东平二桥(85.75+286+85.75)钢桁架拱桥技术交底材料Word格式.doc

东平二桥(85.75+286+85.75)钢桁架拱桥技术交底材料Word格式.doc

《东平二桥(85.75+286+85.75)钢桁架拱桥技术交底材料Word格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东平二桥(85.75+286+85.75)钢桁架拱桥技术交底材料Word格式.doc（18页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）场地地震动峰值加速度值为0.10g，地震动反应谱特征周期值为0.35s。

主墩基础采用直径2.0m的钻孔桩18根，最大桩长104m。

主桁钢材采用Q370qD与Q420qE。

为减小节点板厚度与节省主桁钢材，轴力较大的上拱肋拱顶及下拱肋拱脚处杆件采用Q420qE，桥面采用Q370qD，联结系采用Q345qD。

二、设计采用标准规范：

1、《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1-2005。

2、《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10002.2-2005。

3、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范》TB10002.3-2005。

4、《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》（铁建设【2005】140号）。

5、《高速铁路设计规范（试行）》TB10621-2009。

6、《铁路工程抗震设计规范》GB50111-2006（2009版）。

7、《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009。

8、《铁路钢桥保护涂装》TB/T1527-2004。

9、《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》（铁建设【2005】157号）。

三、主要设计参数

1、计算荷载

1）、恒载

钢结构自重按照结构自动加载计算，道碴、轨道结构和辅助结构等二期恒载按142.55kN/m计,详见下表：

二期恒载组成表

2）、支座沉降

沿纵向四个支座均按2cm考虑，按最不利组合进行计算，横向不考虑支座不均匀沉降。

3）、活载

中活载，双线，计算线路折减、动力系数、制动力、摇摆力、脱轨荷载均按照《铁路桥涵设计基本规范》4.3办理，疲劳验算时按一线偏心加载，以杠杆分配法检算主桁杆件。

4）、风荷载

按照《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）4.4.1条办理，基本风压值取W0=800Pa。

5）、温度

整体温度荷载考虑升温30℃，降温30℃。

合拢按20±

2℃温度设计。

6）、施工荷载

施工荷载：

边跨压重、运梁通道、吊机荷载、塔架荷载、扣锁拉力等。

四、连续钢桁架拱立面布置简介

图21/2钢桁架拱立面（m）

钢桁拱孔跨为（85.75+286+85.75）m，除边跨第一个节间8.25m外，其余节间长度11米，边跨8个节间，中跨26个节间；

边跨梁端为门式墩钢结构，由两根高为24m的立柱与横梁构成，与钢梁相连的双线混凝土T梁架在钢梁门式墩横梁上，立柱之间、立柱与横梁体内均灌注压重混凝土；

拱顶桁高9米，最长吊杆45m。

五、主要设计指标

1、结构变形

1）、静活载挠度

钢梁边跨静活载挠度22.8mm，静活载挠跨比1/3760，梁端转角0.595‰rad，钢梁中跨静活载挠度132.9mm，静活载挠跨比1/2152。

2）、预拱度设置

预拱度设置按照f恒载+0.5*（f活载最大+f活载最小）设置，为保持拱肋线性，本桥全桥设置预拱度。

由于下弦与桥面连接，构造复杂，实现预拱度时保持下弦长度不变，伸长或缩短其他杆件来实现，下弦节点最大理论上拱度500.9mm，最小理论上拱度-9.7mm。

详见“预拱度图”。

本桥边中跨比例小，钢桥面系与主桁同时施工，为保证施工过程中的抗倾覆稳定性的要求，边跨压重采用永久压重和临时压重两种方式，其中贵州侧边墩处还设有配重索，钢梁合拢时原则上不采用起落梁。

与许多钢桁梁合拢条件不同，本桥钢梁在塔架扣索的辅助下悬拼至拱肋合拢口时，两侧直腹杆不竖直，合拢口杆件根据实际合拢口大小与形状设计，钢梁制造与安装时应特别注意。

2、钢材容许应力

按照《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）3.2.1执行。

3、高强螺栓承载能力

计算办法按照《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）6.1.1执行，其中设计M22、M24、M30预拉力分别为200kN、240kN、360kN，表面抗滑移系数采用0.45。

