大跨度鋼橋設(shè)計典型案例總結(jié)

大跨度鋼橋設(shè)計及典型案例主要內(nèi)容1.大跨度鋼橋工程實例2.鋼桁梁及整體節(jié)點設(shè)計3.鋼箱梁及板結(jié)構(gòu)設(shè)計4.系列高性能結(jié)構(gòu)鋼5.板桁組合結(jié)構(gòu)新技術(shù)6.鋼桁梁斜拉橋的技術(shù)創(chuàng)新7.鋼拱橋建造關(guān)鍵技術(shù)8.設(shè)計施工中幾個值得注意的案例1.大跨度鋼橋工程實例日本巖石島與柜石島大橋，主跨420m鋼桁梁斜拉橋，建于1980’年代丹麥厄勒海峽大橋，主跨490m鋼桁梁斜拉橋，建于1990’年代丹麥-德國費馬恩跨海大橋，主跨700m鋼桁梁斜拉橋蕪湖長江大橋，主跨312m鋼桁梁矮塔斜拉橋，2000年建成通車武漢天興洲長江大橋，主跨504m鋼桁梁斜拉橋，2009年建成通車安慶長江大橋，主跨560m鋼桁梁斜拉橋，2013年建成黃岡長江大橋，主跨567m鋼桁梁斜拉橋，2013年建成主梁橫聯(lián)處截面銅陵長江大橋，主跨630m鋼桁梁斜拉橋，2013年建成滬通長江大橋，主跨1092m鋼桁梁斜拉橋，已開工建設(shè)蒙華鐵路洞庭湖大橋，主跨2x406m鋼桁梁三塔斜拉橋，已開工建設(shè)蕪湖長江公鐵二橋，主跨588m鋼桁梁大小矮塔斜拉橋，計劃年內(nèi)開工大勝關(guān)長江大橋，主跨2x336m雙主跨三主桁鋼桁拱橋，2011年建成通車南廣鐵路西江大橋，主跨450m鋼箱拱橋，2013年建成杭州灣跨海大橋起于嘉興市海鹽，止于寧波慈溪，全長36km，橋?qū)?3m。最長跨海橋。舟山大陸連島工程金塘大橋起于舟山金塘，止于寧波鎮(zhèn)海，全長約27km。上海東海大橋起于上海蘆潮港，止于小城子山小洋山，全長約31km，其中海上段長約25km。港珠澳跨海大橋瓊州海峽公鐵兩用通道瓊州海峽位于廣東省雷州半島與海南省之間；主跨1000m級公鐵兩用橋梁。福州至平潭鐵路海壇海峽大橋鐵路等級為兩線I級鐵路，設(shè)計行車速度200km/h公路采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計時速100

km/h廣東西部沿海鐵路虎門公鐵兩用大橋武漢楊泗港長江大橋主跨1700m雙塔雙層鋼桁梁懸索橋?；磽P鎮(zhèn)五峰山大橋推薦采用1120m雙塔鋼桁梁懸索橋方案，橫斷面布置上層為雙向八車道公路，下層為雙線鐵路。泰州長江大橋主橋采用了主跨2×1080m的三塔雙跨鋼箱梁懸索橋，系世界首創(chuàng)。中塔采用縱向人字形、橫向門式框架型鋼塔，其大節(jié)段制造和安裝技術(shù)的使用在國內(nèi)尚屬首次。馬鞍山長江大橋高速公路特大橋，全長11km，其中左汊主橋為2×1080m三塔兩跨懸索橋，右汊主橋為(120＋2×260＋120)m三塔兩跨斜拉橋。武漢鸚鵡洲長江大橋鸚鵡洲長江大橋主橋為（200+2×850+200）m的三塔四跨懸索橋中塔采用鋼混疊合塔，邊塔采用混凝土塔。大橋設(shè)計為雙向8車道，為國內(nèi)首座三塔四跨的結(jié)合梁懸索橋，結(jié)合梁主梁在世界同類跨度懸索橋上首次采用。洞庭湖二橋虎門二橋龍江大橋2、鋼桁梁及整體節(jié)點設(shè)計鐵路鋼橋規(guī)范-關(guān)于鋼桁梁規(guī)定公路鋼橋規(guī)范-關(guān)于鋼桁梁規(guī)定核心在哪里？結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)件設(shè)計、連接構(gòu)造1960年代，我國鋼桁梁開始采用焊接與栓接技術(shù)。起初是少焊多栓，即工廠焊接制造、工地螺栓連接。1990年代京九線孫口黃河大橋開始采用整體節(jié)點技術(shù)。整體節(jié)點技術(shù)將節(jié)點散件焊接成整體，是顯著的技術(shù)進(jìn)步，具有實際的經(jīng)濟(jì)與社會效益。整體節(jié)點技術(shù)的優(yōu)勢：?

