《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２1）—第一部分橋梁工程篇《嚴(yán)寒地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用技術(shù)研究》

本期項(xiàng)目簡(jiǎn)介

完成單位：中交一公局集團(tuán)有限公司、中交一公局第一工程有限公司

主要完成人：姚斐、王家玉、解亞?wèn)|、李紅、王靜華、于現(xiàn)峰、陳衛(wèi)兵、富寶慧、王照信、柴偉

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

（一）項(xiàng)目背景

　　依托中交一公局第一工程有限公司內(nèi)蒙古自治區(qū)蘇張高速蘇尼特右旗至化德（烏市段）公路建設(shè)項(xiàng)目、包茂高速公路包頭至東勝段改擴(kuò)建BMTJ-1施工總承包項(xiàng)目?jī)蓚€(gè)項(xiàng)目。主線(xiàn)全長(zhǎng)36.926km；化德東連接線(xiàn)全長(zhǎng)7.73km。設(shè)置鑲黃旗南、化德北、化德東互通立交3處，設(shè)置分離立交4處，中橋4座、天橋2座；設(shè)置收費(fèi)站2處，養(yǎng)護(hù)工區(qū)1處。合同額：15.1億元。合同工期：27.3個(gè)月。5座雙工字鋼板組合梁橋跨徑為30+2*35+30m、25+2*30+25m、4*20m三種類(lèi)型，為控制全線(xiàn)工期的“咽喉”。包茂高速改擴(kuò)建BMTJ-1標(biāo)全長(zhǎng)為22.042公里，主線(xiàn)均位于鄂爾多斯市境內(nèi)，5座雙工字鋼板組合梁橋、分離式交橋3處、通道橋8道、涵洞57道、互通3處（關(guān)碾房互通、樹(shù)林召南互通、響沙灣互通）、服務(wù)區(qū)（響沙灣服務(wù)區(qū)）1處、超限檢查站1處。計(jì)劃工期為35個(gè)月。

（二）技術(shù)概況

　　從公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展理念與要求出發(fā)，調(diào)查研究國(guó)內(nèi)外鋼板組合梁橋建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)與不足，提出鋼梁大節(jié)段無(wú)支架安裝體系和橋面板防裂技術(shù)，并依托蘇張高速蘇化烏市項(xiàng)目工程建設(shè)，通過(guò)鋼梁分段及安裝比選研究，揭示采用無(wú)支架吊裝體系的鋼梁力學(xué)行為模式、傳力機(jī)理與臨時(shí)連接件的承載可靠性研究，驗(yàn)證其承載性能與傳力可靠性；通過(guò)鋼梁制作加工、現(xiàn)場(chǎng)定位安裝、預(yù)應(yīng)力張拉控制等施工關(guān)鍵技術(shù)的研究與工程實(shí)踐，形成鋼梁大節(jié)段無(wú)支架安裝施工工藝，全面解決鋼梁節(jié)段劃分、安裝施工過(guò)程中的技術(shù)難題。

（三）適用范圍

　　適用于大風(fēng)（平均風(fēng)速4.8米/秒，最大風(fēng)速28米/秒）、大溫差（年平均氣溫3.4℃，年最高氣溫34.5℃，年最低氣溫-35.2℃）、干旱（日照強(qiáng)烈，年平均降水量210-410毫米）氣候地區(qū)鋼板組合梁鋼板梁施工。

（四）獲獎(jiǎng)情況

　　1.2021年1月18日，由中國(guó)公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會(huì)評(píng)價(jià)委員會(huì)對(duì)《嚴(yán)寒地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用技術(shù)研究》課題研究成果進(jìn)行了鑒定評(píng)價(jià)，研究成果總體上達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　2.《嚴(yán)寒地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用技術(shù)研究》獲得中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)2021年度科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　1.研發(fā)了高寒、大風(fēng)氣候條件下，橋面板防裂和混凝土養(yǎng)護(hù)成套施工技術(shù)，有效控制了橋面板的開(kāi)裂問(wèn)題，保障了施工質(zhì)量。

　　2.研發(fā)了工廠(chǎng)小節(jié)段預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝大節(jié)段吊裝的成套技術(shù)，研制了一種轉(zhuǎn)運(yùn)物料簡(jiǎn)易拖車(chē)，實(shí)現(xiàn)了鋼梁無(wú)支架施工，提高了施工效率。

