桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥施工技术研究

桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥施工技术研究———————中铁十八局第四工程有限公司

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桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥施工技术研究

鉴定技术文件

编制单位：中铁十八局集团第四工程有限公司

编制时间：二零零六年九月

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2 目 录

1、桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥施工技术研究

2、主塔结构预制施工技术

3、精扎螺纹张拉施工技术

4、主塔竖转提升技术

5、施工监控技术

6、施工技术及社会效益分析

7、科技查新报告

8、用户意见

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冷却管埋设的现场照片

冷却管的埋设现场

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主塔预制加工现场

主塔预制加工现场

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钢锚箱张拉现场

钢锚箱张拉控制平台

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主塔提升前准备情况

提升过程中主塔情况

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主塔提升完成后主塔姿态

调索完成后的人行天桥

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鉴定技术文件之一

桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥

施工技术研究

编制单位：中铁十八局集团第四工程有限公司

编制时间：二零零六年九月

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9 桥塔分离式钢斜塔密索斜拉桥施工技术研究

(一)、任务的来源及依据

钢斜塔密索斜拉桥整体竖转提升成套技术研究是根据中铁十八局集团有限公司科技发展计划第（G06—01）号合同进行研究开发的，研究开发工作由中铁十八局集团第四工程有限公司第一项目经理部现场组织实施。

泰达人行天桥工程是天津技术开发区的2005年的八大重点工程之一，位于开发区中心区域金融区泰丰公园附近，跨越泰达大街，是天津开发区实用价值与景观效果并重的人行天桥。天桥与下穿泰达大街基本正交，其中主桥和主塔全部采用钢结构，桥梁主体为钢结构单斜塔密索斜拉人行桥，由斜塔、主受力后背索、左右稳定索和桥面空间斜拉索组成空间受力体系，该类型的桥梁在国内尚属首次，施工中采取了较多的新工艺，针对施工中的技术难点重点，课题组经过刻苦攻关，从2004年12月到2005年12月，共完成了以下的专题研究：基础混凝土施工技术（大体积混凝土施工）；主塔结构预制施工技术；桥梁吊装施工技术；精扎螺纹张拉施工技术；主塔竖转提升技术；施工监测技术。在规定的时间内，圆满地完成了合同书的任务要求。

(二)、工程概况

泰达大街人行天桥位于开发区中心区域金融区泰丰公园附近，跨越泰达大街,是开发区景观效果与实用价值并重的人行天桥（图2-1）。

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图2-1a 泰达大街人行天桥效果图

图2-1b 泰达大街人行天桥俯视图

泰达大街人行天桥为钢结构单斜塔密索斜拉桥。该桥主跨跨径92.5m ，桥面全宽6.5m 、净宽4m ，是由空间斜塔、主受力后背索、左右稳定索和桥面空间斜拉索组成的空间受力体系，塔与梁体结构分离（图2－2）。

图2-2（a ）全桥立面布置图

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图2-2（b ）全桥平面布置图

桥梁桥面结构系（图2－3）由2根主纵梁及35根中横梁、2根端横梁组成纵横梁体系。纵横梁上为工字钢次纵梁、次横梁桥面系。上铺8mm 厚花纹钢板，钢板上为3.5～5.5cm 厚的压花混凝土桥面铺装。

图2－3主梁横断面构造图

桥塔顶部至地面垂直高度35.05m ，整体重量381.47t ，分为倾斜段和水平段，桥塔倾斜段斜长53.63m ，与地面夹角43.5°,桥塔为矩形变截面钢塔，截面尺寸（图2－4）自根部4×2.5m 变化到顶部3×2.5m ；水平段总长为14.23m ，截面尺寸自根部3.5×2.5m 变化到顶部1.5×2.5m 。

