自重轻和抗震性能好等优点，而且劲性骨架成本低、可操作性强，能满足现场安全、经济和工期上的要求，本文主要研究索塔施工中劲性骨架的设计方法。

2、工程概况龙潭过江通道工程位于南京长江四桥与润扬大桥之间，距上游南京长江四桥16.8km，距下游润扬大桥28.6km。

线路起自仪征境内江北长江大堤，向南跨长江，经南京龙潭，止于与S338省道交叉处，路线全长约5km。

按双向六车道高速公路标准建设，设计时速100km/h。

设置特大桥4963米/1座（含跨江大桥主桥、部分北岸引桥、全部南岸引桥和互通立交主线桥）、龙潭互通立交1处和必要的交通工程及沿线设施。

项目平、立面布置见图 2 1。

图 2-1项目平、立面布置图龙潭过江通道跨江主桥采用主跨1560m单跨吊钢箱梁悬索桥+100m简支钢箱梁跨江南长江大堤，桩号范围为K10+202～K11+762。

塔柱顶高程+245.5m，塔柱底高程+4m，塔底设4m高的塔座，塔柱混凝土为C55。

索塔顺桥向宽度由塔顶的10m直线变化至塔底的12m，顺桥向侧面斜率为1/237.5。

横桥向由塔顶的7m直线变化至塔底的9m，外侧面斜率为1/37.549，内侧面斜率为1/54.913。

大跨拱桥劲性骨架设计研究

大跨拱桥劲性骨架设计研究游云川;郭伦波【摘要】劲性骨架钢筋混凝土拱桥跨越能力大、潜在超载能力强、施工技术成熟,是一种极具发展前途的大跨拱桥形式.文中以渝贵铁路上的某座大跨拱桥为例,介绍了该桥的劲性骨架设计分析、施工情况;采用有限元软件同时结合不同国家规范对施工过程中的劲性骨架应力、强度及稳定性进行了分析.【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P5-8,12)【关键词】劲性骨架;钢筋混凝土拱桥;大跨拱桥;应力;强度;稳定性【作者】游云川;郭伦波【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司成都610031;中铁二院工程集团有限责任公司成都610031【正文语种】中文1 劲性骨架法概述钢骨混凝土结构是属于钢-混凝土组合结构的一个分支，在工程中主要运用于建筑结构，但随着时代发展，其应用也越来越广泛，逐步扩展到桥梁结构或其他领域的一些特殊结构中。

劲性骨架钢筋混凝土拱桥，是钢骨混凝土结构在桥梁工程中的典型应用[1]。

此项技术是先采用钢管作为劲性骨架，然后灌注管内混凝土形成钢管混凝土劲性骨架，再在钢管混凝土劲性骨架上现浇混凝土形成钢筋混凝土拱桥，此项技术是我国桥梁工作者对拱桥施工技术的一个重大贡献。

由于钢管和钢管混凝土的刚度较型钢有很大的提升，使得这一施工方法的经济性、安全性得到显著改善，也使得混凝土拱桥的跨越能力有了很大的提高。

我国的钢筋混凝土拱桥以往一般采用支架现浇法、节段预制节段吊装法、转体施工法、悬臂浇筑法等(跨度一般都不大于300 m)，但随着跨度增加，其恒载重量呈数量级增加，以上方法不仅难度大、临时措施费用高，且安全风险也会增加。

劲性骨架法施工工艺的出现，使得钢筋混凝土拱桥的跨径又上了一个台阶，如已经建成的重庆万县长江大桥(主跨420 m)、沪昆铁路北盘江大桥(主跨445 m)、云桂铁路南盘江大桥(主跨416 m)及本文将要介绍的渝贵铁路夜郎河特大桥(主跨370 m)等，均以钢管混凝土作为劲性骨架，采用劲性骨架施工工法。

拱桥施工(劲性骨架)(详细)

