重慶橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展演示

（優(yōu)選）重慶橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展第一頁，共五十頁。重慶橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展山西省交通科學(xué)研究院

姬兵亮第二頁，共五十頁。內(nèi)容提要一、重慶橋梁建設(shè)發(fā)展概況二、拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展三、預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展四、山區(qū)懸索橋的發(fā)展五、重慶斜拉橋的特色第三頁，共五十頁。一、重慶橋梁建設(shè)發(fā)展概況

重慶山巒起伏，江河眾多，山環(huán)水繞，是一座典型的山水城市，她的經(jīng)濟(jì)發(fā)展得益于橋梁建設(shè)。隨著西部大開發(fā)和交通大發(fā)展的進(jìn)行，重慶橋梁建設(shè)的數(shù)量和速度急劇上升，已修建橋梁5000多座，

僅座落于主城區(qū)長江和嘉陵江的就28座。其中：已建好的有20座，在建的4座，即將開建的4座。第四頁，共五十頁。在已建和在建的28座長江特大橋中：拱橋5座（最大跨徑552m）預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)4座（最大跨徑330m）斜拉橋12座（最大跨徑460m）懸索橋5座（最大跨徑600m）鋼桁架橋2座（最大跨徑192m）重慶橋梁建設(shè)發(fā)展概況

第五頁，共五十頁。在嘉陵江上已建特大橋12座，在建特大橋4座，其中：預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)10座（最大跨徑250m）拱橋2座（最大跨徑110m）懸索橋1座（雙鏈186m）鋼桁架橋2座（最大跨徑110m）斜拉橋2座（獨(dú)塔230m）重慶橋梁建設(shè)發(fā)展概況

第六頁，共五十頁。在烏江和涪江上已建和在建的特大橋有9座。由于重慶特殊的地形地貌，隨著西部交通樞紐的形成，重慶大型橋梁的數(shù)量、型式和建造技術(shù)將居全國前列，成為名副其實的中國“橋都”。重慶橋梁建設(shè)發(fā)展概況

