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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2020-08-07

作者：大飞121
来自：国联云

连载~平潭海峡公铁大桥创新技术(完结篇）

平潭海峡公铁两用大桥，前面我们已经连载了3期，本期为大家带来大桥的简支钢桁梁制造及架设。对往期感兴趣的朋友可以回看国联云公众号往期消息，也可点击文末链接查看完整课程。

八：防台措施
由于平潭海峡所属的地理位置和特使的气象条件，使得平潭海峡的防台尤为重要

下面就请王总为我介绍平潭海峡公铁两用大桥的防台措施
龙门吊防台措施
龙门吊主要种类为80t、120t、150t、200t等型号，用于航道桥钻孔桩施工和钢结构加工厂。
抗风设计标准
拼装、整体吊装、拆除：≤7级风
正常工作状态： ≤7级风
极限非工作状态：按14级强台风设防

一：台风来临前，龙门吊停在钻孔平台轨道中间，轨道方向每支腿两侧各拉1道45度缆风绳，横向两支腿交叉对拉2道45度缆风绳；缆风绳均采用φ32钢丝绳，上端通过卸扣与支腿上拉耳相连，下端通过10t导链带紧后，用花篮螺栓与拉耳连接
二：装好龙门吊夹轨器，与轨道抱紧。起重机支腿辊轮与轨道间通过铁楔楔死。支腿下横梁与轨道梁上焊接拉耳，通过刚性拉杆拉紧。

移动模架防台措施
全桥共计13套移动模架，其中铁路模架5套，公路模架8套。
抗风设计标准：
模架拼装、预压、过孔：≤7级风
正常工作状态： ≤8级风
极限非工作状态：按14级强台风设防
所有移动模架都进行防台专项设计及第三方复核；主要从以下两个工况进行防台，走行就位后，合模状态下；箱梁混凝土浇筑完成状态下
移动模架防台措施-上行式模架
移动模架在走行到位，处于合模状态下，此时为结构抗风最不利状态，防台加固措施如下：
·将前支腿、中支腿处纵移油缸顶紧、锁死，并沿走行方向施加1t预顶力（按厂家纵移油缸参数25MPa、顶伸力为50t换算，1t预顶力对油表读数应为0.5MPa）

·采用φ25精轧螺纹钢筋拉紧前、中支腿拖辊轮处吊挂系统，防止其晃动。
·移动模架前支腿、中支腿顶横梁与主梁上焊接耳板，采用可调节拉杆将主梁与支腿横梁连接固定。

·中支腿横梁端部开孔补强，通过可调节拉杆3和拉钩与梁体翼缘板连接固定。梁体左右两端各设置2道抗滑移系统，梁体翼缘板上边角垫角钢（∠50×50×6，L=300），防止混凝土局部压碎。

·前支腿立柱通过10t导链与墩顶预埋件连接固定，预埋件采用M24-D15型预埋爬锥。

·前支腿处墩顶主梁采用可调节拉杆1与墩顶预埋件连接固定。拉杆剪刀形布置，墩顶预埋件采用M24-D15型预埋爬锥

混凝土浇筑完成状态下，移动模架防台措施与其走行到位合模状态下基本相同，还需注意以下措施：
·若现场允许，吊杆暂不拆除，模板系统尽量贴紧混凝土面，无需再进行防台加固，各部分螺栓连接牢固即可。
·前支腿横梁通过钢丝绳与已浇筑箱梁端吊杆孔连接收紧，支腿与梁端采用型钢临时支撑并抄垫顶紧。
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移动模架防台措施-下行式模架
下行式移动模架较上行式模架防风防台安全性更好，主要措施为：
用4根Φ36精轧螺纹钢筋将主梁锁紧。
主梁与墩顶滑座全部垫实，滑座两侧临时加焊挡块。
模板、主梁纵横移限位牢固。

塔吊主要防台措施
航道桥主塔塔吊均采用D1100-63塔吊，单个主塔布置两台塔吊，两台塔吊一高一矮对角布置。其中1#塔吊(高塔)设置5道附着，2#塔吊(矮塔)设置4道附着，主塔施工过程中塔吊最大自由高度为59.85m。
抗风设计标准：
拼装、顶升、拆除：≤7级风（工作面）
正常工作状态： ≤8级风（工作面）
极限非工作状态：按14级强台风设防（海平面10m）

塔吊选型：为满足塔吊特殊抗风要求，在标准配置基础上提高设计，局部结构进行加强提升，下支座及其以下采用T2850的塔身系统（塔吊起重系统按1100t-m配置）。

为确保塔吊附墙设计安全，参考《平潭海峡公铁两用大桥气象环境专题分析报告》，项目部下发了《关于主塔塔吊计算事宜的通知》，明确了桥址10m高度设计风速VS10取10年一遇10分钟平均风速36.7m/s，阵风系数GV取1.3，地表粗糙度系数α取值0.1。
施工阶段风速取值依据
由于风压和风速的平方成正比，如何选取合理风速是施工期间风荷载计算的关键。抗风设防标准定的太高会造成不必要的浪费，并且根据计算分析，塔柱在施工期间（挂索前），在百年一遇的风荷载作用下，塔柱根部钢筋应力和混凝土裂缝宽度都远远超过规范允许值；另一方面，风速定的太低又会造成风险带来重大安全隐患，因此存在一个合理的抗风标准。