拱上结构为14孔30m的预应力简支T梁；
主拱台由拱座、水平撑和立柱构成组合结构.
重庆万县长江大桥立面布置图
重庆万县长江大桥拱圈横断面
重庆万县长江大桥劲性骨架
重庆万县长江大桥劲性骨架组成
劲性骨架分为36个节段,由5个桁片组成,每节段长 13.0m,宽15.6m,高6.45m,重61吨. 劲性骨架桁段齿合加工顺序为：精确放样,绘制加工大样图；组焊桁片,检查验收；
交界墩大块翻模板施工
引桥T梁双导梁安装
拱圈劲性骨架加工
骨架焊缝超声波探伤检查
骨架桁段出厂浮吊上船
骨架桁段起吊后缓缓的升高
第一段桁段管端头插入拱座支座管内
第一段桁架就位,第二段正在吊装
骨架桁段间法兰盘贴合面调整
扣索安装
骨架吊装
即将合拢
南北岸桁架在跨中合拢
四、劲性骨架施工法
• 劲性骨架施工拱桥是指在事先形成的桁式拱骨架上分环分段浇筑混凝土,最终形成钢筋混凝土箱板拱或箱肋拱.桁式拱骨架在施工过程中起支架作用,在拱圈形成后被埋于混凝土中并成为截面的一部分,所以,劲性骨架法又称埋置式拱架法,国外也称米兰法.
1、劲性骨架法施工步骤
（1）在现场按设计进行骨架1：1放样、下料、加工以及分段拼装成型.
重庆万县长江大桥
重庆万县长江大桥
重庆万县长江大桥
钢管混凝土劲性骨架钢筋混凝土拱桥
跨径组合：530.668 + 420 + 8 30.668(m)；荷载等级：汽-超20级,挂-120级,人群3.5KN/m2；
桥宽：净2 7.5+2 3(m),桥面总宽为24m；主拱圈矢跨比1/5,单箱三室的箱形截面,拱圈高7m, 宽16m,顶、底板厚40cm,顶、底、腹板在拱脚附近区域变厚,钢管劲性骨架成拱；

拱桥施工劲性骨架

成熟阶段
目前，劲性骨架已经成为拱桥施工中的重要技术之一。随着计算机技术和有限元分析方法的发展，人们可以对劲性骨架进行更精确的设计和优化，进一步提高其承载能力和稳定性。同时，新型材料和制造技术的发展也为劲性骨架的应用提供了更多的可能性。
02
CATALOGUE
拱桥施工劲性骨架的设计
设计原则与流程
原则
确保骨架的强度、刚度和稳定性，满足施工要求，同时保证经济合理。
流程
初步设计、技术设计、施Biblioteka 图设计。结构设计01
结构设计应考虑拱桥的跨度、荷载、施工方法等因素，以确保骨架的承载能力和稳定性。
02
结构设计应包括骨架的支撑体系、连接方式、节点处理等，以确保结构的整体性和可靠性。
尺寸与材料选择
控制拱桥线型和尺寸
劲性骨架可以作为施工模板，控制拱桥的线型和尺寸。通过调整劲性骨架的安装位置和角度，可以确保拱桥的线型和尺寸符合设计要求。
03
简化施工过程
劲性骨架的使用可以简化拱桥的施工过程，提高施工效率。由于劲性骨
架具有较高的承载能力和稳定性，可以减少临时支撑的数量和复杂性，
从而缩短施工周期。
劲性骨架的发展历程
工程特点
施工环境复杂，技术难度高，安全风险大
劲性骨架的设计与施工方案
设计理念
采用劲性骨架作为拱桥施工的主要承重结构，确保施工过程中的稳定性和安全性。
施工方案
根据工程实际情况，设计合理的劲性骨架结构形式，并进行详细的结构分析和计算。在施工过程中，采用大型吊装设备进行安装，确保施工质量和安全。
施工效果与评价
新型材料研发
研究开发高强度、轻质、耐腐蚀的新型材料，用于劲性骨架的制作和连接，提高其承载能力和耐久性。