第七頁，共五十頁。二、拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展

1、跨度的飛速發(fā)展上世紀(jì)60年代，重慶拱橋的最大跨度40m，70年代最大跨度100m，80年代最大跨度150m，平均每10年增長50m，90年代后最大跨度達(dá)到552m，即在近20年中拱橋跨度迅速增長了3.7倍，還創(chuàng)造了四個拱橋跨度的世界第一，即：第八頁，共五十頁。位于重慶市萬州區(qū)，在滬蓉高速公路上跨長江的一座特大橋（1997年建成），其特點(diǎn)是：①它是目前世界上跨度最大的鋼筋砼拱橋，其主孔凈跨420m，矢跨比1/5，主拱截面為單箱三室，高7m寬16m.（1）萬縣長江大橋主拱箱橫斷面圖第九頁，共五十頁。②施工中首次采用鋼管砼勁性骨架，骨架由5片拱桁組成，弦桿采用鋼管，腹桿和聯(lián)結(jié)系采用型鋼，整個骨架分成36階段在工廠制作（每段重約61t），采用纜索吊裝，斜拉扣掛懸拼工藝安裝。③C60高強(qiáng)拱圈砼，在外包砼時按“先中箱后邊箱”、“先底板后腹板再頂板、橫向分塊、縱向分段”、“六工作面”對稱、同步澆筑砼。萬縣長江大橋第十頁，共五十頁。④對大橋的設(shè)計技術(shù)、砼收縮徐變、施工穩(wěn)定性、鋼骨架安裝、拱圈砼澆筑工藝、C60高強(qiáng)砼和施工監(jiān)控等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了大量科學(xué)研究，提出合理有效的設(shè)計和施工方法，成果獲2001年國家科技進(jìn)步一等獎。萬縣長江大橋第十一頁，共五十頁。位于巫山縣巫峽口跨長江，于2005年1月建成。她是目前國內(nèi)外跨度最大的鋼管砼拱橋，其主跨凈跨460米，橋面寬19米，主拱圈為中承式懸鏈線變截面鋼管砼雙肋拱，每肋由4根的主弦鋼管和不同直徑的腹管組成，拱肋跨中高7米。拱腳高14米，矢跨比1/3.8，凈矢高121.05米。（2）巫山長江公路大橋第十二頁，共五十頁。采用纜索吊裝、斜拉扣掛法施工，拱肋分為22個吊裝節(jié)段，每段重71～118t。拱肋成型后，封拱腳鉸，由拱腳到拱頂分3段接力連續(xù)向管內(nèi)泵灌砼，形成主拱結(jié)構(gòu)。創(chuàng)造了特大型拱段（重170t、起吊260m）無支架吊裝和大管徑連續(xù)泵送砼的新工藝。本橋是一項技術(shù)含量很高的工程，對截面和結(jié)構(gòu)構(gòu)造型式、特殊應(yīng)力狀態(tài)下鋼管砼承載能力、大跨大直徑鋼管砼收縮徐變、鋼管砼節(jié)點(diǎn)應(yīng)力、鋼結(jié)構(gòu)防腐和大型鋼管砼拱橋的監(jiān)控等均進(jìn)行了系統(tǒng)研究。巫山長江公路大橋第十三頁，共五十頁。菜園壩長江大橋主橋為特大公路和輕軌兩用的剛構(gòu)－系桿拱橋，主梁為上下兩層通行的鋼桁架結(jié)構(gòu)，上層為六車道公路，下層為兩車道軌道交通。主跨420米，居世界同類橋梁之首。它由中跨320米的鋼箱提籃拱和兩個152米的Y形邊跨預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)組成。（3）菜園壩長江大橋第十四頁，共五十頁。這種結(jié)構(gòu)，最大限度地利用了砼的耐久、抗壓、經(jīng)濟(jì)以及鋼的輕質(zhì)、高強(qiáng)特點(diǎn)，是“經(jīng)濟(jì)－美觀”的理念與“安全－實用”原則統(tǒng)一的實現(xiàn)。也提出了新的挑戰(zhàn)，例如：鋼－砼接點(diǎn)、動力和疲勞設(shè)計、成橋過程中的多次體系轉(zhuǎn)換等，對此，都分別進(jìn)行了研究。菜園壩長江大橋第十五頁，共五十頁。朝天門長江大橋地處重慶主城中央商務(wù)區(qū)東西向快速主干道上，是重慶的標(biāo)志性建筑。主橋為跨徑190+552+190米中承式鋼桁連續(xù)系桿拱橋，其主跨552米為目前拱橋世界最大跨徑。（4）朝天門長江大橋第十六頁，共五十頁。上部鋼結(jié)構(gòu)采用大噸位支座，主桁采用整體節(jié)點(diǎn)，采用剛性和柔性系桿把邊中跨連成整體，在邊跨內(nèi)搭設(shè)部分臨時支架，利用架設(shè)吊機(jī)從邊向中安裝邊跨鋼桁梁，再利用爬行吊機(jī)向跨中懸臂安裝鋼桁拱結(jié)構(gòu)。朝天門長江大橋第十七頁，共五十頁。拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展2．成拱技術(shù)的發(fā)展大跨拱橋的成拱技術(shù)是拱橋的技術(shù)難點(diǎn)，在積極探索大跨拱橋成拱工藝的基礎(chǔ)上，對纜索吊裝斜拉扣掛、轉(zhuǎn)體施工和勁性骨架施工等三種主要方法有所創(chuàng)新和發(fā)展。第十八頁，共五十頁。（1）纜索吊裝斜拉扣掛技術(shù)傳統(tǒng)的纜索吊裝成拱法，是采用纜索來吊裝拱節(jié)段，用另一組纜索作為扣索來固定節(jié)段，纜索最大跨度500米，最大吊重80t，吊扣系統(tǒng)采用鋼絲繩和卷揚(yáng)機(jī)，一般只適用于7段以下的吊裝，吊段越多，扣索也多，其扣掛和線形控制均成難點(diǎn)，這就限制了拱橋跨徑的發(fā)展。第十九頁，共五十頁。纜索吊裝斜拉扣掛成拱法，是引用了斜拉橋施工的原理，由吊裝和扣掛兩個系統(tǒng)組成，扣掛系統(tǒng)有自己的扣塔、扣索和扣錨構(gòu)造，扣錨系統(tǒng)采用了鋼絞線（或高強(qiáng)鋼絲）預(yù)應(yīng)力體系，可以精確地控制扣錨力和調(diào)整線形，且不受吊裝節(jié)段的限制。纜索吊裝斜拉扣掛技術(shù)第二十頁，共五十頁。萬縣長江大橋勁性骨架分36段，吊重60t，按此方法安裝控制成功。巫山長江大橋拱肋分22個節(jié)段，全橋共64個吊裝單元，最大吊重170t。完善了無支架吊裝體系，是大跨度、大噸位纜索吊裝斜拉扣掛懸拼成拱技術(shù)的典范。纜索吊裝斜拉扣掛技術(shù)萬縣長江大橋吊裝示意圖