整體節(jié)點節(jié)省高強度螺栓，較散拼節(jié)點節(jié)約30%以上?

整體節(jié)點不需進(jìn)行預(yù)拼，節(jié)省工時及拼裝場地?

整體節(jié)點安裝省時省力?

整體節(jié)點的節(jié)點剛度大、整體性好1--節(jié)點板節(jié)點板是重要的部件，豎桿與斜腹桿內(nèi)力全部傳給節(jié)點板，整體節(jié)點箱形弦桿內(nèi)力50％以上傳給節(jié)點板，所以節(jié)點板起著傳遞和平衡主桁桿件內(nèi)力的重要作用它的厚度計算分為兩部分，一是弦桿需要的厚度：h2/3twt=+[1

0.2（7

)

]1.25rf1--節(jié)點板它的厚度計算分為兩部分，二是腹桿連接所需要的厚度：p×105I11t

=(

+

W

?)ib

?σ

Ab2

+

d22eaW×103p1×

×

?

×m

n

M

b105it=+×2be?σbe?σ8∑r2aa2--箱形桿件的橫隔板隔板是桿件和節(jié)點中的重要板件，它的作用有兩個：一是保證桿件形狀和板間距離的重要零件；二是，在有橫梁連接的節(jié)點內(nèi)，將橫梁端部的豎向剪力向外側(cè)節(jié)點板傳遞，使內(nèi)外側(cè)節(jié)點板的豎向力達(dá)到均衡。桿件兩端和截面變化處須設(shè)置橫隔板。桿件橫隔板由于制造組裝順序關(guān)系，往往不能做到周邊焊接，這時與豎向腹板或節(jié)點板的焊接是必須的。3--橫梁與節(jié)點連接橫梁與節(jié)點連接實際上是橫梁接頭與節(jié)點連接，橫梁則是直接與它的接頭連接。橫梁接頭的腹板及翼緣板與節(jié)點連接，是整體節(jié)點中的又一個重要的構(gòu)造。4--平聯(lián)與節(jié)點的連接平聯(lián)與節(jié)點的連接，關(guān)鍵是連接的細(xì)節(jié)處理。平聯(lián)內(nèi)側(cè)節(jié)點板兩端是疲勞抗力的薄弱環(huán)節(jié)，必須認(rèn)真處理。具體做法是，先將節(jié)點板兩端加寬約10mm，以便進(jìn)行角焊縫施工。焊好后，磨除加寬部分，打磨勻順，并錘擊。5--節(jié)點內(nèi)箱形弦桿的角焊縫應(yīng)力箱形弦桿的角焊縫應(yīng)力在節(jié)點范圍內(nèi)和節(jié)點范圍外顯然是不同的。在節(jié)點內(nèi)，斜桿的水平分力首先作用于兩塊節(jié)點板，經(jīng)由焊縫向上（或下）翼緣傳遞不平衡力，焊縫承擔(dān)剪應(yīng)力6--設(shè)計中的其他細(xì)節(jié)構(gòu)造1-鋼桁節(jié)點板應(yīng)力水平高，主要原因是主桁構(gòu)件內(nèi)力全部由節(jié)點板傳遞、平衡2-平聯(lián)節(jié)點板設(shè)置內(nèi)側(cè)隔板3-橫撐隔板在節(jié)點板內(nèi)、外側(cè)對應(yīng)設(shè)置3-橫撐隔板在節(jié)點板內(nèi)、外側(cè)對應(yīng)設(shè)置4-豎桿在節(jié)點板范圍隔板，與橫梁腹板有一定長度的搭接4-豎桿在節(jié)點板范圍隔板，與橫梁腹板有一定長度的搭接3、鋼箱梁及板結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)分類全封閉整體鋼箱梁分離式鋼箱梁或開口式截面板梁板－桁組合結(jié)構(gòu)鋼箱－桁組合結(jié)構(gòu)獨立承載的正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成與傳力途徑主要構(gòu)件橋面板及其縱向加勁肋底板及其縱向加勁肋主梁腹板及其縱向加勁肋橫肋與橫梁傳力途徑先由橋面板傳遞給縱梁縱梁傳遞給橫梁橫梁再傳遞給桁架或主梁?