大跨度斜拉桥(400米以上)-2013

主跨400m以上的大跨度的斜拉桥
序号
工程名称
工程概况（主要桥型）
施工单位
开、竣工时间
备注
1
俄罗斯岛大桥
全桥长度为3.1公里，跨径（90+1104+90）m的双塔钢箱梁斜拉桥
2008.9-
2012.7
俄罗斯
2
苏通长江公路大桥
跨江大桥工程:路线全长32公里，主跨为1088m的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
中交第二公路工程局有限公司、中交第二航务工程局有限公司
中铁大桥局股份有Βιβλιοθήκη 公司1995.4-1999.2
40
公安公铁两用长江大桥
主跨518米双塔双索面钢桁梁斜拉桥
中铁大桥局股份有限公司
2012年开工
在建
41
临海高等级公路灌河大桥
主跨510m双塔双索面钢混组合梁斜拉桥
中交第二航务工程局有限公司、中交第一公路工程局有限公司
2012年开工
在建
42
安庆长江公路大桥
箱梁混合结构斜拉桥中铁大桥局股份有限公司199541999240公安公铁两用长江大桥主跨518中铁大桥局股份有限公司2012年开工在建41临海高等级公路灌河大桥主跨510m双塔双索面钢混组合梁斜拉桥中交第二航务工程局有限公司中交第一公路工程局有限公司2012年开工在建42安庆长江公路大桥主跨510米双塔双索面钢箱斜拉桥中交第二航务工程局有限公司湖南路桥20011220041243用长江大桥主跨主跨504m斜拉桥中铁大桥局股份有限公司2004920091244湖北荆州长江大桥北汊通航孔主桥为200m500m200m双塔双索面pc湖北路桥集团有限公司1999102002945湖北鄂东黄石长江大桥主跨480米双塔双索面预应力混凝土斜拉桥中交第二航务工程局有限公司1998320021046湛江海湾大桥主桥为双塔双索面混合梁斜拉桥斜拉桥主跨为480米钢砼混合箱梁结构斜拉桥边跨跨度为120广东省长大公路工程有限公司2003720061247兰州南绕城高速西固大桥主跨480米的双塔三跨半漂浮体系斜拉桥未招标48宁波清水浦大桥主跨468m的双菱形连体分幅四索梁斜拉桥中交第一公路工程局有限公司20071120101249宁波枢纽甬江左线特大桥主跨468m钢混结构斜拉桥中铁四局集团有限公司在建50江津粉房湾长江大主桥总长897米216464216双塔双索面斜拉桥采用的是双层连续钢桁梁结构中国建筑第六工程局有限公司在建51重庆忠县长江大桥漂浮体系双塔双索面混凝土斜拉桥跨径组成为205460205m全桥长870中铁一局集团有限公司中交第二航务工程局有限公司2005820081052武汉军山长江大桥主跨460米半漂浮连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥19981220011253长寿长江公路大桥主跨460米桥宽205米双向四车道混凝土双塔斜拉大桥200592009354宜宾长江大桥大桥全长93131米主桥为184m460m184m双塔双索面pc斜拉桥2004520071255涪陵石板沟长江大全长9750米桥跨布置为200m450m200m米边中跨比为0444桥型为预应力混凝土双塔双索面斜拉桥