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图2－4主塔横断面构造图

拉索分为后背索，左右稳定索和桥面索。后背索及左右稳定斜拉索锚固端分别设置在塔的倾斜段后侧和水平段底面，以稳定桥塔，桥面空间斜拉索在桥面上沿顺桥向每5米一道，横向作用于桥面两侧。所有斜拉索均采用平行钢丝束成品索，θ5mm 高强镀锌平行钢丝，后背索规格为8根θ5×283，左端稳定索规格为5根θ5×13，右端稳定索规格为5根θ5×19，桥面斜拉索全桥共用17对，规格为θ5×19。桥梁主塔采用现场搭设支架拼装，然后竖向转体提升使主塔线形达到设计要求。

(三)、主要研究的内容及关键技术

针对本工程的特点，课题组经过仔细分析，确定本工程在施工中主要存在以下难点：

1、泰达大街人行天桥工程7#承台为主塔的承台，7#承台尺寸为19.27米*9.6米,厚度均为3.5米,混凝土采用C30钢筋混凝土,混凝土体积过大,混凝土施工中散热的问题需要采取措施。

2、主塔的钢材全部采用Q345qD ，属于特种钢材，其焊接工艺和预拼装

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13 均为新型技术，而且是景观工程，表面控制指标严，施工难度。作为攻关难点进行攻关。

3、主塔稳定主要依靠后备索进行锚固，后备索的锚固受力部位钢锚箱的安装和锚固及张拉是主要施工工艺，作为重点和难点进行研究。

4、主塔的安装高度34.7米,经过专家论证,采取整体竖转的方式提升主塔,施工方法,在世界罕见,施工控制难度大,作为研究工作的确重点和难点。

(四)、总体施工方案

经过分析研究，泰达人行天桥工程整体施工开始分成两部分分头组织施工，在主塔提升和主梁吊装完成后统一进行挂索，张拉，完成主体施工。

(五)、取得的主要技术成果

1、特种钢材的焊接、拼装、安装工艺总结

泰达大街人行天桥工程的主塔采用Q345qD 特种钢材，焊接工艺、焊接顺序十分复杂，拼装顺序、安装通过各个阶段的预制和预拼总结特种钢材的焊接工艺。

2、主塔的安装高度34.7米,经过专家论证,采取整体竖转的方式提升主塔,施工方法,施工控制难度大,作为研究工作的确重点和难点.

3、多孔精扎螺纹钢筋的就位和张拉技术、工艺，作为重点和难点进行研究。

4、通过计算分析，确定了在多组索（背索、拉索、稳定索）同时作用

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14 下，结构平衡受力的调索方案，并通过动态监控保证了索力调整过程中结构的安全性，满足了整桥的线性要求，保证整体结构的景观效果。在拉索、稳定索上首次采用了叉耳式锚固连接结构和叉耳式内旋锚固连接结构。

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15 鉴定技术文件之二

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泰达大街人行天桥塔柱制造

技术

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编制时间：二零零六年九月

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16 泰达大街人行天桥塔柱制造技术

(一)、工程简介:

泰达人行天桥的主塔顶部至地面垂直高度34.7m ，整体重量381.47吨。 桥塔为矩形变截面钢塔，截面尺寸自根部4m ×2.5m 变化到顶部3m ×2.5m ；水平段总长为14.23m ，截面尺寸自根部 3.5m ×2.5m 变化到顶部 1.5m ×

2.5m 。全部采用特殊板才材Q345qD,板厚从20mm —65mm 不等.

(二)、制造方案的确定

板单元制造；

箱体单元制造；

主塔整体进行成组预拼；

主塔厂内按6个节段进行制造，预拼装时将2至5节段焊接成整体，则现场安装按3个节段进行吊装。节段划分见图4-1所示：

图4-1 节段划分图

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(三)、关键技术:

