大跨徑柔性拱橋鋼桁梁橋的施工技術(shù)

文

滬通長江大橋天生港專用航道橋是世界上最大跨度的公鐵兩用鋼桁梁柔性拱橋，上部結(jié)構(gòu)采用鋼性梁柔性拱，跨徑布置為140+336+140=616米。主梁首次采用雙層板桁組合梁新結(jié)構(gòu)，主桁作為帶豎桿的華倫式三主桁桁架，桁間距為17.25米，節(jié)間距14米，全橋共44個(gè)節(jié)間。拱肋為鋼箱梁柔性拱，矢高60米，吊索為平行鋼絲拉索。上部結(jié)構(gòu)首次采用“先梁后拱，主梁雙懸臂拼裝，拱肋梁上豎向轉(zhuǎn)體”的施工工藝，在鋼桁梁上進(jìn)行柔性拱肋轉(zhuǎn)體屬于世界首創(chuàng)。

鋼桁梁柔性拱橋轉(zhuǎn)體施工

簡(jiǎn)支鋼桁梁橋施工

懸臂拼裝成套施工技術(shù)

合龍示意

轉(zhuǎn)體過程現(xiàn)場(chǎng)圖

轉(zhuǎn)體過程監(jiān)控圖

滬通長江大橋非通航孔橋?yàn)?3孔主跨112米的簡(jiǎn)支鋼桁梁橋，主桁采用華倫式的空間三主桁結(jié)構(gòu)，桁高15.8米，節(jié)間距11米，桁寬14.5米。非通航孔橋采用“先連續(xù)后簡(jiǎn)支，無輔助全懸臂拼裝”施工工藝，提出了三主桁分桁漸次上墩方法，研制了雙排多支點(diǎn)協(xié)同受力裝置，解決了桁梁架設(shè)期間應(yīng)力過大難題。

創(chuàng)新的難與新

提出了先連續(xù)后簡(jiǎn)支、三主桁分桁漸次上墩方法，研制了雙排多支點(diǎn)協(xié)同受力裝置，解決了桁梁架設(shè)期間應(yīng)力過大難題，形成了多跨簡(jiǎn)支鋼桁梁無輔助支撐的112米整垮懸臂拼裝成套施工技術(shù)。

研發(fā)了三桁高差控制技術(shù)，提出了先邊后中的三主桁分步合龍方法，實(shí)現(xiàn)高精度安裝與合龍，形成了大跨三主桁板桁組合梁拼裝成套施工技術(shù)。

研發(fā)了三主肋鋼箱柔性拱豎向轉(zhuǎn)體施工及控制技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)了鋼桁梁上三肋鋼箱柔性拱的豎向轉(zhuǎn)體。

提出了基于激光跟蹤儀的鋼桁梁特征數(shù)據(jù)提取方法，開發(fā)了鋼桁梁虛擬預(yù)拼裝軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鋼桁梁構(gòu)件制造精度檢驗(yàn)、復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的預(yù)拼裝。

理論和應(yīng)用支撐

從項(xiàng)目研究成果在滬通長江大橋非通航孔橋建設(shè)過程中的應(yīng)用情況及取得的成果來看，研究形成的技術(shù)對(duì)滬通長江大橋的建設(shè)起到積極的支撐作用，并為我國正在修建的大跨度公鐵兩用鋼桁梁橋提供理論依據(jù)和實(shí)用技術(shù)，促進(jìn)和推動(dòng)了大跨度鋼桁梁橋技術(shù)的發(fā)展和全面進(jìn)步，具有重要意義與不可忽視的作用。

未來，我國繼續(xù)加大基礎(chǔ)建設(shè)投入，特別是鐵路建設(shè)投入大幅提高，涌現(xiàn)許多大跨鐵路橋梁建設(shè)工程，其中鋼桁梁橋以其剛度大、經(jīng)濟(jì)性好、施工快速、便捷，外形雄偉等優(yōu)點(diǎn)而修建較多。該課題研究成果的推廣應(yīng)用，可以成功解決鋼桁架橋在不同具體工程環(huán)境條件特點(diǎn)、不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)下施工面臨關(guān)鍵性技術(shù)難點(diǎn)，有效提高我國鋼桁架橋施工技術(shù)水平，節(jié)約施工周期和成本，助推高鐵事業(yè)的發(fā)展。該項(xiàng)目成果中的工藝工法、發(fā)明專利，可以在鋼桁梁及鋼桁拱橋施工領(lǐng)域推廣應(yīng)用，將會(huì)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