江苏江阴长江大桥

下部结构
大桥远眺(14张)
南塔基础采用直径30m，长35m的嵌岩钻孔灌注桩，在桩顶浇筑承台。桩基和承台共用混凝土1.15万m3。南锚碇位于山体上，由于岩性节理发育，采用重力式嵌岩锚。在碇体的前沿做成带齿坎的斜面，增加抗滑力。
北塔处覆盖层厚度达80m，由固结度较差的饱和松软土层随深度加深，逐渐由松软的亚粘土和粉砂土变为紧密含砾石中粗砂。采用直径2.0m的96根灌注桩组成的群桩基础，平均桩长85m。为减少承台平面尺寸，桩距采用规范规定的最小值，桩的倾斜度限制在1/200。对于难度这样大的群桩基础施工，工程上利用引桥桩基先行进行了工艺试验，并做了2根试桩确定单桩承载力，使原设计的北塔123根桩减为96根，节省投资，加快了进度。承台和桩基的混凝土用量达5万m3。北锚处覆盖层厚达100m，在地面以下40m范围内主要是松散的细砂土和亚粘土逐步到紧密细砂层，地下40-50m为硬粘土层，以下为紧密含砾石中粗砂。该北锚结构是大桥的关键部位之一，设计中采用浅埋、中埋扩大基础、群桩基础、地下连续墙多方案比较，最后选用尺寸为51mx69m的沉井基础，沉井内分36个隔仓，沉井高度58m，共分11节，最下面的一节高8m，采用带有尖角刃脚的钢壳混凝土，以上10节均为高5m的钢筋混凝土结构。
北锚碇离长江大堤净距达200m以上，保证施工中大堤稳定。北边跨为50m+70m+50m+3×50m二联连续梁，边跨的梁高和主跨相同。北引桥采用50m和30m的预应力简支T梁，纵坡为3%，坡长达1,500m。
桥面铺装
在桥面上每增厚10mm的桥面铺装，桥面将增加10,000kN荷载，加大了对北锚碇的压力。
桥位区在地质上无大的断裂带和活动断裂带，属6度地震区。根据交通量分析与预测，15年后交通量将达到75000辆/d，设计高速公路为2×3米车道，设计车速100km/h。车辆荷载为汽车-超20级，挂车-300(考虑该桥位于港口附近，集装箱运输车辆较多)，车道折减和长度折减，偏载增大等折减为40.0KN/m，同时在车行道利用风嘴两侧设有检修道，人群荷载为3.15kN/m。设计风速为40.8m/s。

任务14拱桥施工-有支架施工、无支架施工

下图为一座连续多孔等跨径85m的箱形拱桥的施工加载程序(拱箱吊装为闭口箱)。其程序如下：
1．先将各片拱箱逐一吊装合龙，形成一孔裸拱圈。然后将全部纵、横接头处理完毕，即浇加载程序注接头混凝土，完成第一阶段加载。 2．浇筑拱箱间的纵缝混凝土。纵缝应分为两层浇筑，先只浇到大约箱高一半处，等其初凝后再浇满全高与箱顶齐平，横桥向各缝齐头并进。注意，下层纵缝应分段浇筑。图中②、③、④、⑤各步骤为纵缝浇筑。 3．拱上各横墙加载。先砌筑1#、2#横墙至3#横墙底面高度；再砌筑1#、2#、3#横墙至4#横墙底面高度；最后全部横墙(包括小拱拱座)同时砌筑完毕(左、右两半拱对称、均衡、同时进行)。见图中⑥、⑦、⑧各步骤。 4．安砌腹拱圈及主拱圈拱顶实腹段侧墙。由于拱上横墙断面单薄，只能承受一片预制腹拱圈块件的单向推力，因此，安砌腹拱圈时，应沿纵向逐条对应安砌，直至完毕。见图中⑨。 5．以后各步骤按常规工艺要求进行，可不作加载验算。
有平衡重转体施工的转动体系
目前国内使用的转动装置主要有两种：一是以四氟乙烯作为滑板的环道承重转体；二是以球面转轴支承辅以滚轮的轴心承重转体。
（a）聚四氟乙烯环道构造
三种铰的构造示意图
滑道与滚轮转动装置
牵引系统由卷扬机(绞车)、倒链、滑轮组、普通千斤顶等组成。
牵引式动力系统
近来又出现了采用能连续同步、匀速、平衡、一次到位的自动连续顶推系统提供转动动力的实例。
加载程序设计图
（三）案例----缆索吊装施工步骤
天扣主索索塔牵引索索塔
拱座
拱座
基础施工 1、拱座基础开挖。2、施工拱座基础。3、架设缆索吊装索塔。4、架设缆索吊装主索
天扣主索索塔扣索牵引索
承重索起重索索塔

