系杆拱桥梁拆除施工方案方案,谁有?

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无锡新虹桥桥梁拆除施工研究
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  摘要:本文结合一座预应力混凝土系杆拱桥拆除的工程实例,介绍了整体吊装法的拆除方法,结合工程实例分析该种方法的经济性和适用性,并通过有限元分析软件仿真分析拆桥施工过程,给出同类型桥梁拆除施工的建议。 中国论文网 /2/view-602754.htm  关键词:系杆拱桥;整体吊装法;仿真分析;桥梁拆除   航道桥梁的拆除技术,对我国目前的经济发展有重要的现实意义。我国在此方面的研究较少,特别是处于复杂周边交通环境情况下如何拆除桥型轻巧、结构内外静不定次数少、桥梁边界条件简单的现有旧桥,国内缺乏相应的成熟方法和工程实践,更没有完善的桥梁拆除技术规范可供参考。在这种情况下,以无锡新虹桥的拆除为研究对象,针对此类跨航道下承式系杆拱桥在拆除过程中遇到的关键技术进行必要的力学分析和验算,对于完善和优化拆除施工工艺、保证施工安全,并积累工程实践经验,都具有较大的现实意义和工程应用价值。   1.工程背景   新虹桥位于无锡市新安镇内,建于1993年12月,桥梁全长211.84米,桥面总宽14米,桥面纵坡2%,桥下通航条件为:最高设计通航水位-吴淞高程4.7米以上50米×7米通航净空。该桥主跨采用60米跨径的预应力钢筋砼下承式系杆拱结构,边跨采用20米跨径钢筋混凝土T形简支梁结构,跨河主桥墩均为双柱墩。原桥拱肋采用钢筋砼结构,拱肋外截面为高1.2米、宽1米矩形,内空心截面为高0.8米、宽0.7米矩形,两拱之间有三道风撑联接,风撑长9米,截面为高1.2米、宽0.3米矩形。本桥系梁采用预应力砼结构,系梁长61.6米,截面为高1.4米、宽1米矩形。本桥主孔行车道板共48块,其中中部板44块,边部板4块。系梁两侧的人行道采用悬挑托架,上铺人行道板。设计荷载为:汽-超20级,挂车-100级。         2.拆除方案选取   2.1拆除方案重点、难点分析   (1)新虹桥系杆拱主跨达60米,横跨苏南干线航道苏南运河,不论在施工安全上,还是在施工作业时间控制上,对拆桥施工要求更高。   (2)该段航道较窄,可通航断面仅50米,桥下通航量大,单船装载吨位大,船舶航速较慢,过往时间较长,使拆除桥梁施工作业受到一定的限制。   (3)构件之间的连接,在没有采取任何稳定措施之前不能随意拆除的,如果在航道中设置临时支墩,施工持续时间长,交通管制工作量大。且保证同行断面情况下支墩跨距较大时,会在切断吊杆索后,造成纵梁严重变形,对施工作业及航道内过往船舶构成危险。   (4)陆上机械无法进行拆除施工,要利用水上浮吊才能进行吊装拆除。分节段作业,浮吊在水上吊装次数达8次,对航道影响较大。   2.2拆除方案确定   系杆拱桥作为一种新型桥型,目前拆除的数量并不多,鉴于新虹桥路上机械无法进行施工,则只能利用水上浮吊来进行吊装拆除。目前常用到的拆除方法有以下两种:   (1)拱桥在拆除过程中,构件之间的连接,在没有采取任何稳定措施之前是不能随意拆除的。因此施工方案中采取航道中架设临时支墩,支撑在系梁底部,然后在桥面上设支撑,将拱肋支撑住,上部单根拱肋用混凝土切割机切割,整个拱肋分段吊装拆除;   (2)保持原有拱片的结构刚度、强度以及稳定性,增加浮吊数量,将系杆拱梁整片吊装拆除。   