獨立承載的正交異性鋼橋面板結(jié)構(gòu)，不參與主梁的縱向整體受力，橋面系對橋梁縱向抗彎剛度基本沒有貢獻(xiàn)。?

全封閉或開口的鋼箱梁結(jié)構(gòu)，包括板-桁、鋼箱-桁組合結(jié)構(gòu)，橋面板和縱肋成為主梁的一部分(上翼緣)，橋面也可以為橋梁提供足夠的橫向剛度。三個受力體系的劃分1)

第一體系

：鋼橋面板和縱向加勁肋作為主梁的上翼緣共同參與結(jié)構(gòu)的受力，可以按照初等梁彎曲理論計算，為第一體系。2)

第二體系：沿橋縱向彈性支承在鋼箱梁橫隔板上的橋面的變形，與該變形對應(yīng)的應(yīng)力為第二體系應(yīng)力。3)

第三體系：支承在縱向加勁肋腹板之間的橋面板的變形，與該變形對應(yīng)的應(yīng)力為第三體系的應(yīng)力。鋼橋面結(jié)構(gòu)關(guān)注的設(shè)計細(xì)節(jié)1

橋面板2

縱向加勁肋和橋面板之間的焊縫3

縱向加勁肋和橫梁腹板之間的焊縫4

橫梁腹板的切口5

加勁肋的現(xiàn)場接頭6

橫梁的現(xiàn)場接頭7

橫梁和主梁或橫向框架之間的焊縫8

橫梁腹板和橋面板之間的焊縫4.系列高性能結(jié)構(gòu)鋼高速鐵路大跨度鋼橋的建設(shè)，推動了材料與結(jié)構(gòu)新技術(shù)發(fā)展…

…首先，列車安全、舒適運行要求大跨度橋梁具備足夠的豎向、橫向剛度鐵路橋具有較為剛性的主梁鐵路橋除了總體的體系剛度，還需要良好的鐵路橋面局部剛度，因此主梁采用鋼桁梁較多動力性能要求高其次，應(yīng)盡可能選用阻尼大的結(jié)構(gòu)并具有一定的參振質(zhì)量，抑制橋上列車的振動響應(yīng)。第三，橋上列車的振動響應(yīng)與線路條件（尤其是軌道不平順）有較大關(guān)系，因此也需要具備足夠的橋面整體性。另外，列車運行對軌道勻順性有較高的要求，梁端轉(zhuǎn)角限值豎向轉(zhuǎn)角≤2‰、水平轉(zhuǎn)角≤1‰。結(jié)構(gòu)措施1-采用桁梁或桁拱以獲得較好豎向剛度斜拉橋主梁采用鋼桁梁，或主橋采用鋼桁拱結(jié)構(gòu)，以獲得較好的豎向剛度。設(shè)置60-100m的端跨，提高體系剛度，以減小梁端轉(zhuǎn)角。結(jié)構(gòu)措施2-采用板桁組合結(jié)構(gòu)取得良好的橫向剛度結(jié)構(gòu)措施3-采用整體正交異性鋼板提高了橋面的平順性橋面結(jié)構(gòu)采用多橫梁與縱梁、縱肋、弦桿結(jié)合的整體橋面結(jié)構(gòu)，能較好地滿足高速行車性能要求。高速鐵路大跨度橋梁的關(guān)鍵技術(shù)新材料：高性能的高強度結(jié)構(gòu)鋼新結(jié)構(gòu)：板桁組合結(jié)構(gòu)，鋼正交異性板整體橋面結(jié)構(gòu)新的建造技術(shù)：鋼桁梁斜拉橋及鋼桁拱橋創(chuàng)新技術(shù)橋梁用結(jié)構(gòu)鋼1

．碳素結(jié)構(gòu)鋼：低碳鋼強度低，高碳鋼焊接性差2

．低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼:添加少量合金元素,提高強度、細(xì)化晶粒、改善性能3

．高強鋼絲和鋼索材料:由優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)過多次冷拔而成，抗拉強度1670-1960MPa，伸長率較低4

