木蓬特大桥主桥设计与施工技术贵州高速公路集团有限公司思剑项目办2013年5月目录一工程设计概况二设计的总体思路三施工方案简介四施工控制技术五施工过程照片一、工程设计概况木蓬特大桥位于贵州省铜仁市石阡县坪山乡境内，是思南至剑河高速公路上的一座特大型桥梁，桥区地形属典型V型沟谷，主跨为165米的箱形截面拱桥。
主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺施工，左右幅独立设置。
半跨单幅桥主拱圈节段划分图Ø其他参数：矢跨比：1/5.5拱轴系数：1.988拱圈高度：2.8m拱圈宽度：7.5m矢高：30m 拱座一、工程设计概况二、设计的总体思路（一）箱拱悬浇新工艺的提出根据大桥所在桥位区的实际地形地质条件，以及施工可行性、安全可靠性、造价、外形美观、易维护、抗震性能和耐久性等方面综合考虑，经多方案比选，最终选择了钢筋混凝土拱桥方案，主拱圈采用斜拉扣挂悬臂浇筑工艺施工。
在我国山区峡谷钢筋混凝土拱桥施工建设中，特别是场地要求受到制约，采用其它施工方法如支架搭设、缆索吊装等存在较大安全风险的区域有着广泛的应用前景。
二、设计的总体思路（二）总体思路Ø将主拱圈分成27个节段，除1号节段和跨中合拢段外，拱圈的施工采用挂篮逐节段悬臂浇筑；完成一个节段施工后对该悬臂节段进行临时扣挂，进入下一循环施工；Ø1号节段采用现浇支架进行浇筑，跨中合拢段采用挂篮进行浇筑；Ø在交界墩盖梁上设置扣塔,1～5号节段的扣索通过锚箱扣挂在交界墩盖梁上,6～13号节段的扣索通过扣塔进行斜拉扣挂；Ø锚索利用扩大永久结构的桥台和承台并辅以预应力岩锚进行锚固。
三、施工方案简介（一）主拱圈斜拉扣挂悬臂浇筑施工的难点Ø成桥前，结构自身处于不稳定状态，需要通过大量临时结构和辅助措施，以保证成桥过程中结构稳定和施工安全。
辅助措施以索体系为主，相对支架具有更不确定风险因素；Ø施工过程中，需要进行多次结构体系转换，最终实现成桥状态；Ø悬臂浇筑过程中，随着新节段混凝土浇筑及扣索张拉，已浇筑节段顶底板拉压应力将重复出现，如何有效控制拉应力，以保证悬浇过程中箱拱顶底板混凝土不开裂的问题;三、施工方案简介Ø挂篮的设计与运行：浇注节段长、重量大，还需斜向爬升，且对变形要求较高；其次，由于该挂篮是不同于常规刚构挂篮，属于新型结构，挂篮的运行还需要经过一定时间的探索;Ø箱拱悬浇的难点，亦即重点是对挂篮系统和扣挂系统的控制。
三、施工方案简介（二）大桥主拱圈悬浇施工整体布置图三、施工方案简介（三）本桥的主要临时结构有：1.挂篮2.扣塔3.锚箱4.锚碇5.缆索吊装系统6.1号段支架三、施工方案简介1.挂篮1.1、结构特点Ø浇筑节段长，最大浇筑节段长度714c m；Ø节段重量大，最大节段重量145.6t；Ø倾斜角度大，2号节段最大倾角35°。
需要解决的问题：Ø挂篮的大结构尺寸，同时满足受力、变形以及稳定性要求；Ø挂篮轻型化；Ø挂篮的斜爬与止退。
后支点下承上行式挂篮，主桁结构为倒三角结构，是一种较为先进的新型临时施工结构，在国内尚属首次应用。
包括主桁系统、止退系统、支反力系统、走行系统、模板系统、工作平台及安全防护六大系统。