两种方案的优缺点对比如下:         对于第一种方案中,苏南运河的通航水面净宽要求必须大于35m,河中临时支墩的中心间距必须要达到40m以上,才能满足海事部门的要求,但是随着支墩跨距的增大,系杆拱在吊杆索切断后,会造成系梁的严重变形,会对施工作业及航道内的过往船舶构成危险。另外,河中设立支墩,从开始打桩到桥梁拆除后的拔桩,中间持续的时间过长,造成对新虹桥上下游交通管制工作量很大。   鉴于新虹桥通航量大的特点,河中设立临时支墩的方法断航次数过多,只能适用于船舶流量相对较少的航道桥梁拆除,第二种方法虽然施工成本增加,但是断航次数大幅减少,两者相比实则节省了较高的经济效益。因此对于新虹桥的拆除施工,选择三艘浮吊(一艘300t浮吊和两艘150t浮吊)将系杆拱整片吊装的方法来实施。   3. 施工工艺及方法   新虹桥具体的拆除施工工艺流程如下:   封堵路上交通→桥面系及附属工程拆除→人行道板、行车道板拆除→内横梁拆除→吊装前期准备→三艘浮吊就位→桥中三根风撑拆除→整片系杆拱吊装→主桥桥墩拆除→引桥拆除→粉碎混凝土构件→清理航道→验收。   4.1桥面系及附属工程拆除   桥面系及附属工程主要包括:伸缩缝拆除、桥面铺装、防撞护栏等。   伸缩缝拆除,用风镐在逐个伸缩缝两侧进行破除,原浇灌砼凿除后,将钢筋割断,然后取出。   原桥面铺装层包括4?厚沥青混凝土,6?厚C30现浇混凝土。桥面铺装拆除时用风镐逐个进行破除,并将破除后的混凝土和钢筋运到指定建筑垃圾地点进行处理。   在拆除栏杆时,在系梁外侧采用钢管搭设防护支架,然后悬挂安全网,以防止防撞护栏破除过程中混凝土块滚落到河中或砸到过往船只,最后用风镐将防撞护栏混凝土破除,混凝土中的钢筋,采用氧气乙炔气割枪进行切割,并及时将破除后的混凝土碎块和割断的废弃钢筋运走。   4.2人行道板、行车道板拆除   全桥行车道板C40混凝土共计48块,中部板44块,边部板4块。行车道板横桥向2块,纵向11块,板间纵向设填缝,横向即在横梁上设湿接头。行车道板单块重2.52t。   人行道板、行车道板拆除时先找出填缝和湿接头位置,先用风镐沿填缝将板缝切开,使得行车道板横桥向之间各板处于脱离状态,再用风镐将湿接头处的混凝土破除,并人工清理运走,然后用割枪在湿接头中间位置将钢筋割断,之后打吊装孔,穿引吊装钢丝绳,再用汽车吊将行车道板吊离现场,并放在运输卡车上运到指定倾倒地点。   行车道板拆除按照先中部板后边部板、先跨中后两端的顺序进行。   4.3内横梁拆除   全桥共有23根内横梁,均为矩形截面。每根重量为4.9T,考虑系梁的整体刚性和预应力束切断时的结构整体稳定性,内横梁拆除时分两次进行。   内横梁按照由跨中向两端对称进行的方式拆除,即先拆除12#,再拆除10#、10#′。拆除时,先用直径42厘米钢管横卧在内横梁上方,两端搁在系杆上,用直径24毫米钢丝绳将内横梁与钢管绑住,拆除前在内横梁与系梁交接位置设置一个吊篮,底部铺设一层木板,木板穿过内横梁下方,待吊篮设置完成后,即用风镐将混凝土破除,破除宽度为0.3m左右,破除的混凝土要及时清走,禁止混凝土块在吊蓝上堆积。混凝土破除时先不割断钢筋,待内横梁整体吊装前,海事部门将航道断航,浮吊进场,将?横梁吊住后再割断钢筋。割断内横梁与系梁的连接钢筋,钢筋割断时采用气割由下至上的顺序逐层割除,且钢筋切割时需左右对称进行,待钢筋全部割断,且人员撤离到安全位置后,用浮吊将内横梁连同钢管一起吊放到运输船上运走。   4.4吊装前期准备   (1)固结北侧系杆拱支座及端横梁底部。北侧系杆拱支座及端横梁底部首先用三角铁片塞紧,四面立模,灌注膨胀砼。   (2)施工作业区测量及局部疏浚。新虹桥以南100米范围内进行水深测量,对达不到河中面宽70米、水深3米以上的河床进行疏浚。   (3)在拆除人行、行车道板之前,搭设临时栏杆。为确保施工作业人员上下拱肋行走及操作安全,在新虹桥两根拱肋上,用脚手杆及扣件搭设临时栏杆。   (4)桥南北两岸,离岸边5米处,设四个地锚,地锚深3米,每只地锚埋设一根长2米30#工字钢,30#工字钢中间系结¢28?钢丝绳,钢丝绳绳头露出地面。绳头上挂一只5T手拉葫芦,备用。
