大跨度超万吨级连续箱梁桥平转施工技术,姓名：张文学 单位：北京工业大学建筑工程学院 电话：15801490808 邮箱：zhwxbjut.edu.cn,报告大纲,2、项目主要研究内容,2.1 连系梁桥平转施工关键工艺,2.2 连续箱梁不同分段长度对主 梁受力影响研究,2.3 转体梁段拆除方式及其影响分析,2.4 连续箱梁转体施工临时固结结 构设计,2.5 大跨度连续箱梁桥转体监测 技术研究,2.6 大跨度连续梁桥平转稳定性研究,1、项目背景及意义,1.1 项目背景,1、项目背景及意义,1.1 项目背景,1、项目背景及意义,1.1 项目背景,1、项目背景及意义,1.2 项目意义,北京近些年转体施工桥梁情况,1、项目背景及意义,1.2 项目意义,以长平高速微子立交桥为依托工程，深入开展大跨度连续箱梁桥转体关键技术研究工作，为今后山西省的桥梁设计和施工提供技术参考。 该项目的研究成果可以为今后我省桥梁设计、施工提供更多的桥型选择，不仅可以节约建设成本，而且减少了对桥下交通的影响，具有较好的社会效益和实际经济效益。 该课题的研究成果不仅可以服务于山西省，增强山西省在大跨度桥梁施工技术领域的技术水平，提高本省桥梁施工企业的竞争力，而且可以为全国同类工程提供参考。,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,依托工程介绍 微子立交桥主桥跨度为72+120+72m变截面连续梁,主桥在13号和14号墩之间跨越既有邯长铁路和远期规划铁路，与既有邯长铁路里程斜交，交角为69.6。14号墩侧采用支架原位现浇法施工，13号墩侧采用平行于铁路方向的支架现浇施工，然后转体就位合拢的施工方法。转体重量达12300t。,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,依托工程介绍, 设计荷载：公路-级。 道路等级：高速公路。 设计基准期：100年。 路面坡度：桥面横坡2.0%；最大纵坡2.94%。 铁路净空8.2m；公路净空5.0m。 桥梁标准断面宽：26.0m。 设计行车速度：100km/h。 抗震设防烈度：7度。,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,依托工程介绍,主梁采用C50混凝土，其中转体施工段为（59+59）m，由0号节段4号节段组成，长度分别为20m、212m、212m、212m、213m。 后由于工期紧张，1号节段和2号节段合为一段，3号节段和4号节段合为一段，最终主梁转体施工段由0号节段2号节段组成，长度分别为20m、224m、225m。,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体构造,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体结构施工步骤及要求,1） 安装定位下球铰骨架 2） 安装及定位下球铰,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体结构施工步骤及要求,3）转体下盘混凝土浇筑完毕 4）吊装定位转动芯轴,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体结构施工步骤及要求,5）下球铰聚四氟乙烯滑动片安装 6）吊装上球铰,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体结构施工步骤及要求,7）上转盘一次混凝土浇筑 8）放置临时撑脚,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,转体结构施工步骤及要求,9）牵引索 10）牵引反力座,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,预应力摩阻损失测试,1）管道摩阻损失测试,两边取对数可得,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,预应力摩阻损失测试,1）管道摩阻损失测试,不考虑摩阻系数和的变异，利用最小二乘原理，试验误差最小时的和应使下式取得最小值：,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,预应力摩阻损失测试,1）管道摩阻损失测试,故有：,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,预应力摩阻损失测试,2）锚口及喇叭口摩阻损失测试,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,箱梁现浇支架,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,箱梁现浇支架,2、研究内容 2.1连系梁桥平转施工关键工艺,箱梁现浇支架,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,工程案例回顾,1） 崇遵高速公路楚米号大桥转体施工图,梁段长度从根部至边墩分别为104m、12m、33m、11m,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,工程案例回顾,2） 兴郭路跨苏嘉杭高速公路特大桥施工图,0#段长10m，17#段长6m，8#段长10.52m,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,工程案例回顾,3） 哈大客专运粮河特大桥施工图,三段梁段长度分为19、（218.5）m和（221）m，合拢段长度为2.0，边跨搭支架现浇直线段长度为9.75,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,工程案例回顾,4） 高浪路CQ1标跨沪宁高速公路特大桥施工图,转体部分箱梁长260m，除0节段外分为7对梁段，均采用支架对称逐段浇筑施工,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,依托工程介绍,微子立交桥转体段为（59+59）m，由0号节段4号节段组成，长度分别为20m、212m、212m、212m、213m，后由于工期紧张，1号节段和2号节段合为一个节段，3号节段和4号节段合为一个节段，最终主梁转体现浇段由0号节段2号节段组成，长度分别为20m、224m、225m。