组合结构桥梁及顶推施工技术九堡大桥

2. 组合结构桥梁的创新构思
2.3 施工方法
常规施工方法
需在江上搭 设临时墩和支架 ，进行拱肋安装 和桥面系施工。
存在的问题
–施工难度大 –造价高 –对通航影响大 –安全隐患多
顶推 施工 方法
以以少少量量的的临临时时杆杆件件和和顶顶推推设设备备，，免免除除了了常常规 施规工施中工大中量大的量临的时临墩时和墩支和架支系架统系，统变，水变上水施上工施为 岸工上为施岸工上。施工。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.3下部结构
主桥：墩身为“V”型墩，基础 为18根Φ 2m钻孔灌注桩，平均桩长 95m。 引桥：墩身为单体板式空心墩 ，基础为5根Φ 1.8m钻孔灌注桩， 桩长88-95m。下部结构与预应力砼 连续梁相比工程量节省一半。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
2. 组合结构桥梁的创新构思
2.1 技术挑战
国内的组合结构桥梁在研究与应用方面相对落后，设 计规范还不完善，工程实践少。
采用组合结构桥梁，必须充分体现其经济性优势。以 组合箱梁桥为例，要使其工程造价不高于同等规模的预 应力混凝土箱梁桥，才能具有市场竞争力。
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.4 顶推辅助设备
风缆
风缆连接主拱与主梁，每跨布置8根，采用预应力钢索，每 根预张拉35t。在风载情况下，有效约束拱肋变形，并且减小 临时撑杆对连接板的扭矩变形。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
连杆节点
内腹板
பைடு நூலகம்
横隔板
面板
腹板单元
面板单元
底板
吊耳
外腹板
横隔加劲
主拱肋
隔板单元 底板单元
副拱肋
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.4 上部结构
主桥加劲梁为等截面钢-混凝土组合结构，高4.5m，宽37.7m； 其中，钢梁由主纵梁、横梁、小纵梁组成，桥面板为26cm厚钢筋
4. 杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.1 步履式平移顶推系统
步履式平移顶推
垫箱
系统主要包括上部滑
移结构、顶升支撑油
缸、顶推移动油缸、
横向调整油缸。其主
要功能为集顶升、平
推、横向调位于一体。
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.3 顶推施工工艺
主桥施工工艺（4）
拼装第三跨拱梁
安装后导梁
组合结构桥梁及顶推施工技术
顶推三跨拱梁
顶推到位
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
落梁及体系转换
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.3 顶推施工工艺
拆除前、后导梁
引桥顶推到位
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
4.杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
4.1 施工场地布置
陆上施工区：生活区、后场生 产区、预制场、钢结构拼装场
水上区：下部结构施工区
北岸大堤
陆上区（杭州）
PN6
PN5
大堤
钱
PN4
PN3
钢栈桥
PN6 PN5
PN4
PN3
后场生产生活区
组合结构桥梁顶推施工技术
下部结构造价减少约50%，全桥总造价基本持平。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
目录
1. 杭州九堡大桥工程概况
2. 组合结构桥梁的创新构思
3. 步履式顶推的技术原理和关键技术
3.1 步履式平移顶推系统 3.2 顶推设备工作原理 3.3 顶推施工工艺 3.4 顶推辅助设备
组合结构桥梁及顶推施工技术杭州九堡大桥
2013年6月
目录
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.1 工程背景 1.2 桥式布置 1.3 下部结构 1.4 上部结构
2. 组合结构桥梁的创新构思
3. 步履式顶推的技术原理和关键技术
4. 杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
4.杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
4.2 安装平台、支架搭设
组合结构桥梁顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
4.杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
4.3 墩旁支架、临时墩施工
组合结构桥梁顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
4.杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.2 桥式布置
大桥全长1855m，全桥孔跨布置为：55m+2×85m+90m（北侧
引桥）+ 3×210m（主航道桥）+90+9×85+55m（南侧引桥）。
主桥与引桥分别采用大跨度连续组合拱桥与连续组合箱梁桥。
杭州
一合同段945m
全桥1855m
二合同段910m
萧山
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
2. 组合结构桥梁的创新构思
2.2 设计特点
组合拱桥的桥面板没有配置预应力束；组合箱梁桥的桥面 板横向配有体内预应力，无纵向预应力。
纵向均采用允许桥面板开裂、控制裂缝宽度的原则设计。 既方便了施工、提高了施工作业效率，也为桥面板的更换以 真正实现桥梁百年寿命奠定了基础。
3.3 顶推施工工艺
安装导梁
安装临时撑杆
安装顶推设备
拆除主拱拼装牛腿及副拱支架
顶推第一跨拱梁
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.3 顶推施工工艺
拼装第二跨拱梁
顶推两跨拱梁
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
水 中 区（865m）（萧山）
PN2
塘 PN1
水流
PN2
钢栈桥
PN１
通航孔
钢栈桥
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
通航孔 江 PS1
PS１
PS2
接 标段栈桥
PS2
