武汉天兴洲大桥设计与施工

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4.9 承台塔座施工
承 台 基 底 封 底
承 台 塔 座 施 工
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4.10 主塔下塔柱
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4.11 主塔横梁
横梁为混凝土结构 (58x14x8m),共5800m 主塔横梁采用支架法施工, 横梁混凝土与横梁高度范 围内的塔柱混凝土同时浇 筑.横梁混凝土分2次浇 筑,先浇筑底板,腹板混 凝土,后浇筑顶板混凝土
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天兴洲公铁两用长江大桥同时也是武 汉市城市三环线的过江通道.大桥位 于武汉长江公路桥下游9.5公里的天 兴洲江段 .大桥由铁道部与湖北省 共同投资修建.
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主跨长度:504m 主桥长度:1092m(98+196+504+196+98=1092m) 2648m 正桥长度:4657m 引桥长度:8043m(北引桥+南引桥,1149.4+6893.5=8043m) 全桥长度:12700m(正桥+引桥,4657+8043=12700m)
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四 钢 管 支 架 法
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4.3 铁路箱梁移动模架施工
箱梁铺设钢筋
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4.4 钻孔桩
右二图:利用胎具制作试
桩的钢筋笼 下二图:φ3.4m钻孔桩正 在挂桩
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世界上最大直径( 3.4m) 的钻孔桩,桩长100m,钻进 深56m的软硬胶结不均的砾 岩中
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施工采用KTY4000型钻 机:该型钻机为动力头 钻机(即钻头带动力), 最大扭转力矩300KN.m, 最大钻孔直径4m
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4.12 主塔上塔柱
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4.13 钢桁梁节段安装
1. 首先采用膺架法拼装 主塔墩顶部分的4个节 间 2. 其他节间钢梁在工厂 将桁架和公铁桥面系组 装成整体桁段 (14x15.6x30m),通 过水运至待架位置
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3. 利用梁上走行的三主桁三 吊点的700t架梁起重机提升, 对称逐桁段拼装 4. 每拼完一桁段钢梁,起重 机随即前行一个节间,架设 上一桁段的斜拉索,斜拉索 张拉后继续架设下一个节间 的钢梁直至中跨钢梁合龙
4项最高水平 跨度长 载重大 设计速度高 结构型式新
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武汉天兴洲长江大桥4项最高水平
主跨长度大
主跨长度增大带来的问题
1 跨中挠跨比增大,导致行车不安全 2 为增加全桥刚度必须付出很大代价 塔梁高跨比 主梁高跨比 主梁主边跨比
主跨长度504m,名列世界第一
自左至右: 1 丹麦厄勒海峡大桥,主跨490 米, 2000年 2 日本柜石岛.岩黑岛大桥,主 跨400米 3 芜湖长江大桥,主跨320米
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公路桥面
上层公路桥面,在桥梁两端各168m范围内,设计 为预制混凝土板,中间756m长范围内为钢正交异 性板结构,混凝土板和钢正交异性板均和钢桁架的 上弦杆顶板连接而共同受力 边跨设计为较重的混凝土桥面板的目的是平衡活载 作用下边墩及辅助墩的负反力 采用道碴桥面
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铁路桥面
3.3 主桁杆件及节点
主桁采用焊接整体节 点结构形式,主桁杆 件弦杆均采用带加劲 肋的箱形截面,斜杆 和竖杆采用箱形或工 字型截面. 钢材最大板厚50mm
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3.4 主塔
斜拉桥的主塔是设计重点 主塔采用倒Y形钢筋混凝土结 构,,承台以上高度为188.5m
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斜拉桥主塔大观
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3.5 索面
采用3个索面,也是本桥 的一大特色
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最高水平的公铁两用斜拉桥
公铁两用斜拉桥由于必须同时能承受公路与铁 路荷载,而且铁路列车活载远大于公路汽车活 载,因而公铁两用斜拉桥的技术难度,要远大 于公路斜拉桥或铁路斜拉桥
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武汉长江大桥
基础工程:大型管柱钻孔基础.全部材料及重大设备均为国产 钢梁工程:工厂化,标准化,样板化,机械化的制造工艺, 悬臂法架设
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3.6 斜拉索
采用平行高强钢丝索体系,钢丝采用抗拉强度为 1670MPa的φ7mm镀锌钢丝.在主塔两侧各布置16根, 全桥共192根,斜拉索截面设计类型共分8种,最大为 451-φ7mm.
斜拉索总装配图 梁端 塔端 斜拉索横断面
垫 板 预埋钢管
护罩
预埋钢管 垫 板 斜拉索 不锈钢护套
白色HDPE 黑色HDPE
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武汉天兴洲长江大桥4项最高水平
载重大
桥梁载重:该桥是世界上第一座 按4线铁路荷载及6线公路荷载修 建的公铁两用斜拉桥,可以同时 承载2万吨的荷载,是目前世界 上荷载量最大的公铁两用桥; 荷载能力是长江二桥的6倍.
