5坝陵河大桥工程建设关键技术

1.钢桁梁厂内立体试拼装
为消除杆件的加工误差和尽量避免现场架 设时出现过大误差，在工厂对所有钢桁梁 杆件进行了立体式拼装。全桥100个节间， 除首、次节段采用独立胎座完成立体预拼 装外，其余节段均采用“模拟母梁段+4个 节间”的方式进行立体预拼装，检验合格 后，拆散成单根杆件运至工地。
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在洞身开挖完成后进行挂防水 板，施工二次衬砌。
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4、注浆、二次衬砌
Ø 围岩压浆 隧洞开挖及初期支护完成后进行围岩压浆施工 工艺流程： 钻孔→清孔→穿压浆管→压浆→封孔
Ø 回填注浆 工艺流程： 预埋注浆管 → 注浆→封孔
Ø 二次衬砌施作： 洞身开挖完成、隧洞初期支护完成且隧洞围岩和初期
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中央扣拉索： 采用φ74mm钢丝绳，全桥共设置
六对，共用钢丝绳6.6吨。
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5、索鞍
主索鞍、散索鞍：铸焊结合的混合构件；主索鞍分成 两半，各重约55t。散索鞍总重为72.3t。
主索鞍
散索鞍 5/26/2013
三、隧道锚施工关键技术
隧洞开挖
1、施工条件 Ø 施工场地狭窄，岩体破碎，岩溶发育，地质复杂
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3、钢桁梁架设主要设施 桥面吊机、运梁台车、吊索牵引装置、移动防护平台等
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3.1桥面吊机：全回转、全 液压式吊机，自重137.5t， 最大起重力矩为1540t.m （最大吊重70t，吊距 22m）。
为确保桥面吊机在架设中 上万无一失，对桥面吊机实 施了三重安全保障系统：
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四、钢桁加劲梁及其施工方法的选定
1、桥型方案比选
比
主跨400m三塔混凝土
较
斜拉桥方案
方
案
桥
主跨450m双塔混凝土
型
斜拉桥方案
布
置
主跨220m混凝土连续
刚构桥方案
主跨268m混凝土连续 刚构桥方案
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由于连续刚构桥方案墩高达300m，斜拉桥塔 高达430m，高墩、高塔施工难度和安全风险都 较大，工期长。坝陵河大桥采用主跨为1088m的 钢桁加劲梁悬索桥。
C型吊具吊装第20 至第25（26）节段
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桥面吊机提升、移动主桁片
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主桁片、主横桁片 形成桁架结构后， 进行提升，与吊索 连接。
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桥面板吊装、就位
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6.合龙
通过对钢桁梁工厂及现场试拼装，架 设过程中严格控制安装精度，及时检
测、纠偏，实现了主跨“零误差、 无应力” 精准合龙。
2、钢桁片工地现场拼装
施工现场，主横桁架按单片进行拼装；主桁架按两个 标准节段1+1方式进行拼装。
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3.桥面板按3+1的方式焊接、试拼装
半成品的单块 桥面板、纵梁、 横隔板等运至现 场后，在现场采 取 3+1（ 节 间 ） 进行钢桥面板焊 接和试拼装。
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4.首、次节段钢桁梁安装
坝陵河大桥工程建设关键技术
贵州高速公路集团有限公司
镇胜公路坝陵河北盘江大桥建设指挥部
周平
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汇报内容
一、工程概况 二、主要结构 三、隧道锚施工关键技术 四、钢桁加劲梁及其施工方法的选定 五、钢桁梁架设关键技术 六、关键技术创新 七、结语
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一、工程概况
大桥位于贵州省关岭县与黄 果树管理区交界处，是沪昆 国道主干线上跨越坝陵河大 峡谷的一座特大型桥梁，离 国家级风景旅游区黄果树约 7km。坝陵河河谷深切400～ 600m，桥面至常水位面高约 370m。
② 3
②③ 6
③ 4
④⑤ 7
按照分台阶开挖方式，以图中①--③的开 挖顺序进行前锚室洞身开挖。每一台阶开 挖完成后及时进行中空锚杆、架钢拱、挂 网、喷射砼初期支护。
按照分台阶分块开挖方式，以图中①--⑤ 的开挖顺序进行锚塞体及后锚室洞身开挖。 每一台阶开挖完成后及时进行钢筋锚杆、 架钢格栅、挂网、喷射砼初期支护。
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二、主要结构