  (5)架设缆风绳。新虹桥拆除,根据浮吊吊杆所在位置,确定先拆南侧系杆拱片,再拆北侧系杆拱片的拆除顺序,在拆南侧系杆拱片之前,对北侧系杆拱片,需架设缆风绳,保持南侧系杆拱拆除后,北侧系杆拱片的稳定性。系结方法是,用¢24?钢丝绳,在北侧系杆拱片吊杆3#、3#&位置上,系结4根缆风绳,八字分开,一端系结在南侧拱拱片桥墩处,另一端与地锚牢固连接,用手拉葫芦前后左右对称收紧。   (6)凿开端横梁与南侧系杆拱片的砼连接处,保留连接钢筋。   (7)系结吊装钢丝绳。用人工将预制好的吊装钢丝绳逐根拉上拱肋,至吊点位置,人工串引系结吊装钢丝绳,对影响吊装钢丝绳的临时栏杆,钢丝绳采用串引避让,实在避让不过,就将临时栏杆脚手杆移位,钢丝绳到位后,用小绳子将钢丝绳与拱肋一起捆扎,防止钢丝绳滑落后伤及航道中过往船舶人身与财产安全。   4.5桥中三根风撑拆除   拆除顺序是,先将桥中风撑拆除,然后拆除两侧风撑。具体是在风撑与拱肋连接处搭设工作平台,拉紧四根缆风索,风撑两端用风镐将混凝土破碎,保留钢筋,浮吊预先吊住风撑,然后进用气割从下至上割断钢筋,风撑被切断后,用浮吊将风撑吊离桥身。   4.6整片系杆拱吊装   (1)封航。海事部门对上下游500米范围内的航道进行断航,时间为6小时。   (2)定位桩船与浮吊到位后,吊装钢丝绳上钩。   (3)切割系杆拱与端横梁连接钢筋。为防连接钢筋切断后拱肋失稳,三艘浮吊每只浮吊预吊30T后,停止起吊。割焊工到位,将系杆拱与端横梁连接钢筋割断。   (4)三艘浮吊在统一指挥下,同步缓慢平稳将系杆拱片吊离桥身。系杆拱片在吊离桥身之前,要派专人观察系杆拱片变形情况。发现问题,立刻通知起重指挥,停止吊装。   (5)浮吊转向。系杆拱片吊离桥身后,浮吊船上作业人员分别听从总指挥员安排,利用船上前后锚机及自身倒顺车来配合船舶转向移位,浮吊转过90&后顶住岸头。收紧锚绳。   (6)卸载。浮吊停稳后,三艘浮吊船上作业人员统一听从指挥,同步缓慢平稳将系杆拱片放置到预制好的废料堆放场地上。   (7)北侧系杆拱片的吊装拆除工序与南侧相同,就是在吊装钢丝绳上钩吊紧后,再将系杆拱片与端横梁连接处砼凿除,然后切割连接钢筋,松开缆风绳,浮吊进行吊装拆除。   4.7主桥桥墩拆除   桥梁上部结构拆除后,马上在定位桩船上配一套带镐头挖掘机进行破碎,将河中主桥墩盖梁及柱子,拆除至水面,再用水下镐头将桥桩系梁破断,水下露出灌注桩桩头,在桥灌注桩周围挖土至黄海高程-6米以下,浮吊吊住水下灌注桩桩头,灌注桩旁打两根钢管桩,钢管桩上焊接导向滑轮,在灌注桩周围架设经过导向滑轮金钢链,进行水下切割,将桩切割至黄海高程-4.7米以下,最后回填土方至河床平。   4.8引桥拆除   在拆除河中桥墩同时,立即将引桥栏杆,铺装层拆除,然后用50T吊车将T梁吊至地面进行粉碎,再用带镐头挖掘机对桥桩进行凿除粉碎,拆除桥桩,至地面0.5米以下。   4.结语   新虹桥通过详细的施工方案以及专家的认证,在工期内圆满的完成了拆除任务。证明整体吊装法完全能够满足航道桥梁拆除施工需求,其封航时间压缩至最短,既保证了施工安全,又保证了河道通航,为今后同类桥型的拆除积累了经验。   (1)系杆拱桥作为一种新型桥型,目前拆除的研究并不多,鉴于该类桥型路上机械施工不便,则只能利用水上浮吊来进行吊装拆除。本文提出了两种可用的吊装浮运法,并对两种方法进行了可行性、经济性分析,最终选择了最适用于新虹桥工程特点和周边环境的整体吊装法进行了详细阐述,此种方法虽然增加了施工成本,但是施工工序简单,保证了结构的刚度和稳定性,并大大减少了断航次数,实则增加了综合经济效益;   (2)运用有限元分析软件对浮吊吊装过程中的拱片结构进行仿真分析,准确的把握了结构真实的受力状态,为浮吊吊点的选择、吊装施工的简便性和安全性提供了有力的支持;   (3)通过理论分析、有限元仿真和实际拆除施工过程的顺利实施,验证了风缆的架设可以临时有效的为拱片结构增加所需的横向刚度,保证单拱片在横梁与风撑等横向联系拆除后一定时间内保持在风载和自重作用下的稳定性;   (4)对桥梁主体结构的受力特征进行必要的分析和验算拱片的稳定性,是确保老桥、旧桥拆除施工工艺安全的重要保证。   注:文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开   
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浅谈赵河特大桥系杆拱施工
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  摘要:赵河特大桥为宁西铁路二线重难点工程,由于特殊的上部结构和工期制约,赵河特大桥的系粱部施工方案值得高度重视。本文主要介绍了赵河特大桥系杆拱结构的施工方法。 中国论文网 /2/view-3516312.htm  关键词:先梁后拱法系杆拱结构   中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:   1概述    赵河特大桥位于宁西铁路既有线右侧15m,上跨公路和赵河。桥址处主河槽宽度160m,百年流量为Qi%=1711m3/s.主桥为钢管砼系杆拱结构,计算跨径64m,梁长65.4m,主梁采用箱形截面,拱肋为钢管砼结构。   2.先粱后拱法   ⑴ 主梁采用支架现浇方案:在道路分隔带中央、道路两侧进行钻孔桩施工搭设临时支墩,采用贝雷梁搭设便梁跨越通行车道。道路两侧的其它地段布设满堂支架作为主梁施工的平台,支架拼装完成后堆载预压以消除非弹性变形。立模分段浇注拱脚及主梁混凝土,强度合格后,根据设计要求交错张拉横向预应力束,张拉第一批纵向预应力束。   施工期间对区段道路实行交通管制。   ⑵ 钢管拱采用桥面支架法分段拼装。钢管拱在工厂分段加工,预拼完成后,利用汽车或船舶运输至现场。在箱梁上拼装支架,利用汽车吊在现场逐段对称拼装拱肋,直至合龙,钢管拱的合龙温度严格按照设计要求的温度控制。   ⑶ 检查拱肋焊缝合格后,采用四台砼输送泵从钢管拱的根部对称均匀灌注拱肋混凝土。管内混凝土达到设计确定的强度要求后,拱肋脱离系梁上临时支架,依次安装张拉吊杆,调整吊杆受力。第二次张拉系梁纵向预应力,拆除系梁支架,施工桥面系,检测并调整吊杆索力至设计值。   3先粱后拱法施工要点   3.1 系梁施工   系梁采用分段对称浇注,最后在跨中合龙的方法。系梁钢筋、预应力、模板按照常规方法施工。铺设系梁底模时,要根据支架弹性变形,设置必需的预拱度,确保梁底线型。拱脚要通过预埋件、型钢加固等措施保证安装定位准确。预应力设置的管道必须用井形的定位钢筋准确定位,以确保预应力管道的平面位置与垂直坐标。系梁中导杆孔与预埋的锚垫板必须控制好平面位置。