巫山長江大橋拱肋吊裝示意圖

第二十一頁，共五十頁。架設(shè)邊跨鋼桁架圖架設(shè)鋼箱拱架設(shè)中跨鋼桁梁菜園壩長江大橋架設(shè)示意圖

纜索吊裝斜拉扣掛技術(shù)菜園壩大橋創(chuàng)造了纜索吊裝吊重國內(nèi)之最，吊重達(dá)420t，并成功地采用了扣索、錨索和結(jié)構(gòu)的自平衡體系，減少了大型的錨碇工程。第二十二頁，共五十頁。朝天門長江大橋主橋拱桁架主要采用爬行吊機(jī)懸臂拼裝，她也充分利用了斜拉扣掛的方法來保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，初步考慮采用3對鋼絞線扣索。纜索吊裝斜拉扣掛技術(shù)朝天門大橋拱桁安裝圖

第二十三頁，共五十頁。1987年建成的巫山龍門大橋，主跨122米的箱型拱橋，首次采用無平衡重對稱同步轉(zhuǎn)體施工成拱新工藝。1989年建成的涪陵烏江大橋，主跨200米箱形拱橋，也采用了這種轉(zhuǎn)體工藝，并將轉(zhuǎn)體工藝發(fā)展到了新水平，為廣州丫髻沙大橋的轉(zhuǎn)體施工打下了基礎(chǔ)。（2）轉(zhuǎn)體施工技術(shù)

重慶涪陵烏江大橋同步轉(zhuǎn)體第二十四頁，共五十頁。萬縣長江大橋采用了鋼管砼勁性骨架的成拱技術(shù)，效果極佳，解決了特大跨砼拱橋的成拱難題，與傳統(tǒng)的型鋼勁性骨架相比用鋼量省、剛度大、承載力高、吊裝重量輕、施工方便。（3）勁性骨架施工技術(shù)萬縣長江大橋勁性骨架

第二十五頁，共五十頁。拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展3．鋼結(jié)構(gòu)、鋼－砼組合材料和組合結(jié)構(gòu)在拱橋中的應(yīng)用拱橋要跨越山谷和大江大河，必須要走減輕自重，減小推力的道路。萬州長江三橋和朝天門長江大橋，主橋采用了全鋼結(jié)構(gòu)的鋼桁拱，充分發(fā)揮了鋼桁拱橋自重輕、施工方便的優(yōu)點(diǎn)，使跨度達(dá)到了552m。鋼管砼拱橋充分利用了鋼－砼這種復(fù)合材料高強(qiáng)、輕型和自架設(shè)能力強(qiáng)的優(yōu)勢，在重慶得到了很大的發(fā)展。典型的有合川合陽嘉陵江大橋（中跨200m、兩邊跨160m的三跨鋼管砼拱橋）和巫山長江大橋。合川合陽嘉陵江大橋第二十六頁，共五十頁。拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展菜園壩長江大橋體現(xiàn)了兩種組合：一是鋼與砼兩種材料的組合，二是剛構(gòu)與拱兩種結(jié)構(gòu)的組合，她充分發(fā)揮了兩種材料和兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，這種思路已被國內(nèi)同行所接受，并被推廣應(yīng)用于廣州新光大橋工程中。菜園壩橋型布置圖