4、建筑高度

轨面至主桁下弦中心高度1.656m，轨面至边支座顶高度26.168m,轨面至中支座顶高度21.415m。

六、钢桁架拱桥主要构造

1、主桁截面形式

本桥采用两片主桁，纵向平联均为交叉形布置，隔节间设置横联，边跨压重门式墩结构；

吊杆为八面体箱形截面，中间不设置横撑。

两片主桁的桁间距为15m。

按照主桁杆件受力形式，分别选定主桁各部位的截面尺寸。

主桁杆件内宽统一为1000mm，最大板厚52mm。

主桁杆件基本截面见图3。

图3主桁杆件基本截面

1）、上拱肋

基本截面形式采用箱型截面，内高1200mm，内宽1000mm，杆件板厚16～40mm，腹板、翼板均在中部设置加劲肋，为了连接方便，边跨第一节间上拱肋内高800mm。

2）、下弦及系梁

基本截面形式采用箱型截面，内高1600mm，内宽1000mm，杆件板厚16～44mm，翼板在中部设置加劲肋，腹板设置2个加劲肋，截面总共6个加劲肋。

3）、下拱肋

基本截面形式采用箱型截面，内宽1000mm，边跨部分下拱肋内高800mm，截面设置四个加劲肋；

中跨部分杆件内力变化大，内高由拱顶至拱脚1000～1800mm，杆件板厚16～52mm，翼板在中部设置加劲肋，腹板设置2个加劲肋，截面总共6个加劲肋。

4）、吊杆

基本截面形式采用八面体箱型截面，内宽1000mm，内高根据吊杆由短到长800～1200mm，板厚16mm，箱形吊杆与主桁节点采用四面对接的方式连接；

边吊杆由于长度短，面外弯矩引起的应力较大，板厚加大至32mm，采用内宽、内高均为1000mm的箱型截面。

5）、腹杆

基本截面形式采用H型截面与箱型截面，为节约材料及改善杆件的局部稳定。

压杆采用箱型截面，拉杆采用H型截面；

施工中塔架处直腹杆及斜腹杆由于稳定需要截面加大。

H型截面与主桁节点采用三面拼接，箱型截面采用四面对接的方式连接；

腹杆内宽1000mm，内高800mm。

2、桥面系构造

1）、总体布置

钢桥面由桥面板、横梁、横肋、纵梁、纵肋、横梁端头及K撑七个部分组成，其中钢桥面板全桥纵向连续，横向与主桁下弦不直接连接，桥面板焊接在两横向中心距为9.4m的纵梁上,纵向基本3m、8m分段焊接；

一个节间长度范围内，在两道横梁支点上伸出4个横梁端头，将桥面与主桁节点相连；

为减小横梁端头面外弯矩以及分担其竖向传力，每个横梁端头左右两边各设置一个工字型斜杆---K撑，连接主桁节点与横肋与纵梁的交点；

钢桥面顶板配置MMA防水体系。

桥面布置见图4和图5。

图4桥面布置图（m）

图5桥面平面布置图（mm）

2）、横梁及横肋

边跨第一节间横梁间距8.25m外，其余横梁间距11m。

采用倒T形截面，内高1600～1683mm，腹板厚16mm，底板宽740mm，厚24mm，腹板与纵梁腹板焊接，底板与纵梁底板焊接。

两道横梁之间设3道横肋，间距2750mm，采用倒T形截面，内高1600～1683mm，腹板厚14mm，底板宽580mm，厚20mm，腹板与纵梁腹板焊接，底板与纵梁底板焊接。

