《交通運輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）—第二部分橋梁《高速鐵路鄰近既有線大跨度剛鉸混合結(jié)構(gòu)變截面連續(xù)梁橋綜合施工技術(shù)》?

本期項目簡介

完成單位:  中鐵十六局集團有限公司、 中鐵十六局集團第三工程有限公司

主要完成人: 邵成猛、 黃龍、 潘壽東、 王鳳喜、 金仁貴、 陳明福、 陳鷹、 曾小毛、 張風(fēng)、衛(wèi)鵬

項目簡介

　　(一)項目背景

　　南昌至贛州鐵路客運專線泰和贛江特大橋工程位于江西省吉安市泰和縣城東側(cè),橋址處屬贛江中游,橋梁全長6838郾92m,為350km/h的大跨度剛構(gòu)連續(xù)梁+標準簡支梁結(jié)構(gòu)形式的雙線客運鐵路橋,是昌贛鐵路全線五大控制性工程之一。橋址處贛江通航等級為芋(3)級,上部結(jié)構(gòu)采用(48+80+160+80+48)m五跨剛鉸混合結(jié)構(gòu)變截面連續(xù)梁跨越主航道,跨越贛江段與既有京九鐵路泰和贛江橋平行,凈間距不到30m,屬于鄰近既有線施工。該主橋結(jié)構(gòu)體系新穎,在江西省同類型橋梁中跨徑領(lǐng)先。

　　(二)技術(shù)概況

　　本課題以昌贛客專泰和贛江特大橋為背景,針對鄰近既有線、通航、深水急流、裸露基巖等復(fù)雜環(huán)境條件下的橋梁建設(shè)施工,運用理論分析、有限元數(shù)值模擬技術(shù)和現(xiàn)場動態(tài)監(jiān)控分析等先進手段,從下部結(jié)構(gòu)沉渣對樁基礎(chǔ)影響、裸露基巖棧橋及平臺生根固結(jié)、深水圍堰在波流耦合作用下的穩(wěn)定,到上部結(jié)構(gòu)0#塊托架及預(yù)壓結(jié)構(gòu)優(yōu)化、主梁懸臂澆筑質(zhì)量控制、線形控制、合龍順序分析及無砟軌道關(guān)鍵技術(shù)控制等方面開展深入研究,形成多項技術(shù)成果,圓滿地解決了不良環(huán)境條件下的橋梁施工難題,達到了科研課題中的預(yù)期目標。

　　(三)適用范圍

　　該技術(shù)成果為今后類似環(huán)境的鐵路、公路橋梁施工提供了先進工藝手段和技術(shù)支撐,尤其適用于深水、淺覆蓋層或裸露基巖河床、鄰近既有線、通航等環(huán)境條件下的連續(xù)梁橋、剛構(gòu)連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)梁橋等橋梁施工。

　　(四)獲獎情況

　　依托本科研課題,截至目前,項目聯(lián)合科研院校共獲得實用新型專利5項,形成工法2項、科技論文10篇、項目管理成果1項、QC成果1項及工藝技術(shù)若干。成果可直接應(yīng)用于今后類似工程,解決工藝技術(shù)難題,為技術(shù)創(chuàng)新工作提供了良好的支撐。

項目創(chuàng)新點

　　(1)提出了棧橋鋼管樁逆作法施工技術(shù),解決了在深水急流裸露基巖、空間受限等不良條件下的鋼棧橋基礎(chǔ)搭設(shè)難題,有效提升棧橋承載能力和抗沖擊能力,降低作業(yè)風(fēng)險。

　　(2)研發(fā)了一種用于橋梁深水基礎(chǔ)的混合結(jié)構(gòu)鋼管樁圍堰及其安裝方法,施工過程可降低對外界環(huán)境的影響,確保既有線及航道正常運營,同時能節(jié)約材料費用,縮短工期。

　　(3)提出了深水急流裸露基巖承臺預(yù)封底環(huán)切反挖技術(shù),能降低施工水域渦流沖擊條件下的深基坑開挖風(fēng)險,提升圍堰根部穩(wěn)定性和防水性。

　　(4)開發(fā)了一種用于橋梁0號塊臨時支撐托架的預(yù)壓荷載施加結(jié)構(gòu)及其施工方法,解決了作業(yè)條件受限下的托架預(yù)壓難題,降低機械使用頻率及人工勞動強度;相比傳統(tǒng)堆載預(yù)壓,提高施工效率,節(jié)約工期近一半,同時大大節(jié)省空間、資源及成本。