%中國、美國、歐洲及日本橋梁用結(jié)構(gòu)鋼GB

714-2008ASTM

A709-11EN10025-3:2004EN10025-4:2004EN10025-6:2004JIS

G3106-2008Q345qC、D50、50W、HPS50W[HPS345W]S355N、S355NLS355M、S355MLSM490A、SM490BSM490YA、YBQ370qC、D、EQ420qC、D、EQ460qC、D、EQ500qC、D、EQ550qC、D、EQ620qC、D、EQ690qC、D、ESM520B、SM520CS420N、S420NLS460N、S460NLS420M、S420MLS460M、S460MLSM570HPS

70W[HPS485W]S460Q、S460QLS460QL1S500Q、S500QLS500QL1S550Q、S550QLS550QL1S620Q、S620QLS620QL1HPS

100W[HPS690W]S690Q、S690QLS690QL1中國橋梁鋼運用及發(fā)展Q345-16Mnq為建造南京長江大橋，1960年代研制，運用于栓焊鋼梁，但厚板效益嚴(yán)重。1990年代冶煉技術(shù)提高后，硫、磷含量可以得到控制，16Mnq也可用于全焊接結(jié)構(gòu)。但受板條狀的鐵素體和珠光體組織的約束，質(zhì)量等級只能達(dá)到D級鋼的水平。Q370-14MnNbq1995年修建蕪湖長江大橋，采用鈮合金超純凈的冶金方法，研發(fā)運用了該鋼種。具有優(yōu)異的-40℃低溫沖擊韌性（Akv≥120J），彌補了厚板效應(yīng)缺陷，保證了50mm厚鋼板焊接性能。14MnNbq鋼全面滿足了大、中型橋梁建設(shè)的需要，在國內(nèi)的大跨度橋梁中得到普遍運用。Q420-15MnVNq、15MnVq（熱軋+正火）15MnVNq強度高σs≥420Mpa，但由于采用加釩提高強度的方法，導(dǎo)致鋼板低溫韌性及焊接性能差，僅在栓接為主的橋梁上運用，且一直未能得到推廣應(yīng)用。Q420及以上級別橋梁鋼，雖然在幾個標(biāo)準(zhǔn)中都已經(jīng)列入，實際沒有對應(yīng)的鋼種，尤其質(zhì)量等級高的高性能結(jié)構(gòu)鋼。Q420qE（TMCP或熱機械軋制）超低碳針狀鐵素體組織高性能結(jié)構(gòu)鋼，良好焊接性能、優(yōu)異的低溫沖擊韌性、高強度適應(yīng)大線能量、高濕度與不預(yù)熱的條件大橋設(shè)計院與武鋼聯(lián)合開發(fā)Q500qE為滬通橋研制開發(fā)高性能結(jié)構(gòu)鋼期待中Q345-16Mnq廣泛使用Q370-14MnNbq

廣泛使用Q420-15MnVNq、15MnVq

已經(jīng)不再使用Q420qE可廣泛使用還需要研制并得到驗證的鋼種Q460Q500（滬通橋研制中）Q550Q620Q690橋梁鋼的發(fā)展方向?除Q370外，Q420及Q500也會成為橋梁的主力鋼種；?近年來，在橋梁上運用高性能鋼已經(jīng)成為研究熱點；?美國HPS-70W、

HPS-100W

鋼和日本的SMA570W鋼已經(jīng)得到運用；?耐候鋼成為了高性能鋼的一個發(fā)展方向，逐步在橋梁上得到運用。GB1591-2010GB714-2008√√√√低合金高強結(jié)構(gòu)鋼橋梁用結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼厚度方向性能鋼板結(jié)構(gòu)鋼建筑結(jié)構(gòu)用鋼板結(jié)構(gòu)鋼耐候結(jié)構(gòu)鋼GB5313-2010GB19879-2005GB4171-2008GB16270-2009高強度結(jié)構(gòu)用調(diào)質(zhì)板結(jié)構(gòu)鋼的四個主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)鐵路橋梁鋼設(shè)計規(guī)范關(guān)注一個鋼種的哪些性能？?高的強度：抗拉強度Rm和屈服點Rel比較高；?良好的焊接性能：碳當(dāng)量Ceq、焊接裂紋敏感性指數(shù)Pcm低，P、S含量低；?優(yōu)異的防斷性能：低溫沖擊韌性、纖維斷面率適應(yīng)低溫及沖擊荷載作用；?足夠的變形能力：即塑性和韌性性能好，屈強比低；?抗層狀撕裂性能：厚度方向性能好。TMCPQ420qE鋼主要化學(xué)成分(熔煉分析,%)牌號CSiMnPSCuMoNbB≤≤≤≤≤≤≤