三、施工方案简介2、挂篮结构：三、施工方案简介3、挂篮的各项技术参数Ø①承载能力：200t；Ø②梁段悬浇长度：7.14m；Ø③自重（含模板）：46.2t；Ø④安全系数为1.4；Ø⑤结构刚度：a、底篮最大挠度≤22m m；b、支架最大弹性挠度小于相应结构长度的1/400。
三、施工方案简介4、挂篮的技术经济指标比较桥名木蓬特大桥白沙沟大桥新密地特大桥项目跨径（m）165150182挂篮总重（t）46.26281箱拱最终节段（t）145.6122230.8挂篮总重/箱拱最重节段0.310.510.35注：挂篮总重与箱拱最重节段比值越小，证明挂篮科技水平越高。
5、挂篮的安装Ø在1号节段的对应底面上安装底篮的主骨架；Ø安装好拉杆和止退的抗剪臂；Ø安装挂篮挂钩、滑船、轨道、行走滚轮等；Ø安装挂篮其他的杆件、横梁；Ø安装底模、工作平台及工作通道；Ø安装内外模。
三、施工方案简介6、挂篮加载Ø检验挂篮的承受能力和稳定性；Ø消除挂篮的非弹性变形；Ø提供相应控制参数。
Ø在挂篮拼装完成，直接在底模上进行加载；Ø加载采用堆载的方式，直接用塔吊提升钢筋至底模上。
三、施工方案简介6-1、加载目的6-2、加载方法Ø挂篮预压完成后，开始进行2#～13#节段的施工；Ø其施工步骤为：挂篮就位→调整底模标高→底板、腹板和隔板钢筋安装→侧模、内模安装→顶板钢筋安装→顶模安装→混凝土浇筑→安装临时扣索→达到龄期且达到85%设计强度后进行扣锚索张拉→前移挂篮进入下一节段施工。
三、施工方案简介7、挂篮的悬浇：8、挂篮的行走：待2#梁段施工完毕，挂篮即可行走。
行走程序如下：Ø铺设轨道；Ø放松丝杆；Ø安装顶推装置；Ø取出后部垫块，提升挂篮抗剪臂；Ø顶推挂篮前移。
三、施工方案简介三、施工方案简介（二）扣塔1、塔柱构造Ø单个扣塔由8根钢管组成；Ø主钢管直径为φ630m m，壁厚从下至上分别为16、14、12、10m m；Ø主钢管竖向分成5段，段与段之间采用法兰或锚箱支承梁连接；Ø纵桥向间距1.8m，横桥向间距为1.5m+3.3m+1.5m；Ø除两个主肢之间采用型钢连接外，其余采用φ325×7m m钢管进行焊接。
塔架总体三、施工方案简介2、锚箱支承梁锚箱支承梁是用钢板焊接成的一个封闭的箱体，其作用为：Ø连接上下立柱钢管；Ø放置6～13号锚箱。
三、施工方案简介3、扣塔安装扣塔各部分在工厂加工，运至现场用塔吊提升进行安装；主肢钢管间用法兰盘连接，锚箱支承梁与短肢钢管用螺栓连接。
平联钢管现场与主肢钢管焊接，其余稳定联系杆件均通过螺栓连接。
（三）锚箱锚箱作为扣索和锚索之间的一个连接装置，采用钢板焊接而成：Ø1～5#锚箱为独立锚箱，设置在盖梁上；Ø6～13#锚箱为组合锚箱，分层设置在扣塔上的锚箱支承梁上；可有效节省张拉空间。
三、施工方案简介Ø利用1、4号墩承台；Ø锚固1~5号锚索；Ø采用重力锚方式，辅以预应力岩锚；Ø预应力岩锚与锚索交叉布置。
三、施工方案简介（四）锚碇构造1、1号和4号墩锚碇构造1号后锚4号后锚三、施工方案简介Ø利用0号桥台、5号墩承台；Ø锚固6~13号锚索；Ø采用重力锚方式，辅以预应力岩锚；Ø预应力岩锚与锚索交叉布置。