1、主塔：门式框架结构。 •东塔：塔高185.788米。 •西塔：塔高201.316米。 •群桩:索塔承台下均采用32 根直径2.5米的群桩基础， 桩基长达60米。 •施 工 ： 两 岸 塔 柱 均 采 用 液 压爬模施工，均划分为43节 段，标准节段高4.5m（东） 和4.95m（西）。
隧洞围岩级别为Ⅲ、Ⅱ级，考虑开挖断面过大，开 挖时也采用台阶开挖方法。台阶分3～5个，台阶高度3～ 5m。中、下台阶采取左、右分部分块开挖。 Ø 开挖循环进尺
前锚室0.8～1.5m；后锚室2.0～2.5m。
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洞身施工步骤示意图
1 ①
Байду номын сангаас2 ①
5
8
洞身开挖施工示意图
说明 测设开挖轮廓线；
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2、锚碇
2.1东锚碇：为重力式框架锚 ，71米×45.5米×71米,混凝土 8.28万方，采用分块分层施工， 锚碇对称分成四大块，锚块23层 ,每层2米，采取大体积混凝土浇 筑工艺。
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2.2西锚碇：
西岸锚碇采用隧道 锚，锚洞轴线总长74.34 米，锚洞轴线倾斜度45 度，底面倾角达52度， 两个锚洞最小净距7米， 锚塞体浇筑混凝土数量 2.3万方。
桁梁的施工应力，在主 桁架第10、20、81、91 四个节间的上弦杆设置 临时铰，下弦杆断开。 钢桁梁施工过程设置多 铰，为世界首次。
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随着桥面吊机从主塔向跨中不断推进， 主缆的位置将越来越低，这时桥面吊 机的吊臂将与主缆及猫道发生碰撞。 因此需采用特殊吊具进行钢桁梁架设。
L型吊具吊装第12 至第19节段
为桥面吊机提供初始平台，索塔附近的首、 次节段采用 “地面拼装、整体起吊、后移就位” 施工方案。
第1节段吊装
第2节段吊装
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5.桥面吊机架设钢桁梁、中央侧桥面板
安装顺序：桥面吊机从东西两岸主塔向跨中逐段安装钢桁梁， 同时安装中央侧钢桥面板；
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临时铰的设置 为减少架设过程钢
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6.移动防护平台
在钢桁梁的下部设 置移动防护平台，作 为钢桁梁安装过程中 的施工作业平台和防 护平台。移动防护平 台长约36米，宽约34 米，利用钢桁梁的检 修车轨道系统行走。
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2、隧道锚
通过采用大断面、 大倾角、小间距的隧 道锚结构，成功将隧 道式锚碇应用于群洞 效应下的岩溶极端发 育区，解决了重力式 锚碇大开挖会对环境 产生破坏性影响的难 题，并节约了造价。
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3、钢桁加劲梁
钢桁加劲梁： 桁宽28.0m，桁 高10m，标准节 间长度10.8m， 重92.7t。全桥 共100个节间。 桥面板采用正 交异性钢桥面 板。
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索夹：采用低合金钢铸件，
半块索夹采用整体模型铸造。
吊索：骑跨式结构。每
个吊点设两根吊索，吊距10.8 米，直径φ60的钢丝绳。
4.工厂立体试拼装
工厂立体试拼装方案 为：在工厂模拟母梁 段+4个节间，一次拼 装4个节间。全桥100 个节间，其中主塔两 端各3个节间独立完 成试拼装，其余标准 节间全部在模拟母梁 段胎架中完成。
目的：加工制造误差消 除在工厂内。
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5.钢桁梁提升
间接牵引法：在主缆 上安装临时张拉装置， 通过提升钢桁架，使 钢桁架与永久吊索就 位、连接。
多变，隧洞开挖倾角大、断面大，群洞效应突 出。——施工难度大。 2、施工工序 Ø 隧洞开挖→出渣、运输→洞身衬砌、支护→注浆、 二次衬砌
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3、洞身开挖施工
Ø 前锚室开挖 隧洞围岩级别为Ⅳ、Ⅲ级，采用台阶法开挖,上台
阶先行开挖，一次开挖成形，中、下台阶紧跟，台阶高度 3～5m。 Ø 锚塞体、后锚室开挖
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3.3吊索牵引 装置：在主 缆上安装临 时索夹，并 采用临时吊 索连接到上 弦杆处的托 架上，与千 斤顶连接 。
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3.4移动防护平台：移动防护平台位于架设前一节段的钢桁架 下方，作为加劲梁安装作业平台和防坠落安全网，利用钢桁梁 的检修车轨道系统行走。
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（1）力矩限制器及风速仪组成 的安全监控系统； （2）各极限位置限动装置组成 的保障措施：棘轮停止器； （3）移动轨道梁上的防滑销栓。