当浇筑混凝土时,现浇梁段上需要设置沉降观测点,定期用水准仪进行跟踪观测。根据系梁的长度,从墩中心向跨中逐段对称浇注,跨中合龙在一天气温最低时合龙。系梁混凝土强度达到设计要求的张拉强度后,交错张拉横向预应力束,张拉设计指定的第一批纵向预应力束。   3.2 钢管拱拼装   拱肋的安装步骤为:起吊→就位→连接→精确调整→点焊固接→焊接→探伤检测。   万能杆件支架架设完成检查核对支架顶部的定位系统位置准确后,将已经运至现场的钢管,在胎架上钢管拱拼装成段,托运到起吊的位置,从拱脚到拱顶,吊装焊接成型,用200t汽车吊把钢管拱吊到拱架上进行焊接、成拱。   合龙段长度要考虑加工与合龙温度的差值,合龙时选择与设计合龙温度相适应的时间进行,钢管接头焊接前利用与拱肋配套的抱箍将接头两端的钢管拱肋进行刚性固定,防止焊接时接头间发生相对位移。当实际合龙温度与设计合龙温度相差较大时,应将实际温度数据反馈给设计部门,以便其及时修正拱顶标高,选定合龙时间,充分考虑实际合龙温度和设计合龙温度差值的影响,将主拱两边拱顶标高对称缓慢地调整至合龙标高位置。焊接完成后,检测拱肋的中心线、标高符合要求后,对焊缝探伤检测。随后按照按照从边到中、两侧对称的顺序安装K型撑、横撑。   3.3 管肋混凝土施工   拱肋混凝土施工工艺流程为:清除管内渣物→安设压注头和闸阀→压注钢管内混凝土→拱顶排浆孔溢出→关闭压注口处闸阀稳压→拆除闸阀完成混凝土压注。   拱肋安装完成后即可开始拱肋混凝土灌注。钢管拱混凝土要根据原材料质量及设计混凝土所要求的强度、耐久性、和易性、缓凝时间、运输、灌注和环境温度条件通过正交设计试配确定,入泵坍落度宜控制在18~20cm。灌注前要用混凝土泵通过Φ1500mm圆管进行30m高的压力试验,用以检查混凝土的性能并确定混凝土泵的选型。   泵管压注孔设置于钢管拱的根部(即拱脚偏上1 m以内)位置,泵管与拱肋的夹角不大于30°且泵管出口与拱肋内壁平齐(不宜伸进拱肋内过长),以便于压注顺畅,亦可避免混凝土直接压注到管壁造成混凝土离析,使泵管堵塞,压注失败。由于管内有加劲板、锚箱等构件,混凝土泵送时摩阻力加大,因此施工时在距拱脚约1/3处需要设置一个备用的灌注接口。   管顶排气孔设于拱顶最高处,每30m的距离设置一个排气孔,孔径8mm,对称布置。当浇筑混凝土的高度越过该孔后,迅速使用小木棒封孔。拱顶需要设置一个冒浆管,且高出拱顶1.5m左右,用不小于100 mm直径的钢管接高,并弯向侧面,防止出浆时喷射到钢管拱表面。钢管上每间隔一定距离固定附着式振捣器,边灌边振,以便排出管内空气,增强混凝土密实度。   拱肋混凝土由4台HBT60C从4个拱脚对称均匀泵送,压注按照先上管再下管后腹板的顺序,上次混凝土浇注达到设计强度的90%后方可压注下次混凝土,压注头以下区段砼采用人工浇筑,插入式振捣器振捣密实。为保证钢管拱混凝土在灌注过程中始终保持良好的和易性,施工选择在午夜和早晨进行,必要时泵管及拱管用湿土工布覆盖或洒水降温。压注前泵管的安装要严密牢固,以减少泵送压力损失。压注过程中,测量检测工作亦要随时进行,对拱肋的竖向曲线变化和拱管1/8、1/4、3/8、1/2处的应力进行检测,根据混凝土压注到的不同部位随时观测拱管的应力变化。混凝土接近拱顶时,严格控制泵送速度,严禁一侧上升过快越过拱顶,引起钢管拱架的纵向振动,通过敲击准确判断混凝土到达位置,使拱顶空气完全排出,排气、排浆孔出浆后两泵间隔泵送,直至出浆孔排出的混凝土与入管混凝土一致(即合格混凝土)后,即可停止压注。   钢管混凝土浇筑完毕以后,还应通过敲击听声方法,判断拱肋内壁是否存在空隙,如出现空隙及时与有关单位协商处理。