京滬高速鐵路南京高大關長江大橋主橋設計

京滬高速鐵路南京高大關長江大橋主橋設計

1跨連續(xù)鋼桁架南京大勝關大橋是京滬高速鐵路的控制區(qū)，也是京滬高鐵貫穿長江的通道，同時支持南京兩條地鐵線路。其主橋全長1615m,由北向南孔跨布置為2聯(lián)(84+84)m連續(xù)鋼桁梁+(108+192+336+336+192+108)m六跨連續(xù)鋼桁拱橋,見圖1。橋面橫橋向全寬41.6m,為3片主桁構造,桁間距15m,2片邊主桁外側懸掛牛腿,作為輕軌行車道,牛腿邊緣至邊主桁中心距5.8m。橋面采用整體式鋼橋面。六跨連續(xù)鋼桁拱共設4個合龍點,南北兩側192m邊跨合龍口設在該跨第8節(jié)間(南邊跨為E16′~E17′節(jié)間),2孔336m主跨合龍口均位于跨中(7號墩兩側第13節(jié)間)。合龍順序是先兩側192m邊跨,再2個336m主跨。2跨合階段20t架梁吊機南京大勝關長江大橋主橋南岸平弦鋼梁從10號墩向8號墩方向架設,10號墩起始3個節(jié)間鋼梁在臨時支墩上采用墩旁提升站架設,其余節(jié)間由60t架梁吊機架設過9號墩直至邊跨合龍口E16′節(jié)點。8號主墩墩頂E23′~E24′、E24′~E25′2個節(jié)間鋼梁在墩旁托架上由400t浮吊架設,其余節(jié)間鋼梁均為雙懸臂架設:南側E23′~E17′節(jié)間由浮吊架設,北側E25′~E26′節(jié)間由浮吊架設,E26′~E27′節(jié)間由浮吊及70t架梁吊機架設,E27′~E30′節(jié)間由架梁吊機架設。南邊跨主桁節(jié)點編號見圖2。3邊緣與龍舟的特征(1)阿迪斯斜槽的剛度很大主桁為三桁結構,整體鋼橋面,桿件斷面尺寸較大,比兩桁結構剛度大很多,給合龍點坐標調整增加了難度。(2)有很多合龍點鋼桁梁構件合龍點為9處,其中弦桿6根,斜桿3根。要保證9個點都能準確對位,空間形狀無誤,施工控制難度很大。(3)鋼梁前后、下游y方向的偏差,影響搭建和分級順橋x方向鋼梁長度的偏差,受溫度、鋼梁制造與架設偏差的影響。鉛垂z方向的偏差,受架設荷載、日照的影響。鋼梁中線上、下游y方向的偏差,受日照、架設順序、起吊荷載的影響。各方向相互制約,合龍點的位置較難控制。(4)沖釘對鋼橋面鋼梁合龍難度合龍桿件尺寸按設計圖紙預先在工廠制造好,架設如同其他桿件一樣,工地使用?32.8mm的沖釘打入,施工過程不擴孔,這樣高的精度要求,對三桁結構,整體鋼橋面鋼梁合龍難度相當大。4主跨鋼梁安裝合龍時的調整(1)控制安裝荷載處于對稱、平衡狀態(tài),除了為調整位移在橋上按設計位置堆放預定荷載外,其他位置不得亂堆亂放荷載。(2)鋼梁架設過程中,必須測量中線高程和節(jié)間平面對角線尺寸,以及鋼梁桿件內(nèi)力等,發(fā)現(xiàn)偏差及時研究原因,提出對策,迅速調整。(3)對影響合龍?zhí)幐叱?、合龍?jié)間距離及引起中線旁彎、斷面扭轉等因素,如日照、溫度、荷載等,廣泛進行測試,收集資料,尋找規(guī)律,以便適時采取有效措施。(4)請監(jiān)控單位提供主跨鋼梁安裝合龍調整時各種可能偏差的計算作用力資料,用以適時決定調整方法,確定作用力的大小及其所用的工具。根據(jù)計算資料和現(xiàn)場測試的結果,找出針對x、y、z方向最有效的調整措施。(5)結構上采用長圓孔加圓孔合龍鉸的措施,先調整y方向位置,然后調整z方向,在長圓孔內(nèi)穿入?79mm錐形鉸軸,使z方向受到約束,再調整x方向距離,在圓孔內(nèi)穿入?99mm錐形鉸軸,抽去長圓孔鉸軸。合龍節(jié)間按先下弦后斜桿,再上弦,最后安裝橋面板、上下平聯(lián)及橫聯(lián)等順序依次進行。(6)合龍口兩邊各1個節(jié)間的橋面板不焊接。5在打開和關閉鋼梁龍之前5.1號墩旁托架頂節(jié)與底節(jié)相統(tǒng)一(1)8號墩支座按設計位置安裝好并臨時鎖定,S24′節(jié)點直接安裝在支座上。