3）、纵梁及纵肋

两片主桁内侧沿纵向各设置一道纵梁，横向中心距9.4m。

纵梁采用箱型截面，内高1600mm，腹板厚14mm，顶底板厚28mm、宽900mm，大于腹板中心距340mm，便于与桥面其他杆件相连。

两道纵梁之间，钢桥面板下设置了14道U肋和2道I肋，其中I肋设置在跨中位置。

U肋高度300mm，厚8mm，间距600mm，I肋高度150mm，厚16mm。

纵肋全桥连续，遇横梁、横肋腹板则开孔穿过。

4）、横梁端头及K撑

横梁端头采用变高度的工字型截面，与桥面相连一端腹板高度1600mm，与主桁节点相连一端2100mm，腹板厚28mm，上下翼板宽740mm，厚28mm；

为减小桥面纵向变形，主桁下弦节点处设置K撑，K撑也采用变高度工字型截面，与纵梁与横肋交点相连的一端腹板高度1600mm，与主桁节点相连一端2100mm，腹板厚14mm，上下翼板宽420mm，厚28mm。

3、纵向联结系

本桥纵向平联采用交叉式结构，包括上拱肋平联及下拱肋平联，为保证列车通过上、下拱肋桥面以上的第一个节间不设平联。

纵向平联采用H型截面的杆件，基本尺寸为翼板宽420mm，总高420mm，翼板厚16～32mm，腹板厚12～24mm；

中支座处拱肋平联采用翼板宽600mm，总高为600mm的H型截面，翼板厚36mm，腹板厚28mm。

4、横联

本桥隔节间设置横联，其中横联包括以下三部分：

（1）边跨桥面以下部分上弦与上、下拱肋满布横联。

（2）边跨桥面以上部分下弦与上拱肋间及部分中跨半框横联。

（3）中跨上、下拱肋间满布横联。

横联采用桁式结构，形式受通车净空要求以及构造的影响，第

（2）部分布置成半框式，第

（1）、（3）部分布置满框式，横联的基本截面为H型截面，外高420mm，翼板宽400mm，腹板厚12mm，翼板厚16mm，局部加厚腹板和翼板，特别位置加宽翼板与加高腹板。

5、边跨门式墩

本桥两边跨梁端各设置一道门式墩结构，每道门式墩由两根立柱、立柱之间横梁及压重混凝土构成，与钢梁相连的双线混凝土T梁架在门式墩横梁上。

立柱中心线高24m，横向15m，箱型截面，内宽x内高3000x3000mm，板厚24mm，竖向设置环向加劲肋,16mm加劲隔板将立柱分成9个腔体。

横梁采用箱型截面，内宽x内高3000x2000mm，板厚24mm，16mm加劲隔板将横梁分成3个腔体，每个腔体内均设置环向加劲肋；

立柱与横梁体内灌注压重混凝土,横梁下立柱间区域也灌注压重混凝土。

门式墩示意图见图6。

图6门式墩示意图（mm）

6、主节点板

主桁节点板的平面尺寸较大，制造时应尽量采用整板，沿弦杆的主要受力方向，应与钢板的轧制方向相同，拼接板沿杆件的方向也应是钢板的轧制方向。

钢板如需对接时，接缝应距离其它焊缝、圆弧起点、高强度螺栓拼接板端等部位100mm以上。

七、建筑材料

1、钢材

各种钢材标准按照GB/T714-2000办理，为保证钢材受力性能及焊接质量，对钢材补充要求如下：

1）、化学成分

Q370qD钢的主要化学成分（熔炼分析）

Q420qE钢的主要化学成分（熔炼分析）

2）、力学性能及冷弯性能

Q370qD钢板的力学性能和冷弯性能

Q420qE钢板的力学性能和冷弯性能

3）、Q370qD钢板，允许Q370qD钢板厚度≤25mm钢板控轧交货，其中厚度为16mm的钢板必须正火交货；

Q420qE钢板以TMCP状态或TMCP+回火状态交货（允许以离线快速冷却+回火状态交货）。

钢板的边缘以剪切状态或火焰切割状态。

小于等于24mm以TMCP，大于24mmTMCP+回火状态交货。

4）、厚度大于32mm的钢板在出厂前须经超声波检查合格。

5）、主桁杆件中Q420qE钢板与Q370qD钢板之间的各种焊接形式必须做相关试验，试验结果必须满足设计要求。

6）、本桥下弦节点E1的大节点板N13、（E2～E3、A4、E5～E10、G11、E12～E22）的大节点板N1以及G9、G9'