0.015～

≤Q420q(WNQ570)0.080.50

0.30

0.050

0.00300.50

1.65

0.020

0.010注：為改善鋼的性能，允許添加其它微量元素，但須保證

Pcm

值小于等于

0.20。Q420qE鋼板力學(xué)性能及冷彎性能要求結(jié)果或測定值結(jié)果描述12～60mm牌號檢測項目最小最大RelMPaMPa%42057018------------RmQ420qA(WNQ570)縱向-40℃Akv1800彎曲試驗J120b=2ad=3a完好TMCPQ370qE鋼主要化學(xué)成分(熔煉分析,%)牌號CSiMnPSTiNNbCEV≤≤≤≤≤≤≤

0.015～

≤Q370qE0.05-0.120.008-0.018

0.006

0.050

0.360.50

1.0-1.5

0.020

0.005注：為改善鋼的性能，允許添加其它微量元素，但須保證

Pcm

值小于等于

0.20。Q370qE鋼板力學(xué)性能及冷彎性能要求結(jié)果或測定值結(jié)果描述12～60mm牌號檢測項目最小最大RelMPaMPa%37051020------------RmQ370qEA縱向-40℃Akv1800彎曲試驗J120b=2ad=3a完好斷裂力學(xué)安全判據(jù)：結(jié)構(gòu)材料所具有的斷裂抗力必須高于結(jié)構(gòu)物所承受的最高斷裂驅(qū)動力K

≥KC

I斷裂驅(qū)動力，以裂紋尖端應(yīng)力場的應(yīng)力強度因子KI來表達(dá)KI

=

yσ

πa斷裂抗力，用系列溫度大板拉伸及沖擊特征值表達(dá)11T

WKW

=

0.1928R

exp

?

733

?celTK

IT

=

0.372645

T

+

4.361663

t

+114.8WKWrEIV材料的韌性決定于三個條件：1工作應(yīng)力；2環(huán)境溫度；3構(gòu)件板厚根據(jù)最大板厚t、設(shè)計溫度Td、擬選的材料韌性指標(biāo)VTrE，計算斷裂抗力Kc

；與斷裂驅(qū)動力比較后，依據(jù)斷裂判據(jù)選定

TV

rETTd-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20-20tTKcV

rEI

K0-5247.3786.4988.4690.5092.6294.8397.1399.51102.00104.59107.2983.5385.3887.3189.3191.3893.5495.7898.12100.55103.07105.71245.51243.65241.78239.92238.06236.19234.33232.47230.60250.32248.45246.59244.73242.86241.00239.14237.27235.41233.55231.69-10-15-20-25-30-35-40-45050-5-10-15-20-25-30-35-40-45-50605

板-桁組合結(jié)構(gòu)新技術(shù)板桁組合結(jié)構(gòu)中橋面板作為主桁弦桿翼緣的一部分參與第一體系受力（結(jié)構(gòu)的整體作用）橋面板參與主桁第一體系作用，提高承載能力、增大體系剛度1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10.00.40.60.81.01.21.4

1.6下弦桿與橋面系的面積比R

A橋面系參與主桁下弦桿第一體系作用的有效面積比在0.53至0.80（

與下弦桿和橋面系的面積比RA有關(guān)）。在多橫梁的整體橋面結(jié)構(gòu)中，傳力途徑：路徑1（

R1）：先縱向，后橫向，即：橋面板-縱梁-節(jié)點大橫梁-節(jié)點路徑2（

R2）：先橫向，后縱向，即：橋面板-節(jié)間橫梁-弦桿-節(jié)點R270%65%60%55%50%45%40%35%30%25%20%Idx=2.34Idx=3.370.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4I下/d