(2)S23′、S25′節(jié)點與墩旁托架頂節(jié)相連,墩旁托架頂節(jié)與底節(jié)的可調式接頭臨時鎖定。(3)8號墩南側架設7個節(jié)間鋼梁,北側架設5個節(jié)間鋼梁加上第6個節(jié)間的下弦桿3根、拱下弦3根、斜桿3根,見圖3。(4)8號墩北側下游第4個節(jié)間鋼梁提升站已安裝。(5)70t架梁吊機立在A28′節(jié)點(前輪組中心距節(jié)點中心1m)。5.2擋塊及上弦aa(1)10號墩支承墊石未澆筑,墩頂鋼梁通過鋼墊塊及鋼墊梁支承在墊石基座上,實際支墊高度1059mm,比設計標高降低了156mm。鋼墊梁四周設有擋塊,其上擺放鋼板、不銹鋼板、聚四氟乙烯板,可以通過抄墊擋塊(或者不抄墊擋塊)變?yōu)榕R時固定支座(或者活動支座)。(2)9號墩活動支座安裝完并臨時鎖定,支座頂用厚25mm鋼板抄墊,總抄墊高度125mm。(3)鋼梁從10號墩架至9號墩,再從9號墩往8號墩懸臂架設7個節(jié)間,完成邊跨合龍口南側鋼梁架設,見圖4。(4)10號墩鋼梁上弦A1a~A2′節(jié)間壓重300t/桁。(5)60t架梁吊機立在A15′節(jié)點(前輪組中心距節(jié)點中心2m)。6合龍前南邊跨鋼梁合龍前狀態(tài)見圖5。6.1下桿誤差(1)方向x上游桁Δx=43mm,中桁Δx=58mm,下游桁Δx=43mm。(2)y方向的水平線上游桁Δy=42mm,中桁Δy=39mm,下游桁Δy=42mm。(3)垂直z方向上游桁Δz=55mm,中桁Δz=77mm,下游桁Δz=49mm。6.2上臂關節(jié)的誤差(1)方向x上游桁Δx=28mm,中桁Δx=29mm,下游桁Δx=24mm。(2)y方向的水平線上游桁Δy=44mm,中桁Δy=44mm,下游桁Δy=42mm。邊跨合龍口的誤差在可控范圍內(nèi),可以進行合龍口桿件的安裝與合龍。7合龍端提升及頂拉設備安裝(1)10號墩落梁。先測量合龍口兩邊的標高,然后根據(jù)測量值落梁,落梁高度420mm,以消除合龍口z向偏差。(2)利用60t架梁吊機安裝合龍口下弦E16′~E17′桿件。將桿件E16′節(jié)點端拼接板安裝好,按規(guī)定打入沖釘,穿上螺栓。(3)調整下弦合龍口的橫向y方向偏差,安裝合龍口拼接板,穿長圓孔鉸軸。由于橫向偏差較小,直接安裝合龍口拼接板,通過收緊拼接板板縫達到調整橫向偏差的目的。穿長圓孔鉸軸時需要60t架梁吊機配合,利用吊機將合龍端提升,消除z向桿件下?lián)?穿上長圓孔?79mm鉸軸。(4)安裝合龍口斜桿及上弦桿。將斜桿A16′~E17′、上弦桿A16′~A17′靠A16′節(jié)點端拼接板安裝好,打上50%沖釘,穿上50%高強螺栓,弦桿靠A17′節(jié)點端拼接板暫時不安裝,斜桿靠E16′節(jié)點端補強板、填板帶上。(5)邊跨鋼梁縱移,穿下弦鋼梁圓孔鉸軸。在9號墩起頂鋼梁,使其與支座脫空,然后在南側每臺豎向頂下水平放置100t的千斤頂,將鋼梁往8號墩方向縱移?？v移到位后在中桁合龍口兩邊上平面安裝反力座,穿3根?32mm對拉精軋螺紋鋼筋,用3臺70t穿心千斤頂張拉,張拉力為500kN/臺,消除中桁誤差,穿上中桁圓孔?99mm鉸軸,接著放松?32mm精軋螺紋鋼筋,穿上邊桁圓孔?99mm鉸軸。圓孔鉸軸全部穿上后抽拔長孔鉸軸。(6)安裝上弦合龍口拼接板及頂拉設備,穿長圓孔鉸軸。將拼接板安裝在A17′節(jié)點端,靠弦桿端拼接板穿上長圓孔?79mm鉸軸。弦桿上、下平面安裝頂拉設施,上、下平面各安裝2臺200t液壓千斤頂。(7)合龍斜桿及上弦桿。先合龍斜桿,再合龍上弦桿,在上弦桿上起頂,消除斜桿縱向x方向上的位移,斜桿釘孔重合后,打入沖釘,穿上M30高強螺栓。斜桿合龍后,千斤頂慢慢回油,使上弦圓孔重合,穿上弦圓孔?99mm鉸軸。圓孔鉸軸全部穿上后抽拔長孔鉸軸。(8)插打上、下弦桿沖釘,穿M30高強螺栓,抽拔圓孔鉸