节点的竖杆平板N9、N9a均有Z向性能要求,Z向性能级别Z35。

该板除了满足Q370qD的各项规定以外，还必须满足<

<

厚度方向性能钢板>

>

（GB5313-85）的相关要求。

2、剪力钉、混凝土及普通钢筋

1）、剪力钉

GB1043322×

120型，符合GB10433-89标准。

2）、压重混凝土采用C30混凝土，fc=20.0MPa，fct=2.2MPa，容重不得低于24kN/m3。

3）、普通钢筋采用HPB235及HRB335，分别符合标准GB13013及GB1499。

八、钢梁制造

钢梁制造工艺及质量应严格按《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10002.2-2005）及《铁路钢桥制造规范》TB10212-2009执行，同时针对本桥必须制定相应的制造规则。

1、焊接

本桥采用的整体节点和钢桥面板有焊接工作量大，焊接接头类型多，焊接变形大的特点。

焊接的质量与杆件的组装精度是控制工程质量的关键点。

焊接选用的焊接材料，结构中各种接头形式的焊接工艺应根据设计要求，进行焊接工艺评定，钢板焊接接头的力学性能：

①、屈服强度不低于基材的标准值，且不宜高于基材实际强度100MPa，若对接接头焊缝屈服强度超过基材实际强度100MPa，可按韧强比KV2/R≥0.13验收；

若角焊缝屈服强度超过基材实际强度100MPa，可按韧强比KV2/R≥0.10验收；

②延伸率不低于基材的标准值，Q370qD钢材之间的焊接接头低温冲击功不低于47J（-20℃），Q420qE之间的焊接接头低温冲击功不低于47J（-40℃）。

为了控制焊接变形，焊接的板件应留有足够的焊接收缩量，并应严格控制线能量的输入。

钢桥面板的拼接应采用双面焊接或带陶磁衬垫的单面焊双面成型工艺，以保证焊缝熔透并打磨匀顺。

同一截面上的拼缝、纵横向焊缝、相邻焊缝应按规定相互错开。

桥面板的纵、横向工地焊缝应控制钢板间的板缝不超过工艺规定值。

杆件隔板、加劲肋的角焊缝不得在主要板件上咬边。

所有的对接焊缝均应顺应力方向打磨匀顺，角接焊缝在不均匀处须打磨匀顺。

对不同板厚的对接焊应加工成不大于1：

8的斜坡过渡，钢板焊接的圆弧端部应打磨匀顺。

钢梁的焊缝尤其是坡口熔透焊，应按规范的要求，经过严格的探伤检查。

T形接头根据接头板的厚度，确定是否开V形坡口和相应尺寸。

制造中必须注意优化焊接工艺，严格执行经评定审批的焊接标准及焊接工艺、探伤及机工的精度要求，以确保质量。

箱型杆件焊接最后一块水平板前，应对各焊缝进行严格检查，所有弧坑及超限的缺陷都必须修磨平整，还应防止端隔板开裂。

钢梁制造中应把有效提高整体节点的焊接疲劳强度、减小残余应力和应力集中作为工厂加工过程中始终如一的目标，坚持必要的锤击处理和平缓的过渡，尽可能把应力集中系数降到最低。

2、预拱度的影响

节点图、纵向平联图绘制时考虑了预拱度引起的杆件长度的变化，但未考虑预拱度引起的节点处各杆件交角的微小变化，主桁节点、纵向平联节点板、横撑以及横撑拼接板等制造时应根据发生预拱度后的系统线图进行修正，详见“主桁系统线图”以及“纵向平联安装及系统图”。