（×10-2路徑2占65%，與橋面板連接的主桁弦桿承受節(jié)間荷載，為壓彎或拉彎構(gòu)件板桁組合結(jié)構(gòu)研究國內(nèi)七十年代于北江大橋開始，展開了板桁組合結(jié)構(gòu)第一體系作用下橋面板有效翼緣寬度取值的研究，對受力特性的認(rèn)識是清晰的。板桁結(jié)構(gòu)為空間受力結(jié)構(gòu)，空間作用效應(yīng)明顯，因此：1）結(jié)構(gòu)整體性要求板桁連接采用焊接；2）縱橫向的剛性連接，要求主桁、橫梁等用材應(yīng)具備良好的焊接性能與厚度方向性能；3）與橋面板連接的弦桿，由承受軸向力為主的構(gòu)件變?yōu)槌惺軌簭澔蚶瓘?，?yīng)按壓彎或拉彎構(gòu)件設(shè)計；多年來限于材料與制造技術(shù)，板桁組合結(jié)構(gòu)進(jìn)展不大。現(xiàn)在材料進(jìn)步、制造水平提高，條件具備，主要需要解決板桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造問題。組合結(jié)構(gòu)板－桁節(jié)點構(gòu)造德國高速鐵路ICE下承式鋼桁-鋼橋面板結(jié)合橋節(jié)間長度5.2m，采用了開口截面弦桿，節(jié)點板穿過橋面板，焊縫過渡處設(shè)置圓孔，構(gòu)造簡單德國高速鐵路ICE下承式鋼桁-鋼橋面板結(jié)合橋丹麥厄勒海峽大橋橋面鋼箱梁、鋼桁分別制造因整節(jié)段吊裝，板桁可在工廠固定臺座上組拼，組裝精度可得到保障橋面板與下弦桿上翼緣對接橫梁腹板與下弦桿橫隔板對接日本新干線下弦桿和鋼橋面板結(jié)合的低高度下承式鋼桁橋下弦桿采用箱型桿件采用了節(jié)點板穿過下弦桿翼緣的方式長大跨橋梁特點1、箱型弦桿，不能設(shè)置焊縫過渡孔2、散件懸臂拼裝，板桁在工地連接，隱蔽對接精度不能保證節(jié)點板與橋面板兩者垂直相交，要解決好橋面板在節(jié)點板相交位置的連續(xù)過渡。