2、0号和5号锚碇构造0号锚碇5号锚碇三、施工方案简介0#锚碇4#锚碇1#锚碇5#锚碇三、施工方案简介（五）缆索吊装系统1、构造：Ø在塔架的外侧钢管上设置索鞍，计算跨径172m；Ø单幅桥左右各设置1组，起吊能力按6t设计；Ø主承重索才用1×φ52（6×37+F C）钢丝绳；3、计算结果：Ø主承重索拉力安全系数3.35＞3；接触应力安全系数2.19＞2，弯曲应力安全系数2.86＞2；Ø起重索拉力安全系数9.75＞5；接触应力安全系数4.98＞2；Ø牵引索拉力安全系数9.34＞3；接触应力安全系数4.37＞2；Ø锚碇及支承梁均满足要求。
三、施工方案简介2、功能：Ø材料运输Ø挂篮拆除索鞍1、支架构造Ø立柱钢管采用φ500×8m m 钢管做支撑，横向设置3组，和腹板对应；Ø纵梁采用45a 工字钢，横向设置5道；并和拱座的预埋型钢进行焊接；Ø横梁采用2I 32a 和3I 32a 型钢Ø分配梁采用20a 槽钢。
（六）1号段支架三、施工方案简介Ø整个支架的各个联系点均使用焊接；Ø在纵梁下设置楔形块以便于脱模；Ø在横向分配梁下设置垫块调整拱圈弧度。
2、支架加工与安装三、施工方案简介四、施工控制技术钢筋混凝土拱桥斜拉扣挂悬臂浇筑成拱工艺复杂，结构体系转换次数多，施工风险较大，固需对其进行合理有效的施工控制研究。
根据主拱圈设计施工程序，分为27个工况对拱圈节段悬臂浇筑成拱全过程进行仿真分析研究。
考虑结构对称性取半跨拱肋为研究对象，对拱圈截面应力、扣锚索张拉控制索力、拱圈节段施工预拱度进行了控制分析。
采用扣索一次张拉法施工，针对主拱圈悬臂浇筑过程中会出现混凝土拉压应力交变的问题，采取了以应力与线形双控的控制措施四、施工控制技术2011年7月底开始主拱圈施工，到2012年7月4日成功合龙，2013年4月12日完成全桥施工。
拱圈实测线形和拱圈截面受力良好均满足设计文件要求。
综合比对分析施工控制实测数据与理论计算分析结果有如下结论：1.主拱圈斜拉扣挂悬臂浇筑施工过程中，将拱圈截面压应力控制在10MPa内，拱圈截面拉应力控制在1.5MPa内，拱圈结构受力是安全的。
2.扣、锚索张拉值与理论值误差不得超过±5%，±5%范围内以拱圈节段标高控制为主，超过此范围应以索力控制为主四、施工控制技术3.主拱圈斜拉扣挂悬臂浇筑施工过程中，扣塔塔顶偏位最大容许值可以达到3cm。
４.拱圈合龙后不同的拆索程序，不会引起拱圈截面最终内力值的改变，但对拱圈拆索过程中的内力值影响较大，为保拱圈施工安全，应选择合理的拆索程序。
五、施工过程照片2010年8-10月大桥人行便桥搭设、拱座基坑开挖大桥基坑开挖大桥7#孔桩2010年10-12月五、施工过程照片五、施工过程照片大桥拱座基础浇筑2011年1-2月2011年3-4月五、施工过程照片大桥施工方案专家评审会大桥拱座混凝土浇筑2011年5月五、施工过程照片大桥交界墩施工大桥1#节段支架施工2011年6月五、施工过程照片大桥1#节段施工大桥交界墩盖梁施工2011年7月五、施工过程照片大桥施组审定会召开大桥右幅1#节段浇筑完成2011年8-9月五、施工过程照片大桥新型挂篮预压大桥左幅1#节段浇筑完成2011年10月五、施工过程照片大桥2#节段浇筑完成大桥挂篮顺利完成第一次行走2011年11-12月五、施工过程照片大桥5#节段浇筑完成2011年11-12月五、施工过程照片大桥11#节段浇筑完成2012年1~4月五、施工过程照片大桥合龙段浇筑完成2013年4月五、施工过程照片全桥完成施工谢谢!!!。