　　(5)研發(fā)了一種橋梁CRTS芋型板基礎(chǔ)模板無損定位裝置,解決了模板植筋定位對梁面造成損傷的難題,拆裝方便,降低人員勞動強度,提高施工效率。

同類項目比較

截至目前, 鄰近既有鐵路大跨度橋梁施工技術(shù)多是針對某一具體結(jié)構(gòu)進行相關(guān)研究, 并沒有對橋梁各個施工階段進行系統(tǒng)的、 綜合的研究,使得現(xiàn)階段鄰近既有鐵路大跨度剛構(gòu)連續(xù)梁橋無成熟的、 全面的經(jīng)驗可借鑒, 研究成果與國內(nèi)外同類技術(shù)比較情況見表 1。

應(yīng)用案例

　　(一)昌贛客專CGZQ-8標泰和贛江特大橋

　　針對高速鐵路橋梁具有基礎(chǔ)沉降控制嚴、橋梁剛度需求大、線形平順性要求高的特點,采用“深水急流裸巖棧橋基礎(chǔ)生根固結(jié)逆作法施工技術(shù)冶“承臺預(yù)封底環(huán)切反挖技術(shù)冶“混合結(jié)構(gòu)鎖扣鋼管樁圍堰施工技術(shù)冶“鄰近既有鐵路0#塊托架反力預(yù)壓施工技術(shù)冶“高速大跨度剛構(gòu)連續(xù)梁橋CRTS芋型板式無砟軌道施工關(guān)鍵技術(shù)冶等多項工藝技術(shù),有效地解決了在深水裸露基巖、鄰近既有鐵路等不良條件下建設(shè)大跨度剛鉸混合結(jié)構(gòu)變截面連續(xù)梁的難題,為今后類似橋梁的施工提供了先進技術(shù)手段,具有較大的參考價值。

　　泰和贛江特大橋主橋成型后結(jié)構(gòu)造型美觀,線形順直,各類指標滿足設(shè)計及規(guī)范要求,大橋的順利建成標志著該綜合施工技術(shù)具有良好的工藝適用性、操作可靠性,推廣應(yīng)用前景廣闊。

　　(二)廣吉高速C3標泰和贛江特大橋

　　廣吉高速C3標泰和贛江特大橋地處泰和縣萬合鎮(zhèn)附近,大橋總長1075m,為全線唯一一座特大橋,與昌贛高鐵泰和贛江特大橋同跨贛江,相距20公里。

　　西岸橋位處為強風(fēng)化巖層,傳統(tǒng)的雙壁鋼圍堰在裸露基巖面無法下沉就位,一般的鋼管樁也難以嵌入滿足安全的深度;面對深水裸露基巖、施工水位差大、安全風(fēng)險高等難題,C3標采用混合結(jié)構(gòu)鎖扣鋼管樁圍堰施工技術(shù),成功解決了上述施工難題,確保了深水圍堰整體剛度,提升了底部閉水效果,降低了圍堰浮力;同時利用樁基施工平臺可以交叉施工,大大縮短了工期。該技術(shù)對今后同類水中圍護結(jié)構(gòu)施工具有重要的指導(dǎo)作用,推廣應(yīng)用前景廣闊。

社會效益與經(jīng)濟效益

　　(一)社會效益

　　該成果在昌贛客專泰和贛江特大橋施工中的應(yīng)用,保證了深水急流裸露基巖環(huán)境下的大跨度橋梁施工順利進行,確保了工程質(zhì)量、安全,滿足了高速鐵路橋梁的線形及平順性要求,為昌贛高鐵的順利開通和后期運營打下了堅實基礎(chǔ)。昌贛客專建成通車后,將拉近贛區(qū)與華北和珠三角等地區(qū)的時空距離,對于進一步加強贛南贛北城市聯(lián)系、促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要的作用。

　　(二)經(jīng)濟效益

　　借助科研課題研究,技術(shù)創(chuàng)新工作順利開展,過程中采用混合結(jié)構(gòu)鎖扣鋼管樁圍堰施工技術(shù)、對稱式雙峰三角反力預(yù)壓技術(shù)等先進工藝手段,不僅可提高施工效率和機械利用效率,節(jié)約部分工程工期1個月;還能節(jié)省大量材料,累計降低施工成本629.11萬元,實現(xiàn)了較好的經(jīng)濟效益。