横联图绘制时考虑了预拱度的影响，详见各横联图。

3、特殊拼接部位

横联斜杆与主桁节点多采用插入方式连接，设计中杆件外高与节点板内高相等，制造时需根据加工工艺确定相应公差，保证杆件顺利插入，间隙适中。

桥面纵梁上翼板厚28mm，桥面板厚仅16mm，上水平板需刨成1：

8的斜坡与桥面板焊接。

4、主节点板

5、试拼装及运输保护

全部构件需进行平面辗转试拼装，以确保结构的空间尺寸能够吻合。

本桥横联杆件大多采用插入方式与节点连接，对应连接板较薄，与主桁杆件焊连后呈单板悬挑状态，为了在运输过程中不致被损坏，需采用临时加固措施。

九、施工过程及钢梁拼装

1、施工过程

本桥施工时先边跨、后中跨，主桥边跨采用辅以临时墩的悬臂施工方法，中跨采用吊索塔架辅助悬臂安装，桥面与主桁同步安装,大致分为以下几个步骤：

1）、施工基础、桥墩、临时墩，设置预拼厂，施工提升架。

注意在贵州侧边墩承台及桥墩埋置钢梁边跨配重索。

2）、通过架梁吊机、临时墩上施工边跨至中墩，在贵州侧边墩处张拉配重索，索力400t（每片主桁），灌注边跨门式墩压重混凝土。

3）、安装、塔架吊索，悬拼中跨拱肋同时安装系梁与桥面。

4）、施工边跨临时压重，悬拼至中跨第9个节间安装边跨塔架扣索和第一道中跨扣索，张拉扣索至设计吨位。

5）、继续悬拼至中跨第12节间，安装第二道中跨扣索并张拉至设计值，悬拼贵州侧中跨13节间。

6）、调整扣索索力至设计吨位，合拢拱肋，并将支座由两个单独体系转换成一个连续梁体系。

7）、微调索力，合拢系梁及钢桥面系。

8）、拆除塔架扣索以及压重、配重索，施工二恒。

9）、安装轨道线路设备及栏杆、人行道，施工检查设施，涂装最后一道面漆，成桥,详细步骤见“施工步骤图”。

本文件中的施工方案为指导性方案，在不影响结构安全及成桥内力、线形的情况下，施工单位可对施工方案进行调整并报设计单位，设计单位同意后可进行施工。

2、钢梁拼装

钢梁构件的伸臂安装宜先拼装主桁杆件，弦杆的拼接接头设在节点的安装前方。

钢梁的桥面板随同杆件一起顺序吊装和连接，桥面板是栓焊组合连接，安装时应在连接接头上50％的冲钉，50％的高强度螺栓初拧，待焊缝施焊完毕后，再换下冲订将所有的螺栓终拧。

联结系及桥面随主桁同时安装。

十、钢梁涂装与保护

东平桥所在地区为亚热带季风气候，受海洋气候影响、调节，环境腐蚀严重，紫外线辐射强，设计中采用环氧富锌防锈底漆、氟碳面漆相结合的防护体系，设计防腐周期20年以上，要求如下：

1、涂装

1）、内表面

喷砂除锈不低于Sa2.5级,表面粗糙度40～80μm。

环氧富锌防锈底漆,1道,干膜厚度40μm。

2）、外表面

环氧富锌防锈底漆,两道,每道干膜厚度30μm。

环氧磷酸锌封闭底漆，1道，干膜厚度25μm。

环氧云铁中间漆，两道，每道干膜厚度40μm。

氟碳面漆，两道，每道干膜厚度35μm。

3）、道碴底面的钢板

表面清理Ｓa2.5级，表面粗糙度40～80μm。

MMA配套防锈底漆。

3.0mm的MMA防水体系。

4）、高强螺栓连接部位摩擦面

表面清理Ｓa3.0级后热喷铝200μm，高强度螺栓施拧完毕后，环氧磷酸锌封闭底漆，1道，干膜厚度25μm，环氧云铁中间漆两道（工地），每道干膜厚度40μm，氟碳面漆，两道，每道干膜厚度30μm。

