《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２1）—第一部分桥梁工程篇《成贵铁路菜坝岷江特大桥大跨度钢桁连续梁建造关键技术》
本期项目简介
获奖项目名称
成贵铁路菜坝岷江特大桥大跨度钢桁连续梁建造关键技术
完成单位：中铁二院工程集团有限责任公司，中铁大桥局集团有限公司，成都市新筑路桥机械股份有限公司
主要完成人：鄢勇,向律楷,陈建峰,刘玲晶，袁明,张志勇,邹廷均，滕炳杰,马庭林,李锐,郭占元,袁蔚,刘何亮，李艳哲，杨兵
项目简介
（一） 项目背景
成贵铁路为时速250公里高速铁路，在宜宾市菜坝镇、乐山市五通桥区跨越岷江，主桥均为（140+224+140）m钢桁连续梁，无缝线路、有砟轨道。桥梁总体布置如图1所示。
图1菜坝岷江特大桥立面布置图
本桥跨越岷江，距离菜坝机场2.5km，结构形式及高度不仅受岷江通航净空限制，并且受航空限高控制，跨度不得小于200m，结构高度不得大于30.38m。桥梁与机场位置关系及限界要求如图2、图3所示。
图2菜坝岷江特大桥与机场位置关系图
图3菜坝岷江特大桥限界示意图
跨越能力较强的斜拉桥、拱桥等桥式方案由于结构高度过大均不满足限界要求，因此只能采用梁式桥方案。因为主桥跨度大于200米，采用钢桁梁桥最为合理，本项目之前国内已建成连续钢桁梁桥跨度均在200m以下，该桥为国内最大跨度的铁路钢桁连续梁桥。
（二） 技术概况
1、大跨度钢桁连续梁合理结构型式研究
根据桥梁限界要求及高速铁路刚度、强度等控制要求，分析结构的静力特性、车桥耦合动力特性，得到满足桥梁静动力受力要求的合理的结构构造。
2、低限高条件下钢梁架设施工方案研究
结合施工环境条件、工期要求，分析低限高条件下钢梁架设的关键施工技术及施工安全风险控制措施，提出主体工程及关键环节施工及监控方案。
3、桥梁检修设备研究
通过理论分析、仿真试验，研发了新型的低限高条件下钢桁梁大坡度行走和牵引同步驱动且具有自动纠偏功能的桥梁检修车，实现了对钢桁梁的全方位检查。
（三） 适用范围
项目成果主要应用于高速铁路大跨度钢桁连续梁的建造领域，尤其是受通航及航空净空双重限制时。
（四） 获奖情况
本项目获得2021年度中国交通运输协会科学技术一等奖。
项目创新点
1.首次在我国采用下弦曲线变高的主桁结构型式，建成了我国最大跨度的钢桁连续梁。研究提出了纵梁连续、采用桁架式横梁的桥面系构造，提高了列车运行的平顺性，减小了养护维修工作量。采用纵梁预设伸缩量及制动撑架等措施，解决了设置连续纵梁的难题，克服了传统设置伸缩纵梁导致列车冲击大，行车平顺性差及养护工作量大的问题。采用桁架式横梁增强了结构的横向刚度，减小了主桁杆件的面外弯矩。
2.研究提出一种新的基于最优化理论钢桁梁预拱度设置方法，研究了工字型及箱型杆件焊缝剪应力分布规律，提出了焊缝剪应力的简化计算方法，优化了结构受力，大幅提高了设计效率。以预拱度及起拱应力为目标函数，支反力及温度为约束条件，一次性求解方程，避免了大量的试算工作，大幅提高了设计效率，解决了超静定钢桥预拱度设计难题。突破了《铁路桥梁钢结构设计规范》（TB10091）中“角焊缝最大计算长度不能大于50倍焊脚尺寸”的规定，解决了厚板焊缝设计加工困难的难题。
3.研究提出了新型的低限高条件下钢桁梁施工技术，解决了受航空限高的大跨度钢桁梁的施工难题。为满足航空限高及通航要求，研发了低限高条件下钢桁梁施工技术，通过先降低钢梁架设标高，待钢梁合龙后，再整体顶升到设计位置的施工方法，有效避免了限高条件下钢桁梁杆件无法通过常规起吊设备进行吊装的问题。
4.研发了新型的低限高条件下钢桁梁的大坡度行走和牵引同步驱动且具有自动纠偏功能的桥梁检修车，实现了对钢桁梁的全方位无死角检查。
应用案例
项目研究成果完全应用于成贵铁路菜坝岷江特大桥及五通岷江特大桥，为跨度200m以上的连续钢桁梁建造提供借鉴与支持。大桥实景图如图7、图8所示。
成贵铁路在宜宾市菜坝镇、乐山市五通桥区跨越岷江，主桥均采用（140+224+140）m钢桁连续梁，该桥为成贵铁路的关键性工程。主桥均采用下弦曲线变高主桁结构形式的钢桁连续梁，较好的解决了低限高条件下桥梁设计、施工、及运营等方面的难题。
社会效益与经济效益
成贵铁路于2020年6月开通运营。列车以设计速度在大桥上运行安全、舒适，桥梁的静动力特性满足高速铁路运行的要求。大桥建设取得了良好的经济、社会效益。
社会效益：该桥为成贵线关键性工程，对成贵线开通具有重要意义，将大大促进沿线的经济、社会发展。对进一步缩短中国西南、西北地区与华东、华南地区的时空距离，助力区域脱贫攻坚，加快城市群建设，推动西部大开发等具有重要意义。
经济效益：采用下弦曲线变桁高的结构型式，与传统平行弦加劲方案相比，每座桥用钢量节约600t，节约工程造价1100万元，共节约工程造价2200万元，取得了良好的经济效益。
