“科学技术奖”一等奖项目
一、基本情况
获奖项目名称:溶洞区大跨钢混组合梁斜拉桥施工关键技术
主要完成单位:中铁大桥局集团有限公司、中铁大桥局集团第一工程有限公司、中铁大桥局集团第五工程有限公司
主要完成人:李斌、周燕飞、陶志力、王新文、张栋、安东航、连泽平、许交武、余维连、汪翀、尹振君、赵鹍鹏、唐云川、李恒坤、潘博
二、项目背景
赤壁长江公路大桥全长11.2km,双向六车道一级公路(高速公路标准)。主桥为双塔双索面斜拉桥,半漂浮体系,桥型布置为:[(90+240m)+720m+(240m+90m)]结合梁斜拉桥,主桥720米跨度的钢混组合梁在全世界范围内首次突破700米。
三、创新成果
(1)砾岩溶洞地层深水大直径桩基快速成孔施工技术
采用护筒跟进至岩面、优质泥浆循环、配备多台补浆设备和片石黏土回填等技术确保溶洞桩施工安全和质量。硬质岩区,分三种钻头φ1.5m/ φ2.0m/ φ2.5m依次钻进至桩底标高。
(2)不平衡土压力深水区大型双壁钢围堰施工技术
主墩位于半岸半水岸坡,且紧邻大堤,岸侧和临水侧土体高差达9m,项目通过设置防护桩防护大堤,边坡处分区域分层开挖土石、临江侧局部回填减小不平衡土压力,同时围堰下放系统设有强导向装置,围堰分隔仓分次加水压重,综合克服不平衡土压力。
(3)偏心锚拉钢混组合梁架设施工技术
①基于简易支架的墩顶三节段钢梁施工技术
主桥墩顶节段钢梁采用“浮吊散拼+墩顶拖拉”法施工,浮吊在墩旁支架上散拼墩顶三节段钢梁,再分批次拖拉至设计位置,利用墩旁支架上布置的三向千斤顶调整墩顶钢梁姿态至设计位置。
②偏心锚拉双边箱主梁悬臂施工技术
主桥双边箱截面形式的钢主梁锚拉板偏心锚固于钢主梁外腹板正上方,受架梁吊机自重及钢主梁偏心锚拉影响,钢主梁空中起吊后出现内倾扭转现象。
双边箱钢梁轴线精调:利用水平千斤顶+码板设置倒链调整。
双边箱钢梁标高调整:根据监控指令给出的理论标高值,利用“桥面吊机+码板+工具栓”或索力调整进行标高调整。
双边箱钢梁扭转调整:钢主梁向内扭转,严重影响钢梁拼装精度,引起横梁和主梁孔眼错位,采用“千斤顶+7字板+Φ32mm小冲钉+工具栓“调节扭转误差。
横梁安装:采用横梁一端与边箱钢梁固定,一端使用千斤顶+反力座进行对拉或对顶,实现横梁精准安装。
③特殊节段主梁过辅助墩施工技术
边跨组合梁桥面板厚度由26cm变为59cm,双悬臂架设时边、中跨自重荷载不平衡,线形无法通过斜拉索调节。在辅助墩附近设置临时墩,并设有竖向反力调节装置,主梁过临时墩前,主动“顶梁”抵抗不平衡荷载,主梁过辅助墩时,通过“落梁”确保辅助墩顶钢梁与支座成功连接,顺利实现过墩。
④基于双缝合龙理论的双边箱组合梁精确合龙技术
主梁塔区设置“双向顶推”装置精调合龙口宽度。合龙段钢主梁提前简支于合龙口两侧悬臂梁端,接触面设四氟板确保滑移,然后选择夜间恒温无风的环境,借助塔区调节装置将钢主梁往中跨回移,至拼接板孔眼重叠时锁定,完成中跨合龙。
四、推广应用
主墩砾岩溶洞地层深水大直径桩基快速成孔施工技术可广泛应用于溶洞地层大直径钻孔桩施工,施工工效高,目前宜都至来凤高速公路宜昌段基础施工得到应用,取得良好效果。
不平衡土压力深水区大型双壁钢围堰施工技术可应用于大型桥梁基础施工。
偏心锚拉钢混组合梁精准安装施工技术可广泛应用于大跨度钢混组合梁施工,目前湖南官新高速马路口资水特大桥主梁施工采用本技术,取得了良好的效果,具有较大的推广应用价值。
五、项目图片
不平衡土压力深水区大型双壁钢围堰下放施工
赤壁长江公路大桥主桥钢梁安装施工
双边箱扭转调整装置
横梁顶升装置
横梁回拉装置
赤壁长江公路大桥主桥成桥效果图