钢管混凝土达到设计强度以后,采用超声波对钢管混凝土质量进行检查,重点检查管内混凝土是否均匀、混凝土与钢管是否密贴、管内混凝土是否存在空洞和冷缝,以及混凝土强度是否达到设计要求等情况。   3.4 拆除拱肋安装支架   拱肋混凝土强度达到设计强度的90%,检查拱肋各部位符合要求后即可拆卸拱部支架。卸架从拱顶向两侧拱脚对称同步卸落,拱架卸落仅将支架脱离拱肋lO~15 cm,不全部拆除支架,以便于吊杆等构件安装,卸落后的拱架不再与拱肋接触。   3.5 吊杆安装和调索张拉   吊杆安装。全桥吊杆采用人工配合吊车安装,在拱肋混凝土强度达到90%以上后进行吊杆安装,吊杆的安装由钢管拱肋上锚孔自上而下穿出,再穿过梁体上的预留孔。安装顺序根据设计要求从拱脚两侧对称安装,并依次张拉至设计要求的张拉力。   吊杆全部安装完成并进行第一次张拉后,张拉系梁剩余的纵向预应力束,最后拆除系梁现浇支架,施工桥面系。   3.6 吊杆调索的张拉。   通过梁体桥面荷载先传给吊杆,再传递给拱肋,最终传送到桥墩上。由于吊杆的施工加载顺序不同,吊索会受到影响,受力不均匀,在各施工阶段如果不进行吊索随时调整与现场的实时监控,局部吊杆索力会增大,弹性变形过大会造成梁体出现裂缝,直接影响桥梁的使用。系杆拱桥系梁及吊杆内力张拉顺序为:   第一阶段:系梁混凝土强度达到设计张拉强度后,张拉横向预应力束,张拉第一批纵向预应力束。   第二阶段:拱肋混凝土达到设计强度后,安装吊杆,按照设计顺序及张拉力依次张拉吊杆。   第三阶段:吊杆安装、张拉完成第一次张拉后,张拉系梁第二批纵向预应力束。   第四节段:桥面二期荷载施工完成后,最后一次调整系杆内力设计至要求值。   吊杆的张拉同样采用张拉力和伸长量进行双控,严格控制系杆的内力和伸长量,应力和伸长量的偏差不得超过规范设计要求。张拉过程中,吊杆在桥跨结构中应保证前后左右对称。   4结束语   赵河特大桥桥跨为5-32m梁+1-24m粱+1-64m系杆拱-32m梁,简支梁采用厂制成品梁,架桥机架设。主桥系杆拱结构施工采用本技术,顺利的通过了专家评审,并能效地解决艰巨的工期压力。      参考文献:   [1]余昌.城市道路桥梁施工质量问题分析与预防[J].科技资讯,2009,(12).   [2]黄成光.公路隧道施工[M].北京:人民交通出版社,2001.   [3]梁文豪.混凝土常见裂缝原因分析及控制方法[J].中国新技术新产品,2010,(1).   [4]甄玉军张艳丽.国内桥梁设计存在的主要问题[J].中国新技术新产品,2010(1).   [5]余明林.论桥梁施工中的技术质量问题探讨[J].科技创新导报,2009,(6).
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长江大桥主桥上部结构设计为:190m+552m+190m的三跨连续中承式钢桁系杆拱桥。双层桥面,上层布置双向六车道和两侧人行道,桥面总宽36m,下层中间布置双线城市轨道交通,两侧各预留一个7m宽的汽车车行道。
主桥钢桁梁采用悬臂架设,中跨主拱安装时,在A15节点安装扣塔,设两对拉索,控制大悬臂吊装期间结构内力。扣塔塔架安装时,两侧通过拉两对风缆来保证稳定。待主拱合拢后,在E17节点拉临时系杆,通过控制临时系杆拉力,控制中跨跨径和主桁内力,实现钢性系杆几何合拢。钢性系杆合拢后,拆除临时系杆,调整边支点高程安装桥面板。
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