1-2--矮寨大桥关键技术与创新

吉首岸
B35
B36
B33’
茶洞岸
由跨中向两岸对称架设
钢桁梁架设试运行
B36梁段待牵引状态
向跨中牵引
B36梁段到达设计位置
用缆载吊机提升钢桁梁
钢桁梁由跨中向两岸延伸
矮寨大桥钢桁梁于2011年8月20日全桥合龙。
11、桥面系安装
钢纵梁安装
混凝土 桥面板 钢纵梁
球形 钢支座
桥面系为迭合梁：球形钢支座焊于桁梁的横梁上，纵梁与支座用高强 螺栓连接。全桥1936片钢纵梁，1660片预制砼板，历时30天安装完毕。
2、地理复杂
矮寨大桥矗立于山峰之巅
桥位处山峦起伏，悬崖陡立，峡谷纵横捭阖，山道崎岖。
两岸悬崖地质复杂
索塔下方溶洞、裂隙、溶沟等不良地质十分发育。
3、气象多变
云遮雾绕
冰天雪地
急风骤雨
4、极具挑战
大桥下方是国道和矮寨镇
大桥施工全过程，始终与209国道的安全息息相关。
矮寨盘山公路
被称为中国公路奇观的盘山公路，交通拥堵，严重制约
绿色的观光通道
三）民族团结之桥
1. 民族团结：苗汉同心，共建奇观
民族团结：苗汉同心，共建奇观
四）历史传承之桥
1. 历史传承：湘川公路、吉茶高速
历史传承：湘川公路——吉茶高速
矮寨盘山公路纪念雕塑－开路先锋
历史在这里交汇融合，继往开来。
创造梦想与奇迹，天堑变通途。
湖南路桥祝大家身体健康,万事如意！
矮寨特大悬索桥
关键技术与创新
主讲人：张念来
湖南路桥建设集团公司 (2015年3月31日)
目录
一．工程特点 二．施工技术 三．全桥总结
一、工程特点
1. 气势雄伟 2. 地理复杂
3. 气象多变
4. 极具挑战
1、气势雄伟
气势磅礴的矮寨大桥
矮寨大桥主跨1176m，雄跨德夯大峡谷。
茶洞岸索塔
索塔采用不等高设计，茶洞岸索塔高62m，减少了8万
经综合检查评定，矮寨大桥总体质量达到优良。开工 建设4年多来，未发生一起重大安全事故。
三、全桥总结
一）科技创新之桥
1. 四个第一：最大跨度、轨索架梁、塔梁分离、岩锚吊索 2. 科技创新：新技术、新结构、新材料
跨峡谷悬索桥世界第一
矮寨大桥主跨1176m，桥面到峡谷底部高355m，目前 为世界上跨峡谷的悬索桥中世界第一。
有一颗子弹的威力，落地时，时速高达300公里/小时。
二、施工技术
1. 基础：地基处理、危岩处理、爆破安全 2. 索塔：液压爬模、横梁支架
3. 锚锭：大体积温控、预应力管道定位；
4. 索鞍：索鞍运输、重力锚散索鞍横移； 5. 先导索：采用飞艇架设； 6. 猫道：分离式、托架法； 7. 主缆：控制下滑、反拉入锚、索股线形控制、紧缆； 8. 索夹：大型中央扣、紧固螺栓 9. 吊索：一般吊索、岩锚吊索、碳纤维； 10. 钢桁梁：轨索滑移法；
B、实施情况
1）吊鞍安装
吊索叉耳与吊鞍连接
全部吊鞍安装完成
2）轨索架设
采用托架法架设轨索
轨索
吊鞍托辊
定位绳卡 纵向定位绳
吊鞍纵向定位
轨索牵引
3）轨索锚固
轨索茶洞端锚固于隧道洞口
轨索在吉首岸的锚固
通过滑车组连接轨索
通过配重块调节轨索张力
2根预应力锚索对应一根轨索
采用CPS预应力锚索锚固
隧道锚分层浇筑图
隧道锚洞外基坑
隧洞开挖
预应力锚垫板安装
4、索鞍吊装
散索鞍运输
散索鞍吊装
散 索 鞍 吊 装
散索鞍安装到位
主索鞍
格栅吊装
主索鞍吊装
5、先导索架设
先导索架设
飞艇架设先导索
迪尼玛绳先导索
飞艇放飞
遥控飞艇
2010年3月28日采用飞艇进行先导索架设
6、猫道架设
J00岩锚吊索
岩锚吊索分布图
C00、C01岩锚吊索
其中C00吊索下端的岩锚索，采用碳纤维作为预应 力筋材，最大的一束预应力张拉吨位达到250吨。
10、钢桁梁架设
A、方案研究
一、缆载吊机方案
代表工程：中国西堠门桥
二、桥面吊机方案
代表工程：日本明石海峡桥
三、缆索吊方案
代表工程：中国四渡河大桥
方的山体开挖。
吉首岸索塔
吉首岸索塔高130m，距离前方悬崖150m。
重力式锚锭
重力锚砼方量达7万m³，利用前方山体来承受巨大的
水平推力。
隧道式锚锭
隧道锚巧妙的利用地形，将混凝土方量降低至1.5万m³。
岩锚吊索
采用岩锚吊索，控制空缆段线形，避免主缆应力集中。
钢桁梁加劲梁
钢桁梁全长1000.5m，桁高7.5m，宽27m，分为69个节段。
采用轨索滑移法为世界首创
新技术：采用轨索移梁法架设大桥钢桁梁
采用“塔梁分离结构”为世界首创
新结构：塔梁分离、无梁区设置岩锚吊索
首次采用碳纤维锚索
