《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）—第二部分橋梁《連續(xù)剛構(gòu)拱橋主拱大節(jié)段異位拼裝、縱移和提升施工關(guān)鍵技術(shù)研究》?

本期項目簡介

完成單位: 中交路橋華東工程有限公司、中交路橋建設(shè)有限公司

主要完成人: 唐劍、 周彥文、 汪泉慶、 楊軍宏、 胡堯、 張金康、 楊俊平、 柳林、 羅鵬、 拓珂

項目簡介

　　(一)項目背景

　　目前我國高速鐵路工程中大跨度橋梁工程越來越多,跨徑越來越大,但是大跨度鋼管混凝土拱橋均存在矢量高、跨度大、自身重量重、工藝復(fù)雜等特點(diǎn),對施工流程、工藝等要求嚴(yán)格。由于鄭萬高鐵漢江特大橋鋪軌關(guān)門工期限定,主橋鋼管拱安裝有效施工時間不足2.5個月,工期特別緊張。按照常規(guī)的施工方法,無法在規(guī)定的工期下完成鋼管拱施工。因此非常有必要進(jìn)行大跨徑鋼管拱快速安裝研究,以保證主橋安全順利如期完工。

　　(二)技術(shù)概況

　　本項目在傳統(tǒng)鋼管拱縱移法的基礎(chǔ)上,增加了提升塔調(diào)整機(jī)構(gòu),進(jìn)行了以下優(yōu)化:

　　1.提高了縱移施工的適用性

　　常規(guī)鋼管拱縱移由于未設(shè)置提升結(jié)構(gòu),縱移時必須以設(shè)計安裝高度進(jìn)行縱移,即以整個主拱作為縱移段。由于縱移線路上橋梁結(jié)構(gòu)的承載力有限,也限制了大跨度、重量重的鋼拱采用縱移法施工。采用“縱移+提升冶施工方法,可以根據(jù)橋梁承載能力,靈活選取縱移段長度,縱移段兩側(cè)拱腳節(jié)段采用橋面拼裝法配套施工,提高了鋼拱縱移施工的適用性。

　　2.增強(qiáng)縱移段的安全性和穩(wěn)定性

　　常規(guī)鋼管拱縱移不能進(jìn)行提升作業(yè),縱移段重心高、橫向風(fēng)阻大,安全性和穩(wěn)定性差。增加了整體提升設(shè)備以后,可以降低縱移時鋼管拱的結(jié)構(gòu)高度和重心高度,減少橫向風(fēng)阻力,可以明顯提高縱移過程中的安全性和穩(wěn)定性。

　　3.降低施工難度

　　常規(guī)鋼管拱縱移到位后,只能進(jìn)行順橋向調(diào)節(jié),不能進(jìn)行橫橋向和高度方向調(diào)節(jié),對縱移臺車和軌道的安裝精度要求非常高。增加了整體提升環(huán)節(jié)后,利用提升設(shè)備的柔性吊索進(jìn)行縱向、橫向和高度的調(diào)節(jié),還可利用臨時張拉系桿調(diào)節(jié)拱曲度,明顯地降低主拱合龍對接難度。

　　4.縮短施工工期

　　采用“縱移+提升冶法施工鋼主拱,主拱拼裝和混凝土梁施工可以同步進(jìn)行,在混凝土梁達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行主拱縱移施工,不占用工期關(guān)鍵線路,可以明顯地縮短施工工期。

　　(三)適用范圍

　　適用條件一:引橋段箱梁或路基先于主橋連續(xù)梁施工完成,可為鋼管拱異位拼裝提供充足的時間和空間。

　　適用條件二:縱移線路上永久結(jié)構(gòu)承載力不能滿足整跨鋼管拱縱移過孔但能滿足相當(dāng)跨度鋼管拱過孔要求。

　　適用條件三:箱梁頂面寬度需滿足縱移軌道鋪設(shè)寬度的要求,即滿足縱移時橫向抗傾覆安全性要求。

　　(四)獲獎情況

　　2020年度“中國交通運(yùn)輸協(xié)會科學(xué)技術(shù)獎冶

　　二等獎;2020年度中國公路學(xué)會優(yōu)秀工法。

項目創(chuàng)新點(diǎn)

　　(1)研發(fā)了“異位拼裝+縱移+提升冶施工方法,在傳統(tǒng)的鋼管拱縱移施工的基礎(chǔ)上,增加了提升結(jié)構(gòu),提高了頂推施工的適用性,同時提高了鋼管拱安裝施工的安全性和工效,并形成了發(fā)明專利技術(shù)“一種大型鋼管拱縱移及提升安裝施工方法冶(專利號:ZL201910309553.8)。

　　(2)提出了連續(xù)剛構(gòu)拱橋主拱縱移提升施工線形計算分析方法和動態(tài)控制技術(shù),保證了鋼管拱與剛構(gòu)橋成橋線形控制精度,研發(fā)形成3項實用新型專利技術(shù)“一種用于鋼管系桿拱吊桿孔道測量的支撐定位裝置冶(專利號:ZL202020317224.6)、“一種啞鈴型鋼管拱合龍段下弦桿安裝吊具冶(專利號:ZL202020317247.7)和“一種鋼管拱臨時減振裝置冶(ZL202020317221.2)。

　　(3)研發(fā)了一種新型大噸位鋼管拱縱移提升組合式臺車,提高了拱肋縱移提升的安全性和穩(wěn)定性,并形成了實用新型專利“一種大跨徑鋼管拱縱移及提升組合式臺車冶(專利號:ZL202020317206.8)。

同類項目比較

鄭萬 4 標(biāo)漢江特大橋主橋鋼管拱采用的 “異 位支架拼裝+縱移+提升冶 施工方法與其他同類項 目的鋼管拱安裝施工方法比較如表 1 所示。

應(yīng)用案例

研究成果已在鄭萬 4 標(biāo)漢江特大橋主橋成功實施。大橋自 2019 年 12 月 1 日建成通車以來, 大橋一直保持良好的結(jié)構(gòu)受力性能, 混凝土表面平整光潔, 線形順適, 橋面平順, 具有良好的景觀效果。大橋整體效果如圖 2 所示。

社會效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　本研究成果在鄭萬4標(biāo)漢江特大橋主橋成功實施?？v移段鋼管拱采用異位拼裝,未占用關(guān)鍵線路,同時縱移和提升施工速度快,為后期混凝土壓注和吊桿安裝節(jié)省了工期。實際施工中,主拱從頂推到鋼管拱安裝完成用時40天,混凝土壓注用時20天,22對吊桿一次性張拉調(diào)整到位用時為15天,全跨鋼管拱安裝施工工期合計為75天,較常規(guī)施工方法節(jié)省工期45天以上。

　　異位拼裝、縱移和提升施工方法與常規(guī)原位拼裝、提升施工方法相比,不僅可以明顯節(jié)約工期,同時節(jié)省成本約106.8萬元。

　　實踐證明,本研究成果適用于主拱安裝受限條件多,工期緊張的相類似工程,推廣應(yīng)用至其他類似橋梁建設(shè)項目中,將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。