應(yīng)用案例

　?。ㄒ唬﹥?nèi)蒙古自治區(qū)蘇張高速蘇尼特右旗至化德（烏市段）公路建設(shè)項(xiàng)目研發(fā)了惡劣地區(qū)橋面板預(yù)制及減少裂縫的結(jié)構(gòu)及其施工方法、一種轉(zhuǎn)運(yùn)物料的簡(jiǎn)易拖車(chē)、自卸貨車(chē)的自救裝置及其自救方法，提高施工效率。在鋼板梁施工中鋼板梁節(jié)段劃分及安裝線(xiàn)型的精度控制是鋼板組合梁施工的核心技術(shù)，橋面板裂縫控制施工，不但在橋梁施工期間能確保橋面不出現(xiàn)漏水，其社會(huì)效益明顯；而且采用一種鋼絞線(xiàn)下料編號(hào)及穿束裝置及一種張拉施工防止應(yīng)力損失輔助裝置，保證張拉質(zhì)量。研制一種吊移式噴淋養(yǎng)生棚，該機(jī)具由方鋼、FRP采光板材料加工而成，減少了人員因養(yǎng)生上下橋面板次數(shù)，減少人員高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，具有一定程度的安全效益。

　　圖1蘇張高速蘇尼特右旗至化德（烏市段）項(xiàng)目施工應(yīng)用

　?。ǘ┌咚俟钒^至東勝段改擴(kuò)建工程BMTJ-1標(biāo)施工總承包項(xiàng)目采用喂絲法加入稀土元素改善銹層的氧化物種類(lèi)、形成過(guò)程，促進(jìn)微合金元素在內(nèi)銹層中富集，大大提高鋼材的抗腐蝕能力，是一種直接提高自防腐能力的方法，抗腐蝕能力強(qiáng)，適于結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期使用。采用可移動(dòng)焊接簡(jiǎn)易裝置解決了較大風(fēng)速下焊接易造成焊道出現(xiàn)裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等超標(biāo)焊接缺陷保證了工程質(zhì)量。采用陶瓷襯墊單面焊雙面成型、冷噴鋅工藝等成套關(guān)鍵技術(shù)避免了熱鍍（噴）鋅高溫度、高能耗、高污染的弊端。

　　圖2BMTJ-1標(biāo)施工總承包項(xiàng)目施工應(yīng)用

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　項(xiàng)目所在地區(qū)氣候極寒晝夜溫差大，通過(guò)加入稀土元素改善銹層的氧化物種類(lèi)、形成過(guò)程，促進(jìn)微合金元素在內(nèi)銹層中富集，大大提高鋼材的抗腐蝕能力。陶瓷襯墊單面焊雙面成型，大風(fēng)沙塵較大風(fēng)速下焊道出現(xiàn)裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等超標(biāo)焊接缺陷防治，鋼結(jié)構(gòu)涂層采用長(zhǎng)效型鋅盾冷噴鋅工藝，提高了鋼材的抗腐蝕能力，對(duì)預(yù)制板宜釆用蒸汽養(yǎng)護(hù)或?yàn)⑺B(yǎng)護(hù)，注意防風(fēng)、保溫、保濕、防止太陽(yáng)直射，以減少冷縮、干縮對(duì)結(jié)構(gòu)造成的損傷，直接節(jié)約的建設(shè)成本將非?？捎^，從全壽命周期考慮，其經(jīng)濟(jì)效益更優(yōu)。

　　1、基本擺脫了人員處理裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等超標(biāo)焊接缺陷，可移動(dòng)焊接簡(jiǎn)易裝置在大風(fēng)沙塵較大風(fēng)速下省去2個(gè)處理焊接缺陷班組，按10個(gè)月工期計(jì)算，可節(jié)約人員成本約35萬(wàn)元。

　　2、可移動(dòng)的、便攜式恒溫養(yǎng)生棚+自動(dòng)噴淋智能養(yǎng)護(hù)在大風(fēng)、沙塵、較大風(fēng)速下省去2個(gè)養(yǎng)生班組，每片按14天養(yǎng)生計(jì)算，可節(jié)約人員成本約42萬(wàn)元。