根据公路桥梁抗风设计规范3.3条：施工阶段风速重现期按10年一遇取值，则有：Vsd=0.84x44.8=37.6m/s，此结果和气象报告Vs10=36.7m/s相当。

根据公路桥梁抗风设计规范3.3.2条：施工期少于三年时，可选用不低于5年重现期。塔柱施工周期约18个月，跨越两个台风季和一个季风季，因此选用10年重现期偏于安全。

采用《公路桥梁抗风设计规范》风荷载计算公式和项目部确定的风荷载参数取值，元洪航道桥计算结果如下：
在最不利工况下：
·主塔最大裂缝宽度0.178mm，满足设计0.20mm要求

·高塔第五道附墙杆件应力最大，为162MPa，满足杆件允许应力240（345）MPa
·其它局部应力都满足设计要求

风荷载现场实时监测
主塔风环境监测站布置在6个斜拉桥主塔墩位置，分为塔吊顶监测站和竖向分布监测站两种类型，具体布置方式如下：
塔吊顶监测站：元洪航道、鼓屿门航道和大小练岛航道共计6个斜拉桥主塔，每个主塔塔吊顶部布置一个监测点，随塔吊同步升高，共计6个测点；竖向分布监测点：元洪航道N04主塔，鼓屿门航道Z04，大小练岛S04主塔除塔吊顶部监测站之外，各主塔靠东北方向每20m一个监测点，靠西南方向每40m或20m一个监测点，共计40个。

风速实时监测
其中+140m以下采用Windsonic风速仪（左图），最大量程60m/s，+140m以上采用WindObserver风速仪（右图），最大量程90m/s。

实测结果初步分析：根据沿塔吊高度方向风速仪实测瞬时风速结果，风速沿高度风向有一定增大(增幅一般不超过1级)，但增值较小，远小于公路桥梁抗风规范表3.2.5风速高度变化修正系数K1。

主塔爬模防台措施
全桥6个主塔，共计12套爬模。
抗风设计标准：
拼装、爬升、拆除：≤7级风
正常工作状态： ≤8级风
极限非工作状态：按14级强台风设防

在风荷载达到10级风以上时，为确保主塔爬模结构安全可靠，需采取以下加固措施
浇筑完成未脱模工况
·禁止脱模、拆除拉杆及连接芯带。
·在上架体顶层平台增设防台风斜撑，斜撑支撑于顶层平台梁上
·用钢丝绳将上架体顶层及次顶层平台梁与劲性骨架连接紧固。
·用缆风绳将吊平台与导轨连接固定。
浇筑完成已脱模
·重新合模，其他措施与浇筑完成未脱模时工况相同。
模板已爬升工况
·根据台风预报，在台风到来前混凝土浇筑能达到足够强度情况下加快施工进度，及时完成浇筑。
·其他措施与浇筑完成未脱模时工况相同。
多级抗风十五字原则：常遇风不坏，偶遇风可修，罕遇风不毁

九：四新技术应用
《中国制造2025》为中国制造业未来10年设计了顶层规划和路线图，通过努力实现中国制造向中国创造、中国速度向中国质量、中国产品向中国品牌三大转变，推动中国到2025年基本实现工业化，迈入制造强国行列。
对于桥梁建设而言，要实现这三个转变，离不开新技术、新工艺、新材料、新设备等四新技术的突破和应用。

十：展望

平潭海峡公铁两用大桥，是我国第一座跨海峡公铁两用大桥。其大风、深水、强波流、大潮差的恶劣海况，以及广硬岩、斜岩面、多孤石的复杂地质条件，致使大桥建设极具挑战性。为适应恶劣的海洋环境，大桥建设在设计和施工方面采用了多项新技术，研发了多种新的大型海洋施工装备，取得了多项科技成果。
平潭海峡公铁两用大桥的建设将成为我国铁路建桥史上的一座新的里程碑，也将为今后规划建设的跨海工程积累宝贵经验。
关于海洋长大桥梁设计和施工方面的规范，我国已建成的海上桥梁大多是由建设单位根据在建的桥梁特点发布专用规范，没有统一的海上桥梁规范规程；同时海上桥梁在设计施工中也借鉴了港口工程的相关规范，并不能真实反映海上桥梁的特点，在工程造价确定与控制方面也存在很大的偏差。需要在国家层面上尽快研究发布海上桥梁设计和施工规范，发布专用的海洋环境铁路桥梁工程定额。

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海洋工程开发是我们国家发展的重要战略，保护海洋生态环境，拓展蓝色经济空间，建设海洋强国。当世界发达国家的基础建设放慢脚步时，我国的土木工程进入了高速发展时期，其中跨海工程的比例逐渐增加。我国进入了一个跨海大桥建设的高峰时期，一些大型、特大型跨海工程先后动工、立项或酝酿，如正在规划的琼州海峡和渤海海峡、舟山连岛，甚至台湾海峡的通道工程。