武汉长江一桥:2线铁路荷载,4线公路 荷载 武汉长江二桥:4线公路荷载 天兴洲大桥: 4线公路荷载,6线公路 荷载
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武汉天兴洲长江大桥4项最高水平
行车速度快
设计速度高:大桥是第一座客运专线的大 跨度斜拉桥.客运专线按250公里/小时作 动力仿真设计.
车桥振动耦合问题 横向振动问题 列车行驶舒适度 列车脱轨安全性
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武汉天兴洲长江大桥4项最高水平
结构型式新
主桥首次采用3片主桁, 3索面的新型结构型式 公路桥面采用正交异 性板或混凝土板结合 体系,铁路桥面采用 混凝土道碴槽板结合 体系 主梁宽度 B=30m
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4.5 围堰制造
69.5x44x15m的双壁吊箱围堰在工地岸边整 体制造,然后浮运下水,定位下沉
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4.6 围堰下水
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4.7 利用锚墩 为围堰定位
浮运施工难度大,工艺要 求高, 定位精度不得大 于5cm
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4.8 围堰灌水下沉
总重约3100吨的钢吊 箱围堰由工厂岸上制 造成形后下水,浮运 到墩位进行精确定位 后,灌水下沉;下沉 过程可随水位变化带 载灵活升降.
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南京长江大桥
跨度:由128m增加到160m 钢材:自主开发了16Mnq钢 基础:大量采用沉井基础 荣获国家科技进步特等奖
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九江长江大桥
跨度:由160m增到216m 钢材:自主开发了15MnVN钢 基础:采用双壁钢围堰 钢梁杆件连接:用高强螺拴连结 荣获中国建筑工程鲁班奖,国家科技进步一 等奖,中国土木工程詹天佑奖
缠包带 Φ7mm镀锌钢丝
冷铸锚
填料
减振器
减振器
填料
冷铸锚
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3.7 主塔及基础的防船撞结构
设计采用浮式防撞装置 在水平方向可适应主塔 下塔柱变截面的变化, 在水位变化的情况下, 可沿桥墩塔柱外表面滚 动升降,能较好的适应 本桥高水位落差及下塔 柱变截面的特点.
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3.8 阻尼约束体系
在两主塔下横梁顶面与桁梁 之间设置阻尼装置,以传递 并减小列车制动及地震时产 生的顺桥向作用力和位移, 同时不能阻碍温度变化时产 生的位移变化,实现多种作 用效应下结构位移-力响应的 综合控制. 采用流体阻尼器和磁流变液 阻尼器相结合的混合控制方 案.
生态湖面
绿化面积:162500 ㎡
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武汉火车站
4 青化路立交
主线桩号 K16+557.5～ K19+000,长 2442.5米 建安工程投资3.5亿 占地666亩 拆迁1.85万平米
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引桥开工
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1 天兴洲大桥概况 2 天兴洲大桥的技术水平 3 大桥的设计 4 大桥的施工 5 参加大桥建设的体会 结束语
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3.2 加劲桁梁结构
双层桥面
加劲梁采用双层桥面的钢 桁梁 上层为公路,下层为铁路 桁宽30m,桁高15.2m,节 间长度14m 板-桁结合梁新结构:公 路桥面板与主桁相结合
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钢桥面系
3片主桁的桁架结构 采用3片主桁的桁架结构,减 小了主桁杆件内力,有利于 杆件的制造和运输,克服了 对钢材强度等级的更高要求.