四川近年来建成及在建桥梁(特殊大跨桥梁)

四川近年来建成及在建桥梁（特殊桥梁）
序号
名字
桥型
特点
1
雅西高速干海子大桥
连续钢管桁梁
钢管桁架、格构墩
2
汶马高速克枯大桥
连续钢管桁梁
最长钢管桁梁群
3
腊八斤特大桥
钢管混凝土高墩
墩高182.5m
4
旺苍东河大桥
钢管混凝土拱桥
第一座钢管混凝土拱桥
5
巫山长江公路大桥
钢管混凝土拱桥
主跨492m
6
合江波司登长江大桥
主跨255m
27
泸州长江大桥
连续刚构
四川第一座长江公路大桥
28
泸州长江二桥
连续刚构
主跨252m
29
成贵高铁宜宾岷江特大桥
高铁钢桁梁
主跨224m
钢管混凝土拱桥
主跨530m
7
合江长江公路大桥
飞燕式钢管混凝土
系杆拱桥
主跨507m
8
万县长江公路大桥
劲性骨架拱桥
主跨420m当时同类
桥型世界第一
9
宜宾马鸣溪金沙江大桥
钢筋混凝土箱形拱
中国采用缆索吊装施工
跨径最大
10
广元昭化大桥
劲性骨架拱桥
主跨364m
11
叙古高速之磨刀溪大桥
拱桥
C100超高强混凝土
12
主跨572m
21
宜宾盐坪坝大桥
斜拉桥
异型桥塔
22
泸州合江康博大桥
钢箱斜拉桥
塔高208m，主跨668
23
泸州泰安长江大桥
单塔不等距斜拉大桥
全长1573m
24
泸州黄舣长江大桥
钢结构斜拉桥

芜湖长江大桥

相关评价

芜湖长江大桥中共中央政治局委员、国务院副总理吴邦国对芜湖长江大桥的建成作了重要批示。他说：芜湖长江大桥的建成，使我国桥梁建设水平跨上了一个新台阶，对安徽和华东地区经济发展有着重要意义。希望全体参建职工再接再厉，再创铁路建设新成绩。大桥全部工程总投资46亿元，芜湖大桥称“世纪大桥”；一是指它与公元2000年9月建成通车,恰逢是20世纪末21世纪之初；二是指它是我国本世纪工程量最大的大桥；混凝土用量57万立方米，结构用钢量11万吨，其工程量超过武汉长江大桥和南京长江大桥的总和，主桥公路铁路累计全长21华里。三是指芜湖长江大桥科技含量更高，集我国本世纪桥梁科技的大成，其技术领先地位将保持10年以上，同时又是21世纪我国桥梁建设的新起点。芜湖长江大桥以其大规模，新技术和一流的质量，成为中国桥梁史上继武汉，南京，九江长江大桥之后的第四座里程碑，它无愧于世纪桥梁标志性工程的称号[3]。根据深化改革的要求和国家计委的批复，芜湖长江大桥由铁道部和安徽省合资建设，铁道部出资70%，安徽省出资30%，由部、省分别授权的企业共同组建项目法人———芜湖长江大桥有限责任公司，全过程地负责芜湖长江大桥的资金筹措、工程建设、生产经营、偿还债务和资产的保值增值。正是主要得益于这种新体制和新体制带来的威力，芜湖长江大桥有限责任公司在控制投资、控制工期、控制质量方面，取得了优异成绩：国家批准的工程总概算为30亿元，通过严格管理节约投资两亿多元；国家批准的计划工期为48个月，实际只用了 42个月就建成通车；经初步验收，工程的合格率为100%，优良率达98.2%，质量总评为优良
基础：底桩承台基础
钢围堰定位下沉
围堰接高下沉
钢护筒定位
钢围堰制作
钢围堰下水