四種解決方案.1）豎向拼接：板桁分別制造，然后在下弦桿內(nèi)側(cè)豎腹板兩邊對焊工地散件拼裝時，十字焊承載板難于對齊。全熔透十字焊σ

=

40

?80部分熔透十字焊σ

=

362）板桁分別制造，豎向拼接，拼縫位于下弦桿的接頭板處工地散件拼裝時，橋面板與下弦桿接頭板對接焊的位置易于保證，橋梁全長對接縫增加一條。3）水平拼接：橋面板連續(xù)，節(jié)點板分上下兩塊，在橋面板上下側(cè)對焊節(jié)點范圍反復(fù)拉力作用對接焊不可取。4）橋面板開槽，節(jié)點板上穿橋面板后周邊熔透焊接制造難度大，工藝復(fù)雜。經(jīng)過多方案的比選，采用橋面板開孔、節(jié)點板穿過圍焊的方法。節(jié)點板上穿橋面板，制造工藝措施疲勞試驗表明，疲勞允許應(yīng)力縱向與橫橋向可達(dá)到90、71Mpa。下弦桿連接焊縫全長范圍內(nèi)采用雙側(cè)焊縫橫梁連接焊縫雙側(cè)部分熔深坡口焊縫6.鋼桁梁斜拉橋的技術(shù)創(chuàng)新鐵路斜拉橋與一般公路斜拉橋相比，為減小列車通過時產(chǎn)生的振動，要求更大的剛度、抑振質(zhì)量與阻尼。在斜拉橋，塔、梁、索幾個主要部件中，鐵路斜拉橋主梁往往采用剛度較大的鋼桁梁或鋼桁結(jié)合梁。大跨度斜拉橋從受力需要往往采用板桁組合結(jié)構(gòu)，增加主梁的承壓面積。高速鐵路斜拉橋，為增強結(jié)構(gòu)橫向剛度與結(jié)構(gòu)整體性也需要采用板（或箱）桁組合結(jié)構(gòu)。1、鐵路斜拉橋工程實例－幾種施工方法其一，逐根構(gòu)件懸臂架設(shè)其二，逐段桁片懸臂架設(shè)第三，逐段桁段吊裝施工蕪湖橋－逐根構(gòu)件懸臂拼裝蕪湖橋－逐根構(gòu)件懸臂拼裝銅陵橋－逐段桁片懸臂拼裝銅陵橋－逐段桁片懸臂拼裝銅陵橋－逐段桁片懸臂拼裝厄勒海峽橋－大節(jié)段吊裝施工厄勒海峽橋－大節(jié)段吊裝施工厄勒海峽橋－大節(jié)段吊裝施工厄勒海峽橋－大節(jié)段吊裝施工厄勒海峽橋－大節(jié)段吊裝施工天興洲大橋－整節(jié)段吊裝施工天興洲大橋－整節(jié)段吊裝施工天興洲大橋－整節(jié)段吊裝施工天興洲大橋－整節(jié)段吊裝施工天興洲大橋－整節(jié)段吊裝施工2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－設(shè)計第一，鋼桁梁用作斜拉橋主梁時，以承壓為主，受力是不合理的。1－腹桿桿端彎矩大且控制截面設(shè)計鋼桁梁構(gòu)件分布于截面輪廓的外圍，承彎作用的效率最高。但是，當(dāng)鋼桁梁被用作斜拉橋主梁時，以軸向受壓作用為主，而斜拉索只能偏上下弦一側(cè)錨固，腹桿因上下弦壓縮量不一致而產(chǎn)生較大的彎矩，腹桿因次彎矩控制截面設(shè)計；2－腹桿軸力不大但截面受弦桿尺寸控制斜拉橋主梁以受壓為主，主梁剪力與跨度關(guān)系不大，即腹桿軸力小而弦桿軸力大，選擇了合適的弦桿截面尺寸往往導(dǎo)致腹桿截面寬度太大，腹桿王字形截面是典型的事例。2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－設(shè)計第二，斜拉索直接錨固于上弦節(jié)點，也是不盡合理的方案。斜拉索直接錨固于鋼桁梁的上弦是最為便捷的方式，但會給本來應(yīng)力集中程度高的節(jié)點又增加了需要傳遞斜拉索水平分力額外的負(fù)擔(dān)。因此，斜拉索錨固與于主梁時，應(yīng)首先傳遞給截面面積最大、最為集中的橋面板結(jié)構(gòu)或鋼箱結(jié)構(gòu)。2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－設(shè)計第三，受力不合理導(dǎo)致設(shè)計、制造與施工的異常困難。1－焊縫熔深大、材料的性能要求高，制造難度大、風(fēng)險高；2－板厚大、構(gòu)件重量大，吊裝運輸難度大，現(xiàn)場對位矯正困難；2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－施工施工上的難點：鋼桁梁節(jié)段體量大而重、構(gòu)件散而多；采用逐根構(gòu)件架設(shè)的方法，其效率低，高空作業(yè)量大，危險性因素多；2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－施工采用整體節(jié)段架設(shè)方法，效率高，但對運輸、架設(shè)設(shè)備以及預(yù)拼裝場地要求高。2、鋼桁梁斜拉橋設(shè)計施工上的難題－施工采用桁片架設(shè)方法，效率與機具設(shè)備要求介于兩者之間，沒有根本的變化。3、新的主梁結(jié)構(gòu)及施工新技術(shù)大跨度斜拉橋的板－桁組合結(jié)構(gòu)主梁，由整體性好的扁平橋面板系統(tǒng)與離散化的鋼桁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成。兩種不同性質(zhì)與不同受力特性的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用各自適應(yīng)的施工方法。正交異性鋼橋面板可采用邊箱或邊主梁的結(jié)構(gòu)，與大跨度公路斜拉橋的扁平鋼箱梁結(jié)構(gòu)相似、為扁平結(jié)構(gòu)，方便大節(jié)段制造、運輸及吊裝。該板結(jié)構(gòu)，整體性好，整體制造、運輸與吊裝，效率高、精度高、平順性好。鋼桁梁為離散化結(jié)構(gòu)，適合逐根架設(shè)拼裝。在橋面板結(jié)構(gòu)系統(tǒng)架設(shè)之后，將它作為工作面，在其上拼裝鋼桁梁構(gòu)件，變高空施工為地面施工，拼裝的安全與效率極大提高。實施步驟1.下弦桿與橋面板系統(tǒng)形成分離邊箱的結(jié)構(gòu)、高度2.5m，分離邊箱的結(jié)構(gòu)采用大節(jié)段吊裝，先行成橋；2.

而后，在其上逐根架設(shè)鋼桁構(gòu)件；3.

拼裝正三角主桁；4.

分段合攏上弦；5.