第二十七頁，共五十頁。拱橋建設(shè)在重慶飛速發(fā)展朝天門長江大橋整體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)三跨連續(xù)梁受力體系，其中，主跨552m中488m呈現(xiàn)系桿拱的受力特征，應(yīng)該說是拱、梁結(jié)構(gòu)組合，她受力明確、構(gòu)造相對簡單、施工方便、跨越能力大。朝天門大橋結(jié)構(gòu)體系圖第二十八頁，共五十頁。三、預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展1．預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋特別是連續(xù)剛構(gòu)橋已成為重慶大橋建設(shè)中的主要橋型。由于預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋（含T型剛構(gòu)）對地形、地質(zhì)和通航要求適應(yīng)性強(qiáng)、施工方便、較經(jīng)濟(jì)，已成為重慶大跨橋梁的首選橋型。目前重慶已建和在建的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋22座，跨徑200米以上的有16座，最大跨徑是石坂坡長江大橋復(fù)線橋，主跨330米。第二十九頁，共五十頁。預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展重慶長江大橋，主跨174米預(yù)應(yīng)力砼T型剛構(gòu)，1980年建成，是目前全國最大的T型剛構(gòu)橋。重慶石坂坡長江大橋復(fù)線橋，采用了主跨330米的連續(xù)剛構(gòu)橋。第三十頁，共五十頁。預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展黃花園嘉陵江大橋，主跨250米五跨預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋，1999年建成。第三十一頁，共五十頁。預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展2．預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋的工程質(zhì)量不斷提高重慶早期的連續(xù)剛構(gòu)橋與全國一樣，存在著箱梁開裂和下?lián)系膯栴}，但通過不斷總結(jié)和努力，已初步摸索出規(guī)律和采取相應(yīng)措施，使后期的剛構(gòu)橋工程質(zhì)量大大提高。第三十二頁，共五十頁。箱梁開裂由于抗剪和抗主拉應(yīng)力能力不足，腹板斜裂，對策是采取下彎束和豎向筋共同抗剪，而豎向預(yù)應(yīng)力打折使用；在分層澆筑時由于兩層砼收縮不等，上層腹板產(chǎn)生豎向裂縫，對策是嚴(yán)格控制兩層砼澆筑間隔時間不超過5天；采取設(shè)置防裂鋼筋，防止腹板的溫度裂紋；腹板與底板交界處的縱向裂縫，對策是加強(qiáng)掛籃剛度、控制變形以及調(diào)整澆筑次序。第三十三頁，共五十頁?？缰袇^(qū)段底板崩裂，是由于正彎矩區(qū)段預(yù)應(yīng)力筋在張拉時產(chǎn)生徑向力所致，采取設(shè)防崩鋼筋，必要時增設(shè)跨中橫隔板來解決；0號、1號塊頂板縱向開裂，主要是由于0塊強(qiáng)大的橫隔板，使頂板的橫向預(yù)應(yīng)力不能建立，應(yīng)采取減小0號塊橫隔板的剛度來解決。箱梁開裂第三十四頁，共五十頁。特別是跨中的持續(xù)下?lián)?。其主要原因是砼收縮徐變、預(yù)應(yīng)力逐漸失效和伴隨著開裂，箱梁剛度降低變形增加，對策是改進(jìn)收縮徐變計算方法、進(jìn)行精細(xì)的空間受力分析、設(shè)計上盡量使截面正應(yīng)力趨于均勻、施工中延長節(jié)段養(yǎng)護(hù)時間、增加加載齡期和預(yù)留二次張拉孔道進(jìn)行二次張拉。箱梁下?lián)系谌屙摚参迨?。預(yù)應(yīng)力砼剛構(gòu)橋在重慶的應(yīng)用與發(fā)展3．采用輕質(zhì)材料，有效減輕自重跨徑超過200米的預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)剛構(gòu)橋，其結(jié)構(gòu)對自重的貢獻(xiàn)已達(dá)到93％以上，因此減輕自重是連續(xù)剛構(gòu)改善受力減小變形，走向大跨的必由之路。重慶石坂坡長江大橋復(fù)線橋采用了鋼－砼組合連續(xù)剛構(gòu)橋型。330米主跨剛構(gòu)體系中部108m采用鋼箱梁（重1300t），工廠制造，108m整體節(jié)段吊裝，與兩邊111m的預(yù)應(yīng)力砼懸臂用強(qiáng)大的鋼－砼接頭聯(lián)結(jié)成剛構(gòu)體系。這種鋼－砼組合結(jié)構(gòu)將擴(kuò)大連續(xù)剛構(gòu)橋的使用范圍，增強(qiáng)了在300米左右跨徑范圍的競爭力。第三十六頁，共五十頁。四、山區(qū)懸索橋的發(fā)展重慶于1969年建成北碚嘉陵江朝陽大橋，跨徑為186米的雙鏈懸索橋以來，一直在研究適合重慶的懸索橋，近年來在長江上相繼修建了豐都長江大橋、忠縣長江大橋、鵝公巖長江大橋和萬州長江二橋等四座懸索橋，他們的特點(diǎn)有：朝陽大橋豐都長江大橋第三十七頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展1.采用桁式加勁梁。除了鵝公巖大橋采用了連續(xù)鋼箱梁之外，其它均采用鋼桁架作為主梁，制作、運(yùn)輸方便，用鋼量?。ū韧鐝降匿撓淞阂?jié)約20％～30％左右），忠縣長江大橋還采用了空間鋼管桁架作主梁，更顯輕型省料。鋼桁架梁的橋面系采用了預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)，避免了鋼橋橋面鋪裝的難題。忠縣長江大橋及其主梁構(gòu)造第三十八頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展2．隧道錨。利用地形和良好的地質(zhì)條件，重慶懸索橋的錨碇大多采用隧道錨，形成了重慶懸索橋的一大特色，與重力式錨相比要經(jīng)濟(jì)合理，為了增加錨固力，縮短錨洞和錨塞長度，減少工程數(shù)量，又多采用隧道錨與巖錨相結(jié)合的隧道錨形式。錨碇的錨固體系由巖錨、錨塞體、預(yù)應(yīng)力錨索和錨固連接器等部分組成。