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3.2运梁台车：运梁台车由两个小车组成。小车由横梁、立柱、 纵梁等组成，前后两小车之间用连杆连接，可根据运输部件尺 寸调节小车间的距离。
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交通运输部立项研究
子课题
序号
子项目
山区峡谷桥梁结构 抗风性能研究
隧道锚关键技术研 究
钢桁梁悬索桥施工 方案和控制研究
1 山区峡谷桥梁设计风参数研究 2 钢桁加劲梁悬索桥风洞试验 3 桥梁结构抗风措施研究 4 隧道锚勘察及现场试验 5 隧道锚边坡、围岩稳定及结构受力分析 6 隧道锚施工工艺及支护技术研究 7 隧道锚运营养护技术 8 施工方案和控制研究 9 施工全过程监控及仿真分析研究 10 施工监控程序
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主跨1088米的坝陵河大桥是国内首座跨度超千米的钢桁加劲梁悬索桥，其跨度 在同类型桥梁中位居“国内第一、世界第六”。全桥浇注混凝土25万方,各种 钢材6.5万吨（比鸟巢多2.3万t），共用各类高栓、螺栓100多万套。总概算约 14.8亿元。大桥于2005年4月18日正式开工，2009年12月23日完工通车，建设 工期4年零8个月。
五、钢桁梁架设关键技术
主要工序： 1、钢桁梁厂内立体试拼装、拆散、运输 2、钢桁片采用1+1的方式工地现场拼装 3、桥面板采用3+1的方式焊接、试拼装 4、首、次节段钢桁梁“地面拼装、整体提升、后移
就位” 5、桥面吊机架设钢桁梁、中央侧桥面板 6、合龙 7、正交异性桥面板安装、焊接 8、桥面铺装
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支护变形基本稳定后进行二次衬砌施工。
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5、西锚碇施工
西锚碇包括锚体和锚固系统。
• 锚体： 由锚塞体、散索鞍支墩、前锚室、主缆护室组成。
¬ 预应力管道精确定位 分层浇筑、分节支撑、分段接管、实时监控
¬ 大体积混凝土温控 进行专题温控设计，采取埋设冷却水管、掺粉煤灰等措施， 确保混凝土不 产生有害裂缝。
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六、关键技术创新
国际首创：6项 国内首创：10项 专利： 9项 新工法： 6项
国际首创：6项（倾角最陡隧道锚、锚塞体规模最大隧道锚、锚洞最小间距隧 道锚、飞艇施放先导索、气动翼板抗风、桥面吊机架设钢桁梁设置4铰施工） 国内首创：10项（主跨1088米钢桁梁悬索桥、桥面吊机、移动防护平台、运梁 台车、临时铰、钢桁梁间接提升装置、中央扣拉索、机制砂混凝土一次性垂直 泵送达200米、最大规模加速养生装置、移动塔吊） 专利：9项（桥面吊机、移动防护平台、运梁台车、临时铰装置、钢桁梁间接 提升装置、吊具、气动翼板、索股水平放索装置、混凝土防离析装置） 新工法：6项（桥面吊机架设悬索桥，飞艇施放先导索、移动塔吊、间接牵引、 混凝土防离析、索股水平放索、母模立体试拼装）
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7.正交异性桥面板安装、焊接
单块桥面板、纵梁、横隔板等运至现场后，在现 场采取3+1（节间）方式进行钢桥面板焊接和试拼装。 桥面板分为：桥轴线侧部分，宽约5.3m，桥边侧部分， 宽约7.2m。在全桥钢桁架安装完毕后，桥面吊机向边 跨退回时安装。
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跨中合龙后，桥面 吊机后退时安装边 侧桥面板。
2、钢桁加劲梁架设施工方法选择
悬索桥的钢桁加劲梁架设，一般采用桥面吊机法、 跨缆吊装法、缆索吊吊装法。
Ø跨缆吊装法：无通航条件，不能用船舶运输钢桁梁；
Ø缆索吊装法：1、场地狭窄，无整体节段拼装场地； 2、跨度大，设备成本较高。
最终决定采用桥面吊机法。
困难：国内无现成的架设经验可借鉴，国外桥面吊机已 停产，也无现货可租赁。
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Ｕ肋、横梁、纵梁，按“先栓后焊” 进行栓接， 焊接按照先纵缝后横缝，由跨中向两边对称实施。
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8、桥面铺装
采用双层环氧沥青混凝土，厚度5.5cm。下层厚2.5cm， 上层厚3.0cm。为实现大桥12月建成通车，采取了加速养生 措施,养护时间缩短至20天。
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1、大跨径钢桁加劲梁悬索桥
主跨1088米，跨度“国内第一，世界第六”的大跨 径钢桁加劲梁悬索桥。
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3、桥面吊机
其设计、加工、制造和运用，国内均无现成的经验可 借鉴。大桥成功地研制出我国第一台用于悬索桥架设的桥 面吊机，并摸索出一套成熟的桥面吊机架桥技术。
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