新材料：岩锚采用碳纤维作为预应力筋材
二）自然和谐之桥
1. 自然和谐：节能环保、人性化设计
2. 两型社会：环境友好型，资源节约型
自然和谐：节能环保、人性化设计
11. 桥面系：桥面板安装、配合钢桁梁刚接；
12. 主缆防护：采用硅烷改性密封膏。
1、基坑开挖
吉首岸索塔基础开挖方量达35万m³。
开挖前
开挖后
清表
塔基坑开挖成形
岩体开挖
索塔基坑开挖成形
基坑溶洞处理
溶洞上口 清理回填片石
完成清理
回填混凝土
钻孔
岩芯
压浆设备
灌浆
2、索塔施工
塔柱浇筑
索塔采用液压爬模法施工，每次浇筑混凝土4.5米。
轨索移梁系统构成
永久吊索 轨索
运梁小车
吊鞍 钢桁梁标准节段
吊鞍、吊索、轨索
运梁小车全铰链结构
轨索钢丝绳安全系数提高至3.4倍
原设计为56-ZZZ-1470型密封绳。
优化后为 60-ZZZ-1570型密封绳。
单根轨索预张拉吨位为105t
2009年12月整体模型试验
2009年12月足尺模型试验获得成功
横梁施工
索塔横梁采用落地钢管桩支架施工。
索塔全景
索塔采用门式框架结构，混凝土标号为C55。
索塔全景
索塔采用门式框架结构，混凝土标号为C55。
3、锚锭施工
重力锚后方地形
重力锚后方三面临崖，基坑开挖十分困难。
重力锚基坑齿坎
重力锚分层浇筑
支墩基础浇筑
散索鞍支墩
重力锚三角区
隧道锚后方地形
4）运梁小车安装
运梁小车组装
临时悬挂
5）节段拼装
标准节段一般构造
上弦杆
主横桁架上横梁
Leabharlann Baidu抗风稳定板 下弦杆
上平联 下平联 主桁斜杆
节段拼装流程
节段拼装流程
茶洞岸拼梁场
吉首岸拼装场
6）节段入轨
节段入轨方案示意图
下放临时吊点滑车组
放松吊点，使钢桁梁悬挂于小车下方
7）牵引就位
钢桁梁架设总体拼装顺序
大桥施工物资的运输。
吉首岸便道
这条长达13公里的施工便道，承载着近25万吨材料设备
的运输工作。最重的单件——散索鞍84吨，也由此运抵。
在垂直岩壁上施工
茶洞岸的桥台和隧道口设置在近乎垂直的岩壁上，向下
开挖高度达60多米，而下方就是日夜通行的矮寨盘山公路。
三百多米高空的架设钢梁
桥面距峡谷底部高达355m，哪怕掉下一颗螺栓，都会具
紧缆后的主缆
紧缆后，索夹位置的主缆直径为844mm，孔隙率
17%，完全满足设计要求。
8、索夹安装
索夹
穿入索夹螺栓
导入索夹螺栓轴力
2010年12月27日完成索夹安装
9、吊索安装
吊索
吊索在猫道上的运输
吊索下放
吊索就位
2011年1月31日完成吊索安装
岩锚吊索分布图
C00、C01岩锚吊索
调整索股锚跨张力
采用绝对高程法控制基准索股线形
采用层距法控制一般索股线形
索股在日照下扭转
解除散索鞍约束
索股架设完成
2010年10月20日完成主缆架设，历时3个月，最快一天完
成6根索股牵引、定位。
未紧缆前的主缆
主缆索股架设完成后，缆形控制良好，呈正六边形。
2010年11月24日完成紧缆工作
桥面板安装
桥面板安装
在桥面板架设过程中，顺利的完成了钢桁梁由铰接
到刚接的转换。
12、主缆防护
缠丝前防护
主缆缠丝前采用硅烷改性密封膏刮涂，填充钢丝缝隙。
主缆缠丝
主缆涂装
全桥动静载试验
2011年12月26日启动全桥动静载试验
测试结果显示：矮寨大桥结构受力性能完全满足设计要求。
质量安全情况
四、荡移顶推法
代表工程：法国察瓦诺大桥
五、轨索滑移法
除了以上四种方法外，在历次的研讨会上，专家们还提出了“轨索 滑移法”、“顶推滑移”、“以主缆为承重索的缆索吊”、“跨缆吊机 负载行走”、“跨缆吊机悬拼”等创新方案，最终选定了“轨索滑移法” 方案，成功的解决了矮寨大桥钢桁梁架设的难题。
轨索移梁架设方案总体思路
猫道牵引系统架设
托架法架设猫道承重索
猫道面网结构
猫道面网铺设
面网及横通道架设完成
2010年7月20完成猫道架设
形成牵引系统
7、主缆架设
采用平行索股法架设主缆
主缆由169股、每股127根直径为5.25mm钢丝组成。
重力锚后方没有场地
重力锚后方是陡峭的山谷，完全没有施工场地。
主缆索股存放场
吊装索股盘
索股运输平车
横向天车
索股架设起始位置
索股由茶洞岸向跨中下坡
索股在猫道上的牵引
索股在吉首岸边跨
索股经过吉首岸锚跨
索股前端锚头牵引至重力锚三角区
存留在钢盘中的索股尾端
用塔吊辅助将钢盘中的索股放出
用塔吊辅助将钢盘中的索股放出
将索股锚头向隧道锚前锚面牵引
重力锚前锚面
索股张拉