萬州長江二橋及其隧道錨結(jié)構(gòu)圖

第三十九頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展3．索道（天線）吊裝主梁。重慶鵝公巖長江大橋采用了大跨度索道安裝主梁新技術(shù)，即在橋塔頂兩側(cè)增設(shè)一定高度的塔架，支承兩組強(qiáng)大的索道，其跨度達(dá)600米，吊重達(dá)到300t，順利地完成垂直起吊和水平運(yùn)輸。忠縣長江大橋和萬州長江二橋均采用此技術(shù)，取得了很好的效果。鵝公巖索道安裝主梁及吊裝橫梁圖

第四十頁，共五十頁。山區(qū)懸索橋的發(fā)展鵝公巖塔頂塔架構(gòu)造圖

重慶鵝公巖長江大橋（210m+600m+210m）

第四十一頁，共五十頁。五、重慶斜拉橋的特色重慶是中國斜拉橋的發(fā)祥地，國內(nèi)第一座斜拉橋于1975年在重慶云陽縣云安鎮(zhèn)建成。1988年建成了國內(nèi)第一座獨(dú)塔單索面大跨徑斜拉橋－－石門大橋，主跨230米。1996年建成的重慶長江二橋，主跨444米，是我國最先采用肋板式主梁的砼斜拉橋，已成為重慶砼斜拉橋主梁的首選型式。第四十二頁，共五十頁。重慶斜拉橋的特色奉節(jié)長江大橋，主跨460米是目前重慶最大跨徑的砼斜拉橋，跨徑布置成不對稱的三跨，由于受三峽庫區(qū)水位限制，其塔高達(dá)214米，是國內(nèi)斜拉橋砼塔高之最，橋塔處主梁上水平放置了8根彈性索，起縱向限位作用，并改善了塔和梁的受力。第四十三頁，共五十頁。重慶斜拉橋的特色重慶氣候潮濕、酸雨嚴(yán)重，因