钢梁出厂时摩擦面表面抗滑移系数不小于0.55，运输及安装过程中应注意对摩擦面加以保护。

2、工艺

涂装工艺应严格按照《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）执行，钢梁在制造厂内应完成全部底漆、中间漆及第一道面漆，钢梁安装完成后外表面第二道面漆必须严格到位，各涂层厚度必须达到设计要求。

钢桥面板MMA配套体系采用C2-2工法。

3、试验

油漆技术要求满足《铁路钢桥制造规范》（TB10212-2009）与《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）相关要求。

4、密封

箱形杆件内部通过端隔板焊缝全封闭，严防水汽进入，必要时以腻子封堵严密，该腻子须具有良好的粘性、抗老化性能及一定的弹性与强度。

其他未尽事宜按《铁路钢桥保护涂装》（TB/T1527-2004）办理。

十一、附属工程

1、支座

支座采用CKPZ-Q球形钢支座，中支座设计吨位8500t，边支座设计吨位2750t。

2、人工作业走道

人工作业走道位于挡碴墙与主桁之间，全桥共2条。

每条走道宽约1.0m，走道结构由Q235C型钢焊接而成。

走道顶面铺8cm厚混凝土步行板，供人员及养护设备通行，走道外侧设防护栏杆。

3、检查设施

全桥检查设施总体上可以分为上弦检查设施、下弦检查设施及检查梯三部分。

1）、上弦检查设施

由自行爬坡式检查车（横桥向通长，约20.6m，全桥共一台）及相应的走行轨道组成。

（1）、走行轨道设在两片主桁的上拱肋杆件的顶面；

（2）、上弦检查车的组成部分包括电气系统、升降平台、主动走行台车、电动葫芦、轨道桁架及支腿桁架；

（3）、检查车具备足够的爬坡动力及制动能力,顺桥向可沿走行轨道在A6-A6'

范围内移动，升降平台能顺轨道桁架行走及垂直升降来完成对钢桁架上下拱肋、吊杆、平联及横联的检查。

2）、下弦检查设施

由自行式检查车及相应的轨道组成，全桥共一台。

（1）、走行轨道设在钢桥面系下部，通过螺栓与横梁、横肋下翼板相连；

（2）、下弦检查车的组成部分包括伸缩系统、驱动系统、车架、被动台车组及主动台车组；

（3）、下弦检查车沿走行轨道在全桥范围内移动，负责检查桥面以下部分，该车自带的伸缩系统，伸缩后可通过桥面下平联及横联。

3）、检查梯

本桥设置检查梯的位置包括：

G1-E1的门式墩部分；

E1-A4的下弦部分及A4-A6的上拱肋部分。

4、排水

桥面板横向布置在纵梁之间，钢结构挡碴墙底部设置横向排水孔，将道砟积水直接从桥面板与下弦空隙处排出。

5、电缆槽

通信、信号及电力电缆槽外挂于人行道栏杆两侧。

6、接触网

E1、E1'

节点处采用立杆、其余位置通过直腹杆或吊杆内侧的预留件安装接触网支架。

7、伸缩缝

主桥的两端均设置伸缩缝，其中贵阳侧采用伸缩量±

100mm的TSSF200型梁端伸缩缝，广州侧采用伸缩量±

250mm的TSSF500型梁端伸缩缝，详见伸缩缝设计图。

十二、注意事项

1、钢梁的安装、合拢施工应密切注意气候的影响，尤其要避开台风期，如不能避开，应提前作好详细的施工预案，确保万无一失。

2、钢梁悬臂拼装施工各阶段应详细检查施工配重是否满足抗倾覆要求，应确保各施工阶段都有足够的安全系数。

3、钢梁施工过程中，需对结构的变位及钢材的应力进行监控，并与相应的设计值进行比较，如差别较大应及时与设计单位联系。

4、注意钢梁支座的滑动面均设置在墩顶上，支座安装施工时注意按设计要求设置预偏量，并应注意预偏量设置的方向。

5、施工边