《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《山区大吨位钢混组合梁预制安装施工技术研究》

发布时间:2022-12-20 来源: 浏览量:8845 发布者:

本期项目简介

 

获奖项目名称

 

山区大吨位钢混组合梁预制安装施工技术研究

完成单位:中交路桥建设有限公司;中交路桥华北工程有限公司;

 

主要完成人:闫永杰、田连民、张何、彭园、杨晓光、侯兆隆、金树坤、李宁、李文强、朱丹丹、祁建、王伟申、马强。

项目简介

 

(一)项目背景

  目前国外钢混组合梁体的发展趋势为:改进承重体系,不设或少设横撑、腹板加劲肋;采用高强钢材、轻质或钢纤维混凝土等新型材料;采用预制桥面板,实行构件工厂化;使用耐候钢,节省维护费用;实行多跨连续,少设或不设伸缩缝;把钢梁与桥墩刚接,节省支座维护费用等。

  近年来,钢混组合梁在我国城市立交桥及建筑中得到了广泛的应用,主要为常见的单箱钢混组合梁形式,无箱间连接,多位于平原区跨线桥或匝道桥,采用吊车平地起吊,工程量相对较少。桥面板多采用整幅现浇或纵向分节段全断面预制、吊装方法。

  未见有采用三箱开口钢箱、小型镂空式预制桥面板组合的钢混组合梁形式,以及采用架桥机作为安装设备连续安装的先例,本项研究的钢混组合梁预制安装方法和新型架桥机设备在国内外均较为新颖。

 

(二)技术概况

  本项目对山区高墩桥梁钢混组合梁施工技术进行研究的主要研究思路及方法如下:

  1、借鉴装配式混凝土梁的架桥机桥上连续吊装方法,对钢混组合梁安装工艺进行设计,解决钢混组合梁高空安装难题;

  2、通过对钢混镂空式桥面板整体式预制模板以及剪力钉定位焊接模具进行设计,提高钢混组合梁钢混连接质量,提高装配效率;

  3、针对钢混组合梁结构及架梁环境等特点,对现有架桥机进行改制,提高架桥机的适用性、安全性,同时提高架梁效率。

 

(三)适用范围

  目前,本项目已在山区高速公路高墩桥梁施工领域得到了很好的应用,保证了钢混组合梁施工质量,降低了施工安全风险,同时,提高了施工效率,节约了施工成本,具有较强的适用性。应用类似原理,本项目因其周转材料投入少,各工序可平行作业,施工效率高、架桥机适应性好等特点,还可以适用于市政高架桥、平原地区公路多跨连续桥梁钢混组合梁施工。

 

(四)获奖情况

  1.获得2021年交通运输协会科技进步奖二等奖;

  2.获得2021年中国公路建设行业协会科技进步奖三等奖;

  3.获得2020年中交路建科技进步奖二等奖;

  4.获得2021年公路工程工法;

  5.获得2021年中国交建级工法;

  6、2021年经中国公路学会组织的水平评价,课题成果总体达到国际先进水平。

 

项目创新点

 

  1、提出了钢混组合梁预制安装施工技术,实现了钢混组合梁的厂内制作成型,架桥机连续架设,较传统工艺大大提高了钢混组合梁现场安装效率。

 

  2、将钢混组合梁桥面板由现浇改为分块预制,减少了桥位混凝土工作量,同时,减少了现浇桥面板钢底模的投入。

 

  3、研发了桥面板镂空式组合模板、剪力钉定位焊接模具等工装,提高了钢混组合梁各部件的施工效率和制作精度。

 

  4、对架桥机进行改制,研制了一种新型320t-50m架桥机,并首次成功应用此架桥机进行钢混组合梁安装,解决了钢混组合梁桥大纵坡、小曲线半径架梁的技术难题,同时较现有架桥机大大提高了架设效率和安装精度。

 

应用案例

 

  依托项目为太行山高速公路涞曲段雁宿崖枢纽互通,雁宿崖互通A匝道3号、4号桥、B匝道桥跨越山间沟谷,最大墩高91.053m,平均墩高55m,上部结构均采用钢混组合梁,共计64跨/192片。钢混组合梁结构复杂,钢梁节段间、箱间通过高强螺栓连接,对施工精度要求较高。同时,存在如下两个技术难题:

 

  ⑴钢混组合梁国内首次采用后场预制拼装、现场采用架桥机桥上吊装的方式施工,无相关的成功经验可以借鉴。

 

  ⑵钢混组合梁桥最小圆曲线半径280m,最大纵坡3.9%,最大跨径50m,最大单梁吊重270t。目前公路架桥机均无法满足上述的技术要求。

 

  通过本项目的研究,完美解决了上述技术难题,同时在保证质量安全的情况下,高效的完成了施工任务,缩短工期2个月,为项目年底通车奠定了坚实基础。

社会效益与经济效益

 

  (一)社会效益:

  本项目的应用保证了钢混组合梁施工质量,降低了施工安全风险,有效提高了施工效率,节省了工期成本,顺利完成了施工任务,获得了业主和监理单位的一致好评,取得了良好的社会反响。并为公司积累了成功案例和经验,增强了企业的技术积累,为以后类似工程提供更多的参考和借鉴。

 

  (二)经济效益:

  本项目的应用有效地提高了钢混组合梁桥位的施工效率,节约工期2个月,投入320t架桥机、300t运梁车、150t龙门吊等8台大型设备,月总租金120.5万,作业人员单月总工资25.03万,降低直接成本(120.5+25.03)×2=291.06万元;与现浇桥面板底部采用永久底模对比,节省用钢量1296.4t,降低直接成本1296.4×4000(当期钢材信息价)=518.56万元。总计节约投入成本:291.06+518.56=809.62万元。

注:相关内容摘录自中国交通运输协会编写、中国市场出版社出版的《交通运输科学技术新成果推广目录(2021)》,图片由项目完成单位提供,版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。