大跨度連續(xù)鋼桁架柔性拱橋帶拱頂椎施工新技術(shù)

大跨度連續(xù)鋼桁架柔性拱橋帶拱頂椎施工新技術(shù)一、合肥鐵路樞紐南環(huán)線經(jīng)開區(qū)建設(shè)項(xiàng)目1、合肥南環(huán)線南淝河大橋2011年9月6日，長(zhǎng)461米、主跨達(dá)229、5米的由中鐵四局鋼結(jié)構(gòu)公司施工的合肥鐵路樞紐南環(huán)線南淝河鋼桁梁特大橋順利跨越合寧高速公路。為保證工程順利優(yōu)質(zhì)施工，中鐵四局鋼結(jié)構(gòu)公司開工伊始就確立了爭(zhēng)創(chuàng)國(guó)家質(zhì)量最高獎(jiǎng)“魯班獎(jiǎng)”的創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)，制定了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩|(zhì)量保證體系和措施，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)文明管理，加大科技攻關(guān)。由公司總工程師領(lǐng)銜、集中優(yōu)秀工程技術(shù)人員組成的數(shù)個(gè)科技攻關(guān)隊(duì)和QC科技攻關(guān)小組，通過外出取經(jīng)、校企聯(lián)合、專家指導(dǎo)和刻苦鉆研，已先后獲得弦桿制造、復(fù)合鋼板焊接、桿件劃線、不銹鋼復(fù)合橋面板焊接工藝評(píng)定和無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、柔性拱“帶拱頂推，拱腳合攏”施工方案等多項(xiàng)科研成果，填補(bǔ)多項(xiàng)國(guó)內(nèi)橋梁施工技術(shù)空白，大橋施工質(zhì)量和安全生產(chǎn)始終處于良好控制狀態(tài)，受到專家和業(yè)主好評(píng)。隨著主跨跨越的順利完工，柔性拱的架設(shè)施工將全面展開。工程概況合肥鐵路樞紐南環(huán)線的鋼桁梁柔性拱特大橋合肥鐵路樞紐南環(huán)線經(jīng)開區(qū)和南淝河兩座鋼桁梁柔性拱特大橋，是重點(diǎn)控制工程，合肥市的地標(biāo)性亮點(diǎn)工程，也是中鐵四局鋼結(jié)構(gòu)公司開拓鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工新領(lǐng)域的里程碑工程，技術(shù)、工藝上均具有較大難度和較高水平。一是26°斜交、小角度跨越交通繁忙的合寧高速公路，主跨跨度達(dá)到229、5米，為國(guó)內(nèi)同類橋梁之首；二是鋼桁梁柔性拱矢高45米，橋梁最高處拱頂至地面相對(duì)高度達(dá)80米，橋身重達(dá)13000噸，橋梁拼裝時(shí)的高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、安全風(fēng)險(xiǎn)大；三是橋面采用參與主桁共同受力的正交異性板整體橋面，材料為抗高溫高壓，耐腐蝕性強(qiáng)的特種不銹鋼復(fù)合鋼板，鋼板之間的疊合與焊接工藝要求苛刻，為鐵路客運(yùn)專線橋梁中首次采用。合肥鐵路樞紐南環(huán)線的鋼桁梁柔性拱特大橋3、方案比優(yōu)據(jù)中鐵四局鋼結(jié)構(gòu)公司方繼教授介紹，在建設(shè)合肥鐵路樞紐南環(huán)線的鋼桁梁柔性拱特大橋時(shí)，他們一共提出了四個(gè)施工方案（1）、吊索塔架雙向懸拼架設(shè)（2）、臨時(shí)墩輔助架設(shè)（3）、鋼桁架多點(diǎn)頂錐，先梁后拱架設(shè)（4）、鋼桁架帶拱頂椎，柔性速拱拱腳合龍；經(jīng)過科學(xué)論證施工技術(shù)、施工安全、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、設(shè)備使用難易等，選擇了第四種方案。那么方案四的選擇優(yōu)勢(shì)又在哪里呢？第一、在高公路限界外施工，能夠確保行車安全，消除施工交通安全隱患；第二、拼裝支架集中拼裝，有利于提高工程質(zhì)量與施工效率，可以實(shí)現(xiàn)工廠化管理；第三、帶拱頂椎可以避免鋼桁架以及柔性拱合龍的技術(shù)難題；第四、投入的機(jī)械設(shè)備預(yù)計(jì)施工場(chǎng)地比較少，建設(shè)成本低。4、該建設(shè)項(xiàng)目的施工工藝主要有輔助支架施工；拼裝支架搭接，輔助橋墩架設(shè)；架擋梁，帶拱頂椎架設(shè)；涉路交通施工安全施工。5、工輔助設(shè)施與設(shè)備整個(gè)項(xiàng)目得到公司以及上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，為了確保工程質(zhì)量，施工設(shè)備和設(shè)施也是嚴(yán)格甄選的。主要的設(shè)備有：拼裝支架（20×80的拼裝平臺(tái)架設(shè)）；主跨輔助墩（3個(gè)節(jié)間設(shè)置2個(gè)大型輔助墩，輔助墩由16根直徑1.5m，埋深55m的鋼筋混凝土灌注的樁組成）；導(dǎo)梁（帶豎桿的N形三角桁架，8個(gè)節(jié)間，全長(zhǎng)102m。）