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天兴洲大桥公路引线工程总平面布置图
山 至英
至阳逻
至 石 化
至 武 钢
至北京
至北
环
至武昌城区
至汉口城区
至武
昌城
区
N
武汉火 车站
主 线 桩 号 K6+300 ～ K16 + 557.5( 含 正 桥 4657米)长5600米. 总投资:18.06亿(建安工程费8.8亿) 用地面积:1620亩 拆迁面积:17.17万平方米
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1 天兴洲大桥概况 2 天兴洲大桥的技术水平 3 大桥的设计 4 大桥的施工 5 参加大桥建设的体会 结束语
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4.1 公路分建段桥墩施工
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4.2 公路引桥梁部施工
公路分建段及引桥梁 部施工采用了4种架 设方法
一 移 动 模 架 法
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二 悬 臂 灌 注 法
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三 满 布 脚 手 架 ( 膺 架 法 ) 施 工
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1 天兴洲大桥概况 2 天兴洲大桥的技术 水平 3 大桥的设计 4 大桥的施工 5 参加大桥建设的体 会 结束语
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3.1 主塔基础
主塔基础 均采用φ3.4m钻孔灌注桩 2号墩:32根,桩长约60m的柱桩 3号墩:40根,桩长80m的摩擦桩 承台厚6m,塔座厚5m. 承台采用双壁钢吊箱围堰施工
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先后任职于北京铁道部专业设计 院(15年),北京铁道部科学研 究院(9年),中国铁路工程总 公司(12年,期间兼任中美合资 北京林同炎咨询公司及中国铁路 (香港)工程有限公司总经理各 3年多) 工作足迹遍布大半个中国及缅甸,突尼斯,秘鲁以及港,澳等 欧亚非美洲等十余个国家及地区 .工作范围:勘测设计,科 研,施工,技术咨询,教学,招投标,海外工程,技术开发及 项目管理等 负责修建香港将军澳地铁601工程;主持修建广州新光大桥, 武汉天兴洲长江公铁两用桥公路分建段及引桥工程 在国内外期刊上发表论文二十余篇,翻译出版专著(译自日文 与德文)七十余万字
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桥
名
武汉大桥
南京大桥
九江大桥
芜湖大桥
天兴洲大 桥
图
片
128 1955.09 1957.10 A3q 2铁4公 2.14 160 1960.01 1968.12 16Mnq 2铁4公 6.65 216 1973.12 1996.09 15MnVN 2铁4公 5.68 312 1997.03 2000.09 14MnNb 2铁4公 9.60 504 2004.09 2009.12 Q370 4铁6公 11.25
武汉天兴洲大桥 设计与施工
张健峰
教授级高工
广州大学兼职教授
2009/11/26
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武汉天兴洲大桥 设计与施工
张健峰
教授级高工
广州大学兼职教授
2009/11/26
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武汉天兴洲大桥 设计与施工
张健峰
教授级高工
广州大学兼职教授
2009/11/26
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简短的自我介绍
教授级高级工程师,享受国务院特殊津贴专家; 中国铁路工程总公司原副总工程师 1963年毕业于长沙铁道学院桥梁隧道系,工学硕士, 赴联邦德国访问学者;长期从事桥梁,隧道以及地 铁,铁路,公路,等土木工程 中南大学,西南交大等4所大学客座教授,中国钢 结构协会桥梁钢委员会,中国铁道学会会员
10 10
11
1 汉施立交
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2 和平立交
和平立交:226000
m2
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3 武青三干道立交
主线桩号 K14+547.5～ K16+557.5,长 2010米 建安工程投资3亿 占地503亩 拆迁6万平米
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山脉 混交林
(延续山脉)
武青三干道立交 总平面图
云片台地
疏林草地
密林区
柳堤 疏林草地 密林区
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目录
1 天兴洲大桥概况 2 天兴洲大桥的技术水平 3 大桥的设计 4 大桥的施工 5 参加大桥建设的体会 结束语
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1 天兴洲大桥概况
天兴洲公铁两 用长江大桥是 位于武汉跨越 长江的第六座 大桥,也是武 广高速铁路跨 越长江的大桥, 是武汉铁路枢 纽内的第二过 江通道
天兴洲公铁两用 长江大桥区位图
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主跨(m) 开工日期 通车日期 钢材种类 运营荷载 钢材(万t)
技术标准: 大桥通行4线铁路, 6车道城市公路.4线铁路中2 线为京广客运专线,桥上设 计车速为200km/h;另2线为 I级铁路. 主桥桥式: 主桥采用 98+196+504+196+98m的 双塔三索面斜拉桥 全长1092m 斜拉索按扇形索布置.加劲 梁采用钢桁梁.
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公路
(1)道路等级:城市快速路 (2)设计行车速度:80km/h (3)设计车道:双向六车道
铁路
(1)线路等级:客运专线,Ⅰ级干线 (2)正线数目:四线,客运专线和Ⅰ级干线均分 别为双线 (3)正线间距:客运专线5m,Ⅰ级线4.2m,客运 专线与Ⅰ级线间距8.6m
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又一座世界级大桥— 武汉天兴洲长江大桥
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芜湖长江大桥
跨度:由216m增加到312m 钢材:自主开发了14MnNbq钢 钢梁杆件用整体焊接节点 上部结构:用公路面混凝土桥面板与主桁共同 受力的板桁组合结构 荣获中国建筑工程鲁班奖,国家科技进步一等奖, 铁道部优秀设计一等奖
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武汉天兴洲长江 大桥
天兴洲大桥是当今中国及世界上最 高水平的公铁两用斜拉桥
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采用新型梁上吊机: 起吊重量达700吨, 采用多点起吊方式, 各点起吊,位置,拉 力可调