近日,中国公路建设协会公布了《2017年上半年公路工程科技创新成果评审结果》,共评定175个奖项(其中一等奖20个、二等奖44个、三等奖65个),二航局9项成果获奖(其中一等奖1个、二等奖4个、三等奖1个、其他奖3个),由技术中心牵头完成的《多跨公铁两用三主桁简支钢桁架桥施工关键技术研究》与中交四航局的《钢拱架施工拱桥关键技术研究》为本次鉴定达国际领先水准的两项成果,被誉为基建“黑科技”。
《多跨公铁两用三主桁简支钢桁架桥施工关键技术研究》依托沪通大桥开展,由技术中心和四公司共同完成。该成果主要针对多跨三主桁简支钢桁梁桥整体施工工艺、多跨三主桁简支钢桁梁桥无辅助全悬臂拼装施工关键技术及设备、大跨钢桁梁桥无辅助全悬臂架设安全控制技术等开展研究,通过2年的研究,成功将“三主桁分桁片上墩+支座后装”的上墩方法、钢桁梁悬臂拼装时连续墩墩顶双排支垫协同受力自适应系统运用到大桥施工中,形成了一套多跨三主桁简支钢桁梁桥全悬臂拼装施工关键技术,有效攻克了无辅助全悬臂拼装跨度大、墩顶区应力大、双排六支座空间受力不均等施工难题,在三主桁简支钢桁梁桥上墩方法和连续墩墩顶双排支垫空间协同受力实现了创新突破。
从沪通大桥非通航孔桥建设中的应用及成效来看,该研究成果对大桥的建设起到积极支撑作用,并为我国正在修建的大跨度公铁两用钢桁梁桥提供了理论依据和实用技术,并为全世界多跨公铁两用三主桁简支钢桁架桥施工提供了参考,促进和推动了大跨度钢桁梁桥技术的发展和全面进步。(项梁 白莲)
创新点:
1)研发了简支钢桁梁全悬臂拼装“三主桁分桁片上墩+支座后装”的上墩方法,优化了杆件的上墩顺序,使得钢桁梁提前上墩,降低了最大悬臂状态下墩顶处应力,同时采用支座后装的方案,钢桁梁先搁置在垫石上,减小了顶升墩处的顶升和落梁高度,降低了施工期间的安全风险;
2)研发了“钢桁梁悬臂拼装时连续墩墩顶双排支垫协同受力自适应系统”。即根据钢桁梁悬臂拼装特点,在传统“连续墩墩顶设置单排支垫”的基础上,随着钢梁悬臂拼装变形发展,在指定安装工况下增设一排合适刚度支垫,支垫刚度和安装时机需根据安装钢桁梁的结构进行详细的计算分析获得,由此,在继续悬臂拼装时,达到双排支垫反力动态平衡,实现“两排支座实现协同受力”,解决了施工过程中墩顶处双排支垫在最不利工况下受力的均匀性,进而改善悬臂施工时墩顶区域钢桁梁受力状态;
3)形成了多跨三主桁简支钢桁梁简支变连续全悬臂架设施工工艺,实现了112米三主桁钢桁梁无扣索、无临时墩、无墩旁托架全悬臂架设,在同种桥型同类施工方法中悬臂跨度最大。
作用和意义:
本项目依沪通长江大桥非通航孔桥的建设,针对关键施工技术展开了深入研究,该技术涉及工艺比选、钢桁梁架设、关键设备研究、结构稳定及抗风分析、施工期无线实时监测系统等大跨度钢桁梁桥施工的全套关键技术,多项技术均为国内外首创,很好地解决了大桥建设过程中所面临的技术难题,实现了多跨钢桁梁快速、标准化架设,保障了大桥安全、顺利地建设成功,并取得了显著的经济效益和社会效益。
本项目的研究,不仅着眼于解决依托工程实际技术难题,指导沪通长江大桥的建设,其更高目标是借助该平台,研发出具有自主知识产权的多跨公铁两用三主桁简支钢桁梁桥施工方法、关键设备专利:①发明专利《多跨简支钢桁梁桥的施工方法》,专利号201610002975.8;②发明专利《具有摩擦面自保护功能的插入式桁架杆件的施工方法》,专利号201610115700.4;③软件著作权《桥梁施工三维实时监控平台》。形成具有行业推广作用的成套技术。通过实践证明,上述目标已经得到成功实现。
综合项目研究成果在沪通长江大桥非通航孔桥建设过程中的应用情况及取得的成果来看,研究形成的技术对沪通长江大桥的建设起到积极的支撑作用,并为我国正在修建的大跨度公铁两用钢桁梁桥提供理论依据和实用技术,促进和推动了大跨度钢桁梁桥技术的发展和全面进步,具有重要意义与不可忽视的作用。