港口双层钢桁架连续梁主桥钢结构设计

龙华港双层钢桁架连续梁主桥建造技术汇报内容一、工程概况及建造范围二、主桥主要技术参数及特点三、主桥主要建造难点四、主桥建造总体思路五、主桥建造过程中的关键技术六、主桥现场施工情况简介七、结束语一、工程概况及建造范围1.1工程概况龙华港桥是丰溪路（规划滨江路～龙水南路）道路新建工程2标中的桥梁段，位于新规划的上海徐汇区沿江公共开放空间内，它跨越龙华港，与上海世博园浦东园区隔江相望，是集交通和景观功能于一体的一座桥梁。桥梁为南北走向，与黄浦江西岸线近乎平行，由主桥和南北侧引桥组成，全桥长345M。主桥跨径组合：82.5+82.5=165M（双层钢桁架连续梁钢桥）北侧引桥跨径组合：3*30=90M南侧引桥跨径组合：3*30=90M(预应力混凝土连续箱梁）(预应力混凝土连续箱梁）龙华港桥地理位置图主桥立面图主桥桥面平面图主桥标准段剖面图主桥中墩剖面图主桥边墩剖面图主桥采用全焊接板桁结合形式，现阶段上层桥面为双向4车道+人行通道+观光平台共计宽25米，下层桥面为人行通道净宽为12.6~13.6米。主桥钢材采用Q345qD,板厚最大50mm,钢桁架节点区域部分材料厚度方向应满足z25性能。主桥整体投钢量约3700吨。（含观光平台、人行通道、防撞栏杆等附件）本工程主要参建单位：设计施工总承包——上海市政工程设计研究总院钢结构专业分包——中船江南重工股份有限公司钢结构现场安装——中交三航局兴安基公司钢结构专业分包施工范围：主要包括主桥材料采购、主桥安装分段的建造和整体预拼装、主桥的涂装、主桥安装分段的运输到现场、施工过程中按国家相关标准进行的检测和实验以及现场安装完成后分段大接头的焊接等工作。1.2施工范围二主桥主要技术参数及特点2.1钢桁架梁钢桁架梁形式选用的是三角桁，线条简洁，节点处相交杆件少，外形能够满足景观效果且符合现代桁架桥梁的发展趋势。主桥两榀钢桁架与桥梁竖曲线平面呈15°角布置，主桥横断面为倒梯形。钢桁架标准节间距设计为11M,中间平段桁高为7.0M,中间支座处10.4M,边支座处7.8M，之间圆弧过渡。钢桁架上下弦杆皆为箱型，腹杆截面有工字型、王字型和箱型三种。桁架节点采用整体节点板形式，节点处桁架腹板采用厚35~50mm且具有Z25性能的钢板，以减少焊接变形和焊接残余应力的影响。2.2桥面体系上、下层桥面体系采用钢正交异性板和横梁体系，有效增加了钢桁架平面内的刚度和材料连接的差异性问题。上层桥面板厚14mm,纵向采用8mmU型加劲,间距600mm。上层桥面沿路脊线向两侧各设有2%的横坡。下层桥面板厚为10mm，采用10mm扁钢加劲,间距300mm,不设横坡。上弦杆截面图下弦杆截面图腹杆截面图典型钢桁架节点弧段的节段节头节尾两点标高按竖曲线数值，中间直线连接，把桥梁的圆弧转化为直线节段，方便了主桥钢结构的加工制作。三主桥主要加工建造难点1.主桥的空间结构复杂，设计院的施工图纸是通过数学参数表和空间坐标来表达主桥各分部的空间关系和构件的尺寸。如何在建造周期紧张的情况下消化、理解、校核并应用这些数据是建造过程中的主要难点。2.主桥为全焊接形式，焊接节点形式多，焊缝质量要求高。如何在建造过程中保证焊接质量，控制好焊接变形等不利因素对主桥建造精度的影响是建造过程中的又一难点。3.主桥安装分段的立体建造和整体预拼装是难点之一。4.建造完成的主桥分段体积大、重量重，如何吊运装船和绑扎固定也是难点之一。整个主桥在设计图上沿桥长方向划分为15个节段，位于桥梁竖曲线圆四主桥建造的总体思路4.1现场吊装方案根据设计院、安装单位和我司共同协商并经专家评审后确定方案，主桥将分成5个分段进行吊装（长度方向分为5段，宽度方向不分段），现场采用1100吨大型浮吊依次进行主桥安装。主桥安装分段划分图4.2主桥建造总体思路：主桥的建造先分解成以下几个分部分别进行：钢桁架、上层桥面、下层桥面和独立构件。在车间内先进行不同分部的平面分段（如上、下桥面分段、钢桁架平面分段）和独立构件的制作（如中横梁、两榀钢桁架间的连系横梁以及下层桥面与中横梁的连接立柱等），然后在外场装焊平台进行主桥安装分段的立体建造和主桥的整体预拼装，最后将整体预拼装检验合格的主桥拆分、装船并驳运至现场进行安装。4.2.1钢桁架建造思路4.2.2主桥桥面分段建造思路4.2.3主桥安装分段建造和整体预拼装思路上层桥面桥宽方向建造划分图5主桥建造过程中的关键技术5.1计算机建模校核主桥空间尺寸技术主桥的计算机建模包括平面建模和三维建模。平面建模钢桁架上弦节点图钢桁架上弦节点参数表节段名称α1α2α1'α2'α3α4α5α6β1β2γ1γ2θ11θ12θ13θ14θ21θ22θ23θ24S8(N8)90.705589.294590.762589.237589.306989.060189.180389.180287.052692.947444.947642.811376.183776.183776.184276.183386.985086.985086.991186.9786S7(N7)90.702589.297590.759389.240789.303789.060489.184489.184287.065292.934845.486742.152876.183476.183476.183976.183086.985186.985186.991486.9791S6(N6)90.612789.387390.662389.337789.403389.170889.289089.288987.440392.559745.749942.753476.174476.174476.174876.174186.988786.988786.993986.9837S5(N5)90.483189.516990.522289.477889.551789.326189.439689.439687.982092.018045.547943.390876.163676.163676.163976