一、基本情况 

　　获奖项目名称：复杂场地特大跨曲线变宽钢桁拱桥设计与建造技术 

　　主要完成单位：中铁大桥勘测设计院集团有限公司、中铁大桥局集团有限公司 

　　主要完成人：易伦雄、袁毅、张必准、彭最、张先蓉、黄煌、王斌、王军炜、屈爱平、吴阳、易伟、向飞、王阳、周君嵩、谢瑞杰 

　　二、项目背景 

　　武汉市江汉七桥是武汉市规划建设的第七座过汉江通道，采用主跨408m中承式钢桁系杆拱桥，跨度布置为（132+408+132）m，桥面布置双向6车道并预留至8车道条件，车行道两侧布置5m宽人、非机动车道。钢桁拱采用变高“N”形桁式，车行道及人、非机动车道桥面采用正交异性整体钢桥面。 

　　三、创新成果 

　　（1）曲线变宽钢桁拱及板桁组合结构 

　　通过采用双弯折弦杆、变横坡整体钢桥面技术，解决了由于边跨复杂线形导致的桥面曲线边宽，同时也兼顾了常规桁架杆件截面构造及连接方式，仅个别弦杆需要弯折，构件制造和安装难度得到了降低。 

　　（2）690MPa级高性能桥梁钢的应用 

　　Q690钢的应用在降低结构用钢量的同时解决了杆件受力需求和吊装需求，同时形成了一套从钢材冶炼、供货、应用、焊接制造、防断评价技术标准。 

　　（3）U肋与桥面板纵向全熔透焊接构造 

　　江汉七桥作为国内首座全桥采用U肋与桥面板全熔透焊接的大跨拱桥，通过对U肋与桥面板焊接构造创新设计及科学研究，实现了焊接接头的“全熔透、无缺陷、可检测”，为实现长寿命正交异性钢桥面板提供了重要保证。 

　　（4）组合式边跨抗倾覆及负反力的措施 

　　结合主桥两岸不同的场地条件，采用平衡梁+压重以及预应力后锚+压重的措施解决了拱肋悬臂过程中边跨倾覆及负反力问题，相较传统措施抗倾覆效率高提高约30%。 

　　四、推广应用 

　　本研究成果已成功应用于武汉市江汉七桥工程，累计节约工程投资约3800万元，对我国大跨度钢桁拱桥施工方案的选择、杆件的选材、异形主桁及板桁组合结构的研究、钢桥面板抗疲劳性能的提高均起到了积极推动作用。 

　　（1）汉口侧边跨采用双弯折弦杆、变横坡整体钢桥面板桁组合结构，高效简洁完成了主桁、联结系、钢桥面三者空间关系的闭合，并获得发明专利两项。 

　　（2）首次实现了国产高性能桥梁钢在桥梁工程中的大规模应用，并建立了690Mpa级桥梁钢防断止裂性能评估标准及防断评价体系，制定了690Mpa级桥梁钢材料技术标准和应用技术指南。相关研究成果及工程经验已在建设中的澳氹四桥上予以了应用。 

　　（3）U肋与桥面板的全熔透焊接接头构造，目前已申报并授权发明专利2项，在编湖北省地方标准1项。相关成果已成功应用在武汉江汉十桥、南宁牛湾岛邕宁枢纽航道桥、南宁邕江大桥等多座大桥。 

　　（4）平衡梁+压重及预应力后锚+压重的方式，对位于复杂场地的大跨度钢桁拱桥悬臂施工中抗倾覆及负反力措施，起到了很好示范作用。 

　　五、项目图片 

　　主桥桥位处于城市发展成熟区域，两侧分布大量商业、民用建筑及垃圾填埋生态修复区等敏感区域，同时受线路走向、行洪通航、衔接匝道、桥下辅道布置等因素制约，主跨需要一跨过江，边跨却无法加大，边中跨比明显偏小。 

　　通过在汉口侧边跨采用双弯折弦杆、变横坡整体钢桥面板桁结构，高效简洁完成了主桁、联结系、钢桥面三者空间关系的闭合，简化了整个桁架的空间结构关系，实现了空间曲线变宽钢桁拱及板桁组合结构，同时兼顾了常规桁架杆件截面构造及连接方式，降低了制造和安装难度。 

　　综合考虑拱肋受力特点、所需截面尺寸与厚度、钢材成分设计与轧制工艺等因素，将中跨受力方向相对单一且内力较大的6个节间下弦杆件及节点板采用Q690qE钢材，提升杆件承载能力和减轻杆件吊装重量，降低了结构整体用钢量。 

　　采用防断抗裂的设计思路，创新地将U肋与桥面板单侧角焊缝构造优化为全熔透T形接头构造，通过在U内内侧进行机器人焊接，外侧采用船位单丝埋弧焊进而形成U肋与桥面板全熔透。 

　　通过汉阳岸采用平衡梁加配重，汉口岸采用预应力后锚+配重物方式，两种差异化的组合式抗倾覆措施，使得拱肋悬臂安装过程中的边跨抗倾覆效率提高30%，临时配重物规模得到降低。