逐個合攏上弦合龍口。關(guān)鍵技術(shù)與措施1、整體受力狀況鋼桁與橋面鋼箱分次成橋，全部一期恒載由分離邊箱結(jié)構(gòu)承受，鋼桁梁僅承受部分恒載與活載，受力合理。邊鋼箱與橋面系統(tǒng)，板厚均在28mm以下，局部36mm；鋼桁構(gòu)件，最大設(shè)計承載力1200t，板厚均在28mm以下，局部42mm。用鋼量大為降低，17.5t/m。關(guān)鍵技術(shù)與措施2、上弦桿疲勞檢算鋼桁僅承受部分恒載，其恒載內(nèi)力小，需進(jìn)行疲勞檢算。檢算結(jié)果研究表明：僅輔助墩附近節(jié)段的上弦桿為疲勞控制設(shè)計；其余的上弦桿，以受壓為主，受拉狀態(tài)下的應(yīng)力幅為受壓狀態(tài)下的應(yīng)力的0.3-0.5；上弦桿恒載軸力圖上弦桿主力組合軸力包絡(luò)圖3.板與桁分步受力，不同步變形對安裝過程中拼裝的影響？研究表明：分步架設(shè)的板與桁，上下弦節(jié)點的水平位移差，跨中合攏段為38mm，其余均在2.3mm以下；一般節(jié)段，鋼桁梁構(gòu)件利用上弦栓孔的錯位，或適當(dāng)加大栓孔即可安裝；合攏段，采用預(yù)留余量結(jié)合監(jiān)控結(jié)果特制的方法。4.分離鋼箱架設(shè)完成后，橋面線形不好時鋼桁梁安裝問題？首先，可全面調(diào)整索力調(diào)整橋面線形，改善橋面線形；第二，所有鋼桁梁構(gòu)件在橋面上安裝成正三角，正三角的安裝屬于自由拼裝，容易成形；第三，視橋面線形，分段（2～4個節(jié)間）安裝上弦桿，計算表明上弦桿合攏口施加10-30t拉力即可滿足上弦桿合攏要求；第四，

分段之間上弦桿也可采用現(xiàn)場工地焊接，現(xiàn)場工地焊接的上弦桿若為疲勞控制設(shè)計，按現(xiàn)場工地焊接的疲勞等級進(jìn)行檢算適當(dāng)增加構(gòu)件截面的難度也不大。7.鋼拱橋建造關(guān)鍵技術(shù)南廣鐵路西江大橋拱肋為箱形斷面，寬度為5.1m，拱頂處高8m；拱腳處高15m。橋面為鋼橫縱梁+混凝土橋面板的組合體系，高3m，橋面板采用40cm厚的混凝土板?，F(xiàn)時的技術(shù)水平特征1-制造技術(shù)：機器人焊接、大規(guī)模固定式組裝平臺及立體試拼裝技術(shù)，厚板全焊接鋼結(jié)構(gòu)全面得到運用；2-高強度、高性能材料：Q420高性能結(jié)構(gòu)鋼成功運用；3-組合結(jié)構(gòu)設(shè)計理論及方法：高強預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)成熟；鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)鋼塔、主梁廣泛得到運用；整體節(jié)點、板桁組合結(jié)構(gòu)構(gòu)造成功運用；4-精確制造安裝及施工控制技術(shù)成熟可靠。結(jié)構(gòu)體系1-固端拱；2-拱腳段鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)；3-大節(jié)段鋼箱拱或鋼桁拱；4-橋面以下多橫向連接構(gòu)件加強穩(wěn)定性，橋面以上少橫向構(gòu)件獲得簡潔的景觀效果。纜索吊節(jié)段懸拼法施工纜索吊主跨476m，最大節(jié)段吊重300t采用固端拱的結(jié)構(gòu)體系，節(jié)段吊裝中線形控制是關(guān)鍵節(jié)段制造，長12m，最大重量300t節(jié)段組拼拱腳節(jié)段500t浮吊吊裝纜索吊安裝纜索吊吊裝中跨合攏段的吊裝拱腳固結(jié)的提籃拱橋，節(jié)段懸臂拼裝施工，中跨實現(xiàn)高精度合攏，節(jié)段拼裝中的線形控制是本橋的關(guān)鍵錨碇的受力的變形監(jiān)控是全橋安全的保障京滬高速鐵路南京大勝關(guān)長江大橋1、新結(jié)構(gòu)新橋式-雙主拱三主桁拱桁組合結(jié)構(gòu)長江南京河段若一跨跨越主航道，主孔跨度將超過600m

，造價高且高速行車的運行條件不好。因此,將主跨減半、設(shè)置雙主跨供上下行航道分