2010.12.1
4.杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
4.2 安装平台、支架搭设
组合结构桥梁顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
T型腹板竖 向加劲
T型底板 横向加劲
底板
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
目录
1. 杭州九堡大桥工程概况 2. 组合结构桥梁的创新构思
2.1 技术挑战 2.2 设计特点 2.3 施工方法 2.4 全寿命经济性
3. 步履式顶推的技术原理和关键技术 4. 杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
2010.12.1
目录
1. 杭州九堡大桥工程概况
2. 组合结构桥梁的创新构思
3. 步履式顶推的技术原理和关键技术
4. 杭州九堡大桥多点同步顶推施工实例
4.1 施工场地布置 4.2 安装平台、支架搭设 4.3 墩旁支架、临时墩施工 4.4 吊装设备安装 4.5 钢结构拼装 4.6 顶推施工
组合结构桥梁及顶推施工技术
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.4 顶推辅助设备
钢导梁采用80t履带吊分段安装。为双板式梁结构，长度45m，为顶推跨 径的0.48，其刚度大。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.1 步履式平移顶推系统
监控系统
所有设备均连 接至总控制系统， 总控系统设有自动 控制系统及手动控 制系统、监控系统。
自动控制系统
手动控制系统
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.4上部结构
主桥为3×210m连续梁-拱组合体系拱桥， 桥面系为钢－ 混凝土组合结构， 钢结构总重约13000吨。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
2. 组合结构桥梁的创新构思
2.3 施工方法
组合拱桥的钢 梁与钢拱均采用 岸上逐跨拼装后 顶推施工，且 210m跨间仅设 置1座临时墩。
临时墩
组合箱梁桥的钢梁也采用岸上逐跨拼装后顶推施工， 且85m跨间不设临时墩。
组合结构桥梁及顶推施工技术
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.1 工程背景
九堡大桥是钱塘江 （杭州段）规划建设 的十座大桥之一。桥 位处江面宽1.7km。
为城市快速路，设 置双向六车道+两侧缓 行道。
北岸 杭州
九
堡 大
塘
桥
科
钱
园 大
道
南岸 萧山
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
江
2010.12.1
3.2 顶推设备工作原理
顶推设备顶升 托起钢拱梁
设备前进，钢 拱梁平移顶推
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.2 顶推设备工作原理
顶推设备下落， 钢拱梁落于两 侧垫梁
顶推设备回程， 完成一个行程 顶推
组合结构桥梁及顶推施工技术
混凝土板。
小纵梁
组合结构桥梁及顶推施工技术
横梁 主纵梁
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
主纵梁
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.4 上部结构
引桥上部结构采用大悬臂的宽箱结构形式，由槽形钢 梁与混凝土桥面板组成，箱梁宽31.5m，梁高4.5m，底板宽 11.5m。
顶板 斜向撑杆
腹板 斜向撑杆
箱梁配有体外预应力束，目的在于利用预应力的高强性能 改善结构受力状态，实现减少钢材用量与改善负弯矩区桥面 板受力的目的。
预制桥面板安装后，组合箱梁桥横隔系的受力呈以轴向拉 压为主的桁架受力状态，结构受力表现出显著的高效性。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.3 顶推施工工艺
拼装平台
临时墩
南北两岸施工合同段 的交界墩PS2
陆上拼装区
主拱支架
箱梁、主拱、副拱拼装
陆上拼装区
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
组合结构桥梁及顶推施工技术
钢导梁
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.4 顶推辅助设备
临时撑杆是实现 拱梁整体顶推的主要 措施之一。拱梁节段 拼装焊接完成后，安 装临时撑杆。撑杆两 端与拱梁采用铰接连 接，最大轴向力 1300t左右。
组合结构桥梁及顶推施工技术
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
2. 组合结构桥梁的创新构思
2.3 施工方法
传统顶推法：
推动或拖动梁体在支点上滑移，需要对钢结构进行 加强，以满足拖拉施工时局部受力与稳定要求，费用将 远远高于顶推设备增加的费用。
步履式顶推法：
不必对主体结构进行加强，通过对千斤顶的同步和 平衡控制技术保证结构受力的均匀与可靠，以实现总的 工程造价最经济。
横向调整油缸
顶升支撑油缸
顶推移动油缸
顶推滑移面
顶推设备
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
3.步履式顶推的技术原理和关键技术
3.1 步履式平移顶推系统
各墩横向两套顶推 设备共用一套泵站，泵 站设有就地控制系统。
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
1.4 上部结构
主桥拱肋由主拱肋、副拱肋及其横向连杆组成。主拱肋外傾 12º，副拱肋轴线为空间扭曲曲线。
主拱肋
横向连杆
33m 43.784m
副拱肋
组合结构桥梁及顶推施工技术
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
1. 杭州九堡大桥工程概况
1.4 上部结构
主桥的主拱肋采用矩形截面，宽2.2m、高3.2m；副拱肋采用 方形截面，边长1.5m。
杭州市九堡大桥工程建设指挥部
2010.12.1
2. 组合结构桥梁的创新构思
2.4 全寿命经济性
杭州九堡大桥工程的经济性指标：
上部结构用钢量：组合拱桥为0.55t/m2，组合箱梁 桥为0.39t/m2。
工程造价：组合拱桥为1.50万元/m2、组合箱梁桥 为0.89万元/m2）。
经济性比较：
与同等规模钢结构桥梁相比，工程造价明显降低。 与同等规模预应力混凝土桥梁相比，因自重减轻，