特殊结构钢板材的焊接工艺评定 拼状精度的控制技术

(四)、钢结构制造评审和阶段总结方案

钢结构制造过程中分阶段对其制造工艺进行评审并及时总结，根据评审结论完善制造工艺，指导后续生产。根据钢结构制造程序，拟定以下评审项目见表4-1：

钢结构制造评审一览表 表4-1

在评审项目中，首件单元评审通过后，才能进行单元大批量生产；首制节段预拼装通过评审后，才能进行后续单元的生产。

通过钢结构制造评审，公司将对各阶段制造工艺进行完善处理并及时总结，并向业主和监理提交书面总结报告。

(五)、钢结构制造工艺流程

钢结构制造工艺流程图如图4-2所示：

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工装设计

现场分段组装运输成桥环缝焊接

成品标识涂装三维建模及放样物供采购转化设计工艺评定试验设计院提供图纸合同交底

技术交底单元件制造

部件加工

零件加工下料

标记

首制件评审

及预拼

分段制造竣工文件整理

图4-2 钢箱梁制造工艺流程图

(六)、工艺评定试验

1、焊接工艺评定

焊接工艺评定是编制焊接工艺的重要依据，而焊接工艺又是焊接人员进行焊接操作的唯一指导性文件，科学而合理的焊接工艺评定是保证焊接质量的最重要的前提条件。公司将焊接工艺评定试验作为焊接关键控制项目之一，在该项目实施中，公司将模拟各种工况进行焊接工艺评定，保证焊接工艺评定的先进性与科学性。

a 、焊接工艺评定是编制焊接工艺的依据，应在钢结构制造开工前完成。

b 、评定试验用的母材应与产品一致，尽可能选用碳当量偏高的母材制

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19 备试板。

c 、选用的焊接材料应使焊缝的强度、韧性与母材相匹配。

d 、试板焊接时，要考虑坡口根部间隙、环境和约束等极限状态，以使评定结果具有广泛的适用性。

e 、根据本桥设计图纸和有关规定，编制《焊接工艺评定方案》，并经总工程师审批后报监理工程师认可。

f 、根据批准的《焊接工艺评定方案》，模拟实际施工条件，逐项进行焊接工艺评定试验。

g 、焊接工艺评定试验后形成的《焊接工艺评定试验报告》，经过专家评审并报监理工程师批准生效。

h 、根据《焊接工艺评定试验报告》编写各种焊接接头的施工作业指导书（焊接工艺）。焊接作业指导书经监理工程师批准认可后方可根据焊接作业指导书的内容组织焊接施工。

i 、根据焊接工艺评定所形成的工艺文件应在生产中进行跟踪、检查并补充和完善。

(1)、试板制备：

选用C 、S 、P 等化学成份含量偏标准上限且冲击韧性偏标准下限的母材制备。埋弧自动焊试板长度不小于600mm ，其它焊接方法试板长度不小于400mm 。本桥工艺评定所用试板材质均为Q345qD 。

(2)、焊接工艺评定试验内容

a.确定选用的焊接材料的牌号及规格；

b.确定焊接方法、焊接位置及焊接顺序；

c.确定合理的焊接参数、预热温度（必要时采取紧急后热措施）、层间温度；

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d.确定合理的坡口形式及尺寸；

e.确定不同钢板厚度、不同焊接接头形式相应的定位焊的焊段长度、焊段间隙及焊脚高度。 (3)、质量检验

a.外观质量检验符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)一级焊缝质量标准。

b.对接焊缝进行100％超声波探伤，质量等级为Ⅰ级；并在200～300mm 的长度范围进行X 射线照相 ，质量应符合《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）第4.7.11条第7款的规定。

c.主要角焊缝应沿焊缝全长进行超声波探伤，质量等级为Ⅱ级。 (4)、焊接接头性能试验试件的截取、加工及试验方法均按国家标准《焊缝金属及焊接接头力学性能试验》(GB2649—2656)的规定进行。机械性能试验验收应按照《铁路钢桥制造规范》（TB10212-98）附录C 焊接工艺评定部分C.3.6要求进行。如下表所示：

① 弯曲角α=180°；

② 缺口开在焊缝中心及熔和线外1.0mm 处各3件 （00C 冲击试验）。

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2、工艺评定试验项目

工艺评定试验项目见下表所示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/jgal.html