《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《高速铁路连续梁工业化预制装配关键技术研究》

发布时间:2022-12-30 来源: 浏览量:7677 发布者:

本期项目简介

 

获奖项目名称

 

高速铁路连续梁工业化预制装配关键技术研究

完成单位:中国铁路上海局集团有限公司、瀚阳国际工程咨询有限公司

 

主要完成人:孙峻岭、杨建中、雷文斌、武凤远、董传新、魏洪山、杨继光、丰成林、张政、代彬艺、宋飞、罗圣明

项目简介

 

(一)项目背景

  我国节段预制技术在铁路领域的实践与研究较为片面,缺乏系统性研究,无法满足中国铁路绿色建造技术迅速发展需求。国外虽对高速铁路节段预制桥梁研究较早,但涉及设计、预制、运输、架设、管理等一系列全面研究较少,参考性较低,且使用规范与国内有明显差异,无法直接适用国内情况。我国亟需一套具自主知识产权的高速铁路绿色建设节段预制成套技术。

 

(二)技术概况

  1.主要科技内容

  (1)国内首次提出高速铁路预应力混凝土连续梁无边跨湿接缝结构桥梁。

  (2)国内首次提出高速铁路项目红线范围内布置预制梁场的技术方案。

  (3)国内首次提出高速铁路项目预制装配连续梁与整孔预制简支梁梁场布置兼容性的技术方案。

  (4)国内首次制定高速铁路预制装配连续梁在不同边界条件下架设装备和架设方案技术指南。

  (5)国内首次针对高速铁路预制装配连续梁进行经济分析和综合比选。

  2.技术经济指标

  本技术较挂篮悬浇技术效率更高、工期更短。在试点项目中,以生产40个节段为例,本技术总工期为7个月,比挂篮悬浇技术总工期快5个月,节约大量时间成本。

 

(三)适用范围

  土木建筑工程,高速铁路桥梁绿色建设。

 

(四)获奖情况

  2021年中国交通运输协会科学技术奖二等奖

  2020年中国铁路上海局集团有限公司科学技术进步奖一等奖

 

项目创新点

 

  (1)高速铁路预制装配连续梁设计技术:国内首次制定高速铁路预制装配连续梁设计技术指南,为高速铁路实现全线工厂化制造攻克节点难关。

 

  (2)高速铁路预制装配连续梁制造技术:国内首次制定高速铁路预制装配连续梁运用短线法制造的工艺、设备和材料技术指南。

 

  (3)边跨无湿接缝技术:国际上首次提出高速铁路预应力混凝土连续梁无边跨湿接缝桥梁结构及其施工方法。通过采用高精度线控技术,取消边跨湿接缝,提高了预制率和预制效率,最大化实现了桥梁结构绿色建造及桥梁建造快速化(已授权发明专利及实用新型专利)。

 

  (4)桥下原位预制技术:国内首次提出高速铁路项目红线范围内布置预制梁场的技术方案。通过在红线范围内的连续梁桥下方新建预制梁场进行节段预制及存放,现场红线不用拓宽,无需新增梁场用地,施工组织灵活。

 

  (5)短线法三维线形控制技术:国内首次高速铁路预制装配连续梁运用短线法制造采用的高精度三维线形控制技术方案。通过对短线法线控过程线路编译、预拱度分析、线形纠偏控制等重难点进行研究,提出了以三维线控技术为核心的高速铁路节段预制连续梁短线法预制拼装技术。

 

  (6)高速铁路预制装配连续梁架设技术:国内首次制定高速铁路预制装配连续梁在不同边界条件下架设装备和架设方案技术指南,并成功研制适用于高速铁路预制拼装连续梁的三跨同步拼装节段梁架桥机,实现多跨同时拼装。

 

应用案例

 

  本项目应用于试点工程新建连云港至徐州铁路东海特大桥(32+48+32)m和大许特大桥(32+48+48+32)m(图1-1),设计时速350km/h,于2018年11月8日开始预制,2019年4月15日开始架设,2019年6月11日预制完成,2019年8月31日架设完成。

 

  两处试点均是我国高铁建设首座采用短线法全预制节段悬臂拼装的连续梁,为连徐铁路重点控制工程。

 

  (1)装配程度:东海特大桥及大许特大桥梁体均采用全装配式,除中跨合龙处设置1m湿接缝,其余均为预制节段,边跨不设湿接缝,装配率高,施工质量好,桥梁结构预制率均高达98%以上。

 

  (2)预制方案:根据两座桥现场环境情况,因地制宜分别制定既有梁场改造预制场及桥下原位预制场两种方案,采用高精度短线法节段预制工艺,并结合专业三维线形控制平台及精确测量控制采集终端APP,该预制场方案及预制技术均为全国首创。

 

  (3)应用效果:施工质量高、效率快,预制工效达2.5天/榀节段,架设工效达0.5天/榀节段;节段梁线控精度高达2mm内,测量精度0.5mm内,并可精确到0.1mm级。

 

  (4)推广前景:研究成果经过试点项目应用,充分证明了工业化预制装配技术无论是在质量、工法适应性、环境保护和建设周期上都有着明显优势,具有良好的经济效益和社会效益。高速铁路连续梁工业化预制装配关键技术极大地提高了工程效率,确保了工程质量,提高了桥梁工程信息化水平,不但是建设与管理理念的现代化表现,更是传统工业的现代化创新,是顺应国家发展战略的绿色制造技术,在桥梁绿色建设工业化方面有着带头示范作用,具有较高的推广应用价值。

 

社会效益与经济效益

 

(一)经济效益

 

  东海特大桥和大许特大桥是国内铁路连续梁建设中首次采用短线法节段预制工艺建造的桥梁。预制和拼装可以在不同地点同时进行、互不干扰,加快了建桥速度,工期缩短了50天,以人工费、机械费进行测算,可节支约100万元。

 

(二)社会效益

 

  (1)节段预制比现浇节约工期5个月以上,提高工程效率,减少施工工期及成本,且对周围环境影响小。

 

  (2)采用高精度三维线形控制技术,线控精度高达2mm内,测量精度0.5mm内,并可精确到0.1mm级,保证了节段生产质量。

 

  (3)边跨无湿接缝的全预制拼装连续梁,现场施工步骤少、效率高,无需搭设边墩支架或少支架,绿色施工。

 

  (4)预应力体系抗裂性好,刚度大,结构耐久性高,混凝土收缩和徐变对于结构的影响明显减少,且避免桥面开裂和腐蚀剂侵入。

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。