《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第二部分桥梁《山区河谷复杂条件下高墩矮塔斜拉桥关键施工技术研究》​

完成单位: 中交第三航务工程局有限公司、中交第三航务工程局有限公司宁波分公司

主要完成人: 张治国、 叶中海、 胡金雄、仇志秀、 胡华清、 吴培良、 于利朋、 刘永辉、 缪建忠、 高红燕

项目简介

　　(一)项目背景

　　从国外斜拉桥的发展来看,从1980年瑞士甘特大桥主梁通过预应力混凝土斜拉桥张拉在桥塔上,1994年日本曾川桥和揖斐川桥首次引入混合梁、多塔的概念,1998年瑞士建立的柔性梁部分斜拉桥Sunniberg桥,到现在已有四五十年的历史,目前在克罗地亚、巴西、印度、韩国均有矮塔斜拉桥建成。我国首座矮塔斜拉桥为2000年建成的芜湖长江大桥,是目前世界上跨度最大的矮塔斜拉桥,也是世界上首次采用钢桁架梁作主梁的矮塔斜拉桥。本项目背景———阿蓬江特大桥跨径135+240+135m,桥梁净高137m,塔高34m,是目前国内铁路桥中跨径最大、桥梁净高最高的预应力混凝土矮塔斜拉桥。国内铁路此桥类型研究较少,需要深入研究。

　　(二)技术概况

　　(1)半陆半水工况下深基坑围护及支撑体系的设计与施工技术研究。

　　(2)高墩矮塔墩身施工工艺研究(劲性骨架设计、爬模设计与施工、施工监控等)。

　　(3)高扬程泵送高性能机制砂混凝土施工技术研究。

　　(4)大跨度矮塔斜拉桥塔梁交叉施工“非零冶状态下钢绞线斜拉索分次张拉。

　　(5)塔梁同步索导管定位施工技术研究。

　　(三)适用范围

　　适用于超高墩矮塔斜拉施工。

　　(四)获奖情况

　　中国交通运输协会2020年度科学技术奖三等奖。

项目创新点

　　(1)首创研发并成功应用了一种适用于半水半陆复杂环境条件且满足大施工作业面要求的深基坑支护体系,形成了“咬合桩结合鱼腹梁深基坑围堰施工工法冶,申报4项发明专利并获受理。

　　(2)研制了适用于高墩施工的可循环利用专用劲性骨架,经济合理地解决了高墩的钢筋高空作业难题。

　　(3)研制了适用于高扬程的高性能泵送机制砂混凝土,并成功应用于铁路高墩桥梁的混凝土施工。

　　(4)开发了大跨度矮塔斜拉桥塔梁交叉施工“非零冶状态下钢绞线斜拉索分次张拉及导管预埋精确控制技术。

同类项目比较

应用案例

　　阿蓬江特大桥(见图1)主墩基坑采用的咬合桩结合鱼腹梁深基坑围堰结构型式,通过对14#、15#墩深基坑的研究和实践,在我国铁路建设领域属首次应用,掌握了咬合桩结合预应力鱼腹梁深基坑围堰施工技术,此技术具有非常明显的优点,可广泛应用于公路、市政、铁路等深基坑围堰施工之中,可节约建设费用和社会资源,缩短建设周期,消除施工期间可能发生的基坑坍塌、漏水、底板隆起等安全隐患,具有广泛的应用前景。超高墩可拆卸循环利用的专用劲性骨架施工技术安全可靠,尤其适用于超高墩这类高风险点工程,可以加快进度,缩短工期,节约施工场地,提高塔吊的使用效率,确保高墩施工作业的安全性。

　　通过试验和比较分析,选择合理的混凝土原材料,采用性能优异的混凝土搅拌和泵送设备,严格控制混凝土原材料和搅拌质量,所浇注的混凝土成品质量检测优良,表明超高墩高性能机制砂混凝土施工技术是科学、合理的,解决了市场河砂采购供应不到位的难题,形成了一套超高墩高性能混凝土质量控制办法及混凝土施工技术,并取得良好的经济效益。

　　“塔梁同步冶施工技术,将主塔建设所消耗的时间充分融入主梁的施工过程中,缩减了施工工期,取得了良好的进度效益。

社会效益与经济效益

　　新建黔张常铁路(代建段)阿蓬江特大桥工程,在工程施工期间采用咬合桩结合鱼腹梁深基坑围堰施工工法节约成本226.9万元、可拆卸式劲性骨架节约成本373.4万元、机制砂混凝土施工技术节约成本671.2万元、平行钢绞线斜拉索等值张拉工法节约成本132.72万元,采用上述工艺共节约成本1404.22万元。

　　通过对本项目的研究与实践,掌握了山区河谷复杂条件下超高墩矮塔斜拉桥的关键施工技术,填补了我局、我公司在高墩矮塔斜拉桥施工方面的技术空白。超高墩矮塔斜拉施工技术具有非常明显的优点,可广泛应用于公路、铁路、市政等一系列矮塔斜拉桥工程建设之中,可节约建设费用和社会资源,缩短建设周期,消除矮塔斜拉桥施工期间可能发生的各类安全隐患,是一项技术先进、集成创新的关键施工技术,将推动我局、我公司在高墩矮塔斜拉桥建设与施工方面的发展。