.163386.993086.993086.996986.9891S4(N4)90.353589.646590.382189.617989.701189.478089.590189.590188.523591.476545.282943.713876.155376.155376.155576.155186.996286.996286.999186.9934S3(N3)90.223989.776190.242089.758089.851489.629589.740589.740589.064990.935144.967443.978376.149676.149676.149776.149586.998586.998587.000386.9967S2(N2)90.094389.905790.101989.898189.924889.779589.890789.890789.606390.393760.672444.193176.146476.146476.146576.146486.999786.999787.000586.9995a11a12a13a14a21a22a23a24a31a32a33a34a41a42a43a44a12’a22’a32’a42’S8(N8)20262155289793620142155289794919192155289710431907215528971056S7(N7)20452162296794120332162296795319392162296710471926216229671060S6(N6)20462128298894820352128298895919532128298810411942212829881052S5(N5)20272111301095920182111301096819542111301010321945211130101041S4(N4)20062108302097019992108302097619522108302010241946210830201030S3(N3)19832109302898119792109302898519492109302810151945210930281019S2(N2)190510443035992190310443035994189010443035100618891044303510081125112511251125b1b2c1c2Lh1h2h3h4S8(N8)6091492430048011110153582360735613587S7(N7)6146486830048011110143575361535553594S6(N6)6102490930038008110113572360835513588S5(N5)6058494830028005110073574360135543580S4(N4)6042496230018003110043578359735573576S3(N3)6030497130008001110013582359435613573S2(N2)6023497730008000110003576359135553570e1e2e3e4f1f2f3g1g2g3g4g5g6g7g8g9g10g11g12S8(N8)1231235286821803189968519877122115121517785541828574191812871880S7(N7)16416449773817801930S6(N6)19719743865017691902S5(N5)20020043058217781872S4(N4)2002004455551789185868119687002060121717725631806570187612601839S3(N3)1951954695391802184668519866972044121517775541827569186412531828S2(N2)9599592877611202183617136942031557186212361810平面建模的作用通过对钢桁架的二维建模，我们能够把整榀桁架的上、下弦节点单元图和腹杆图等形成完整的钢桁架平面图，从而使得各节点单元和腹杆的构造关系一目了然。建模的过程既是对设计院通过精确数学计算得出的参数数值的校核又是一次钢桁架虚拟的平面预拼装的过程，为以后的钢桁架实物建造提供可靠的数字依据。二维建模后的钢桁架及对应尺寸图三维建模主桥的三维建模必须与已确定的施工工艺相结合，如主桥的安装分段接头的位置，主桥桥面分段与钢桁架的接头位置、形式等，建模的过程中须充分考虑这些工艺因素，以免以后的工作反复。三维建模可先从主桥的纵、横骨架开始，先由基本的点、线建立主桥的基本框架，后依次按钢桁架、桁架联系构件、下层、上层桥面直至建立完整的主桥模型。主桥框架轴线及分段位置线图主桥标准节段三维模型图为保证主桥三维立体模型的精确，在建模时尽可能从基本数据出发，尽可能少利用设计院通过数学方法计算得出各部套施工图中的二维数据，而是充分理解设计院蓝图中各类数据的起源，由最基本的状态开始进行建模，以求与施工图互相校对。三维模型建立后我们可以很快得到主桥任何部位、任何状态下的坐标数据，为获得主桥安装分段的立体建造、主桥的整体预拼装所需的建造和检测数据打下了坚实的基础。5.2大型整体节点板式桁架节点的制作和主桥焊接变形控制技术主桥结构中两榀纵向的变截面钢桁架的制作加工是本工程技术和质量上控制的重点。而大型整体节点板式的桁架节点又是钢桁架制作加工中的难点。装焊完成的典型钢桁架节点图5.2.1整体节点板式的桁架节点单元的制作桁架整体节点板拼焊钢桁架节点单元装焊流程5.2.2主桥焊接变形控制技术钢结构的焊接变形是影响钢结构建造精度的主要因素。在借鉴以往多项重大钢结构工程的焊接经验的基础上，针对本工程主桥的首制分段制作进行焊接工艺研究，同时根据首制段的实际构件变形的测量，调整焊接工