,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,不考虑箱梁与模架耦合效应,最大悬臂状态转体段各单元上缘应力对比图,最大悬臂状态转体段各单元下缘应力对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,不考虑箱梁与模架耦合效应,最大悬臂状态各节点累计竖向位移对比图,最大悬臂状态各节点累计水平位移对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,假定现浇梁与底模支架摩阻系数为：0.03，0.1，0.3，1.0，分别计算最大悬臂状态转体段的应力和位移。 计算模型采用依托工程实际施工的分段情况“分三段浇筑砼”。,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,考虑不同模板与混凝土间约束情况各单元上缘应力对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,考虑不同模板与混凝土间约束情况各单元下缘应力对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,模板混凝土之间不同摩擦系数时各单元上缘应力对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,模板混凝土之间不同摩擦系数时各单元下缘应力对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,考虑不同模板与混凝土间约束情况各节点累计水平位移对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,考虑不同模板与混凝土间约束情况各节点累计竖向位移对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,模板混凝土之间不同摩擦系数时各节点累计水平位移对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,考虑箱梁与模架耦合效应,模板混凝土之间不同摩擦系数时各节点累计竖向对比图,2、研究内容 2.2箱梁不同分段长度对主梁受力的影响研究,小结,在不考虑现浇梁与底模支架之间摩阻力的情况下，不管分几段浇筑混凝土，最大悬臂状态转体段各单元截面应力相差不大。 在不考虑现浇梁与底模支架之间摩阻力的情况下，不同分段施工的主梁竖向位移是不同的，因此主梁的预拱度也是不同的，施工过程中应根据不同的分段长度确定不同的立模标高。 现浇箱梁与模架之间的耦合作用对箱梁的有效应力和预应力张拉引起的位移均有较大影响。施工时尤其张拉预应力筋时必须考虑现浇梁与底模支架之间的耦合约束影响。转体段支架施工应设法降低现浇梁与底模支架之间的耦合作用，尽可能使更多的模板与结构脱离，使实际施加的预应力与设计状态接近一致。,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,支架拆除方式对箱梁节段应力的影响,不同落架方式的转体段脱架后各单元上缘应力对比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,支架拆除方式对箱梁节段应力的影响,不同落架方式的转体段脱架后各单元下缘应力对比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,支架拆除方式对主梁应力监控措施的影响,主梁悬臂根部截面上缘应力随施工过程变化图,主梁悬臂根部截面下缘应力随施工过程变化图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,支架拆除方式对主梁应力监控措施的影响,主梁L/4截面上缘应力随施工过程变化图,主梁L/4截面下缘应力随施工过程变化图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,支架拆除方式对主梁位移影响分析,最大悬臂状态各节点累计水平位移对比图,最大悬臂状态各节点累计竖向位移对比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,分节段落架与一次同时落架 支架受力分析,分节段与一次同时落架过程中支架所受最大荷载对比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,不同落架顺序对支架受力影响,不同落架顺序对支架所受最大荷载对比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,不同落架顺序对支架受力影响,不同落架顺序对支架所受最大荷载与支架最大标准荷载百分比图,2、研究内容 2.3转体梁段支架拆除方式及其影响分析,小结,分段施工支架拆除方案要经过准确的计算，不同的落架方式对于支架的受力影响相当大，拆除方式选择不当部分支架受力远超出支架最大标准荷载，当部分模板与支架要先期拆除时，必须考虑荷载重分布对支架影响。 一次落架时中间节段结构的变形有可能无法检测与评价，使得后期结构的不确定性及风险有所增加。而分节段落架时，每一节段施工时都有悬臂状态，边界条件明确，可以真实地反映出每一节段施工效果。,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,临时固结结构的作用及结构形式,连续箱梁与连续刚构对比,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,悬臂施工临时固结结构失效事故,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,悬臂施工临时固结结构形式,悬臂施工临时支墩图,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,悬臂施工临时固结结构形式,悬臂施工临时支座图,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,箱梁施工阶段临时固结结构受力研究,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,计算模型一,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,计算模型二,考虑到结构的实际情况，假设箱梁0号块的刚度无限大，每侧临时支墩的竖向抗压刚度为，永久支座的竖向抗压刚度为，此时临时支墩的受力情况如下：,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,计算模型二,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,计算模型二,2、研究内容 2.4连续箱梁转体施工临时固结结构设计,计算模型三