；滑道與滑塊（鉸接式滑塊，不銹鋼滑道）；多點(diǎn)同步頂錐系統(tǒng)（水平牽引裝置，豎向頂升裝置，側(cè)向糾偏裝置）6、施工關(guān)鍵技術(shù)合肥鐵路樞紐南環(huán)線的鋼桁梁柔性拱特大橋項(xiàng)目，利用的技術(shù)都是先進(jìn)的，關(guān)鍵的有：帶拱頂椎施工技術(shù)；導(dǎo)梁土墩技術(shù)；大型柔性拱梁架設(shè)以及合龍技術(shù)；起落梁施工技術(shù)；施工監(jiān)控技術(shù)（變形、應(yīng)力監(jiān)控）。整個(gè)項(xiàng)目可謂是中鐵四局鋼結(jié)構(gòu)公司全體員工的心血的凝聚。特別是弦桿制造、復(fù)合鋼板焊接、桿件劃線、不銹鋼復(fù)合橋面板焊接工藝評(píng)定和無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、柔性拱“帶拱頂推，拱腳合攏”施工方案等多項(xiàng)科研成果，填補(bǔ)多項(xiàng)國(guó)內(nèi)橋梁施工技術(shù)空白?！昂戏疏F路樞紐南環(huán)線的鋼桁梁柔性拱特大橋”如同一座彩虹橋橫跨合寧高速，屹立在合肥的上空，不愧為一個(gè)偉大的建筑。二、高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋是一種多次超靜定的復(fù)雜的空間受力體系，其影響因素眾多，最終結(jié)構(gòu)的形成將經(jīng)歷復(fù)雜的體系轉(zhuǎn)化過程，且施工中對(duì)已完成結(jié)構(gòu)的調(diào)整措施有限因此，對(duì)于高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)橋，設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)計(jì)算分析就顯得特別重要。一種鋼桁架結(jié)構(gòu)整體提升用防傾柔性導(dǎo)索，屬于工程建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)有底座、導(dǎo)索、鋼筋圓環(huán)和型鋼，底座由地錨、鋼板吊耳和鋼筋混凝土基礎(chǔ)座構(gòu)成，鋼板吊耳通過地錨固定在鋼筋混凝土基礎(chǔ)座上。型鋼設(shè)置在上部固定裝置上，導(dǎo)索穿過鋼桁架的鋼筋圓環(huán)，上、下端分別與型鋼上的鋼筋圓環(huán)和底座上鋼板吊耳連接固定。新型結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)實(shí)施容易，成本低，使用效果好，方便快捷。柔性導(dǎo)索采用鋼絞線或高強(qiáng)鋼筋，導(dǎo)索上下部固定用型鋼和地錨，均為建筑用通用材料，易于取得且成本低，適用于在狹小空間且周邊建筑為已施工完成的幕墻結(jié)構(gòu)或其它不適于設(shè)置導(dǎo)軌的建筑物之間鋼桁架結(jié)構(gòu)整體提升防側(cè)移、防傾斜。三、高塔大跨的斜拉橋逐抗震設(shè)計(jì)及地震作用下可靠性問題濱隨著近年我國(guó)特經(jīng)濟(jì)和交通的屋大規(guī)模發(fā)展，歐越來越多的大乎跨度橋梁建造莊并投入使用，數(shù)而且橋梁的規(guī)霞模越來越大，工高塔大跨的斜彼拉橋逐漸增多騾，作為生命線答工程之一的橋街梁工程，其抗傳震設(shè)計(jì)及地震擴(kuò)作用下可靠性膝問題變得尤為念重要飼。尤可靠度的研究撐現(xiàn)狀和可靠度辭理論及一些計(jì)領(lǐng)算方法在橋梁債可靠度計(jì)算中配的應(yīng)用，基于踐結(jié)構(gòu)承載能力抖、結(jié)構(gòu)正常使診用狀態(tài)和結(jié)構(gòu)票可靠度體系對(duì)膛國(guó)內(nèi)外可靠度族進(jìn)展加以說明菜針對(duì)現(xiàn)今可靠仰度計(jì)算中常用歲的一次二階矩?fù)穹椒ㄈ毕菁右砸赘倪M(jìn)傳統(tǒng)可靠呢度計(jì)算一次二參階矩方法，由往于其分析方法蠟求解驗(yàn)算點(diǎn)，牛需要求算功能顫函數(shù)的一階導(dǎo)識(shí)數(shù)，這就需要?jiǎng)?lì)功能函數(shù)連續(xù)宅，另一方面很偽多函數(shù)的一階仙偏導(dǎo)數(shù)得求解棍也很困難還有聾就是一次二階斤矩方法分析過室程以收斂而不曠是距離最短為但計(jì)算目標(biāo)，當(dāng)?shù)K遇到多峰性功鄉(xiāng)能函數(shù)時(shí)，由中于出始點(diǎn)選擇胸的不同，收斂喂于局部驗(yàn)算點(diǎn)駐甚至不收斂的默可能性總是存追在的而利用遺呀傳算法的優(yōu)點(diǎn)精就可以避開函煮數(shù)求導(dǎo)和克服泥由于初始點(diǎn)選握擇而導(dǎo)致的不隆收斂問題還討醉論了非一致地紙展激勵(lì)作用下模大跨度結(jié)構(gòu)隨挪機(jī)反應(yīng)的反應(yīng)掘譜分析方法并翻根據(jù)文獻(xiàn)重新誼推導(dǎo)了多點(diǎn)激韻勵(lì)反應(yīng)譜分析顏組合公式，計(jì)釀算了橋梁結(jié)構(gòu)果峰值反應(yīng)的均房值和標(biāo)準(zhǔn)差在開此基礎(chǔ)上，發(fā)裁展了非一致地悉震激勵(lì)條件下竊的結(jié)構(gòu)抗震可留靠度分析方法章，并通過引入同一些合理的假面定，使用簡(jiǎn)化裳后的系數(shù)參與立計(jì)算，使得