《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《山區(qū)新老高速線位樞紐立交橋建造關(guān)鍵技術(shù)研究》?

本期項(xiàng)目簡(jiǎn)介

完成單位: 湖南省交通科學(xué)研究院有限公司、 中鐵二局第四工程湖南省交通科學(xué)研究院有限公司、 中鐵二局第四工程中南大學(xué)、 湖南省永吉高速公路建設(shè)開發(fā)有限公司。

主要完成人: 巢萬里、 黃鋼、 盛興旺、 周利金、 駱宏勛、 潘世強(qiáng)、 蔡欽好、 楊進(jìn)、 鄭緯奇、李婷

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　(一)項(xiàng)目背景

　　湖南永吉高速石家寨互通與已建吉茶高速公路高空對(duì)接,于2018年12月建成通車,已成為湖南交通的一張名片和“網(wǎng)紅景點(diǎn)冶,屬交通土建工程。該項(xiàng)目具有山區(qū)場(chǎng)地狹小、坡度大、線位高、新老高速高架全互通等技術(shù)特點(diǎn)。

　　(二)技術(shù)概況

　　科技項(xiàng)目在“高線位新、老高速公路高架互通立交橋設(shè)計(jì)方法;高墩小半徑曲線橋梁車-橋耦合振動(dòng)與溫度時(shí)變分析理論;高墩小半徑匝道橋施工新工藝、新設(shè)備和新方法上冶均有較大程度的創(chuàng)新。研究成果總體達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。該研究成果填補(bǔ)了集高墩、超小半徑現(xiàn)澆箱梁、低限高集小半徑T梁架設(shè)等技術(shù)難點(diǎn)于一體的新老高速高空樞紐立交國內(nèi)技術(shù)空白,有力地推動(dòng)了我國山區(qū)新老高速高線位樞紐立交橋建造技術(shù)的發(fā)展。

　　(三)適用范圍

　　該項(xiàng)技術(shù)在山區(qū)場(chǎng)地受限地區(qū)的互通設(shè)計(jì)選線,高墩、超小半徑現(xiàn)澆箱梁,低限高集小半徑T梁架的山區(qū)公路互通設(shè)計(jì)施工中具有較強(qiáng)的適用性。

　　(四)獲獎(jiǎng)情況

　　2019年獲得湖南省優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖南省優(yōu)秀工程勘察二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、湖南省優(yōu)秀交通工程設(shè)計(jì)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、四川省建設(shè)工程天府杯金獎(jiǎng)1項(xiàng)。2020年獲國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國公路協(xié)會(huì)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　(一)高線位新、老高速公路高架互通立交橋設(shè)計(jì)方法

　　(1)基于遺傳算法的高線位新、老高架互通總體優(yōu)化設(shè)計(jì),完成交通轉(zhuǎn)換高效、結(jié)構(gòu)安全、曲線優(yōu)美的互通橋梁設(shè)計(jì)。

　　(2)基于BIM技術(shù)的互通立交橋梁建設(shè)全過程智慧集成管理方法,提升多角度、多維度、多因素的智慧管控力度,實(shí)現(xiàn)建設(shè)全過程中碰撞檢查、信息傳遞、協(xié)同工作等功能。

　　(3)通過對(duì)“匝道橋復(fù)合坡安全性評(píng)價(jià)及保障措施-超SS級(jí)護(hù)欄的優(yōu)化設(shè)計(jì)及運(yùn)用冶研究,確保了道路的運(yùn)營安全。

　　(二)高墩小半徑曲線橋梁車-橋耦合振動(dòng)與溫度時(shí)變分析理論

　　(1)建立曲線梁橋車-橋耦合振動(dòng)響應(yīng)分析的理論模型和迭代求解算法,編制計(jì)算程序,分析依托工程橋梁的動(dòng)力特性,提出橋梁動(dòng)力系數(shù)的取值建議,指明橋梁受力薄弱位置并提出補(bǔ)強(qiáng)方案。

　　(2)提出高墩小半徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)匝道橋日照時(shí)變溫度場(chǎng)的迎光面算法,揭示橋梁結(jié)構(gòu)日照溫度效應(yīng)的時(shí)變特征,解決高墩彎橋日照溫度次生內(nèi)力及變形無規(guī)律可循的設(shè)計(jì)難題。

　　(三)高墩小半徑匝道橋施工新工藝、新設(shè)備和新方法

　　(1)提出高墩小半徑支架現(xiàn)澆梁“組合支撐梁式支架法冶,實(shí)現(xiàn)85m高墩、60m半徑多跨連續(xù)剛構(gòu)混凝土箱梁支架現(xiàn)澆施工,解決高墩小半徑曲線橋現(xiàn)澆施工難度、降低施工風(fēng)險(xiǎn)、加快施工進(jìn)度、節(jié)省工程造價(jià)。

　　(2)研制低限高、半徑可調(diào)節(jié)的DF45-170雙導(dǎo)梁式架橋機(jī),解決背景工程匝道中104.5m小半徑、6.0m低限高和30~45m多種跨徑T梁的架設(shè)難題。

　　(3)提出“小半徑現(xiàn)澆箱梁預(yù)應(yīng)力九級(jí)智能張拉工藝冶,解決小半徑曲線橋張拉斷索技術(shù)難題。

同類項(xiàng)目比較

同類項(xiàng)目比較見表 1。

應(yīng)用案例

　　“山區(qū)新老高速線位樞紐立交橋建造關(guān)鍵技術(shù)研究冶目前已經(jīng)成功運(yùn)用于湖南省永吉高速石家寨互通(見圖1),該項(xiàng)目已經(jīng)建成乘車。湖南省官新高速西安互通項(xiàng)目正在建設(shè)中。

　　其中湖南省永吉高速石家寨互通成功運(yùn)用了本項(xiàng)目研究成果中的“高線位新、老高速公路高架互通立交橋設(shè)計(jì)方法冶“組合支撐梁式支架法冶“小半徑曲線橋架梁技術(shù)冶等多項(xiàng)科技成果。一舉斬獲了包含國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)在內(nèi)的7個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　(一)經(jīng)濟(jì)效益

　　“高線位新、老高速公路高架互通立交橋設(shè)計(jì)方法冶“組合支撐梁式支架法冶現(xiàn)澆技術(shù)以及小半徑曲線橋架梁技術(shù)等方面進(jìn)行了大量推廣應(yīng)用,獲得了應(yīng)用單位的一致好評(píng)。“高線位新、老高速公路高架互通立交橋設(shè)計(jì)方法冶為建設(shè)單位節(jié)約投資3200萬元,“組合支撐梁式支架法冶現(xiàn)澆技術(shù)以及小半徑曲線橋架梁技術(shù)為項(xiàng)目建設(shè)單位節(jié)省投資4025萬元。

　　(二)社會(huì)效益

　　(1)解決了永吉高速與包茂高速的交通快速轉(zhuǎn)換問題,實(shí)現(xiàn)了國家交通強(qiáng)國的戰(zhàn)略方針,加快了湘西地區(qū)老百姓快速出行以及農(nóng)產(chǎn)品輸出步伐。

　　(2)提出了對(duì)應(yīng)半徑下的橋梁橫坡建議值及匝道限速方案,確保了后續(xù)運(yùn)營期間的行車安全。

　　(3)高線位全橋互通方案,體現(xiàn)綠水青山就是金山銀山的環(huán)保理念。