建設(shè)者風(fēng)采

中交第二航務(wù)工程局有限公司高度重視科技創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)。繼2009年獲評(píng)國家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心之后，2011年聯(lián)合申報(bào)獲批“公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心”，聯(lián)合交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所等單位申報(bào)組建“橋梁結(jié)構(gòu)安全技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室”；2013年申報(bào)獲批“博士后科研工作站”及“海工結(jié)構(gòu)新材料及維護(hù)加固技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”；2014年聯(lián)合武漢理工大學(xué)等10余家高等院校及科研院所申報(bào)獲批“交通運(yùn)輸行業(yè)內(nèi)河智能航運(yùn)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)”，聯(lián)合中交公路長大橋建設(shè)國家工程研究中心有限公司等10余家大型企業(yè)及高等院校申報(bào)獲批“交通運(yùn)輸行業(yè)長大橋梁建養(yǎng)一體化協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)”。2017年“湖北省橋梁智能建造工程技術(shù)研究中心”“交通運(yùn)輸行業(yè)交通基礎(chǔ)設(shè)施智能制造技術(shù)研發(fā)中心”和“中國交建橋梁與地下工程智能建造研發(fā)中心”申報(bào)并成功獲批，為智能建造領(lǐng)域研發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2019年成功獲批院士專家工作站，并引入孫鈞院士團(tuán)隊(duì)在巖土工程領(lǐng)域開展緊密合作。

目前，中交二航局逐步打造形成了以公司國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心為核心，以一個(gè)國家工程研究中心、四個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、五個(gè)工程技術(shù)研發(fā)中心、一個(gè)院士專家工作站、一個(gè)博士后工作站和三個(gè)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)為支撐，涵蓋橋梁、巖土隧道、新材料等各方向的科技創(chuàng)新平臺(tái)。

通過堅(jiān)持“以價(jià)值創(chuàng)造者為本”的人才工作導(dǎo)向，釋放科技領(lǐng)先和人才領(lǐng)軍的聚合效應(yīng)，涉及橋梁、隧道、材料、裝備、運(yùn)維等多個(gè)學(xué)科，形成覆蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的人才梯隊(duì)。公司于2013年建立了首席專家制度，構(gòu)建了9個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的首席專家團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員達(dá)到68名。通過創(chuàng)新引領(lǐng)，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的方式，讓公司的重點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域科研水平始終在行業(yè)內(nèi)保持領(lǐng)先的地位。

截止到2019年底，公司共獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)6項(xiàng)，中國專利獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)180項(xiàng)，獲授權(quán)專利1240項(xiàng)（其中發(fā)明專利358項(xiàng)），主持或參編國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范37項(xiàng)，80余項(xiàng)成果達(dá)到國際領(lǐng)先和國際先進(jìn)水平。共獲得國家和省部級(jí)優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)255項(xiàng)，包括詹天佑土木工程大獎(jiǎng)23項(xiàng)、魯班獎(jiǎng)21項(xiàng)、國家優(yōu)秀工程金獎(jiǎng)12項(xiàng)、銀質(zhì)獎(jiǎng)20項(xiàng)、中國市政工程金杯獎(jiǎng)5項(xiàng)。此外，中交二航局先后7次斬獲國際橋梁協(xié)會(huì)大獎(jiǎng)，10次獲得“菲迪克”工程項(xiàng)目獎(jiǎng)，同時(shí)，還獲得國際橋協(xié)“杰出結(jié)構(gòu)工程獎(jiǎng)”、英國“卓越結(jié)構(gòu)工程大獎(jiǎng)”、國際道路聯(lián)盟全球道路成就獎(jiǎng)。

組圖：中交二航局著力打造科技創(chuàng)新平臺(tái)