“科学技术奖”二等奖项目
一、基本情况
获奖项目名称：城市异形景观桥快速建造关键技术研究与应用
主要完成单位： 中铁大桥局集团有限公司、中铁大桥局第七工程有限公司、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司、中铁大桥科学研究院有限公司
主要完成人：文杰、拓守俭、陈志鹏、程建华、代皓、余昆、蒋本俊、陈开桥、曹明明、樊志飞
二、项目背景
太原汾河是生态环境保护的重要区域，有着独特的区位优势和发展机遇，桥梁的建成将使该地区汾河两岸彻底实现东西互通，有效带动太原的经济发展，必须要在景观上令人耳目一新，突破桥梁设计传统手法，要整体建筑造型优美，结构受力合理，体现建筑与结构、美学与力学之间的平衡，体现了生态汾河的城市设计理念，成为太原城区靓丽的一道风景线。要采用合理的结构体系，设计过程中充分考虑节能、环保及耐久性设计。而景观桥梁造型复杂受冬季施工及地方政策等导致施工周期较短，且受周边环境征拆等干扰大，汾河谷地所属地质环境等较为复杂，从而对设计和工业化建造提出更高要求。
项目组以工程实践中的突出共性问题为导向开展针对性技术研发工作，形成了具有自主知识产权的城市异形景观桥快速建造关键成套技术，相关成果被成功应用于山西太原地区一批具有彰显汾河景观文化属性的汾河桥梁枢纽工程，取得了突出的经济效应和社会效益。
三、创新成果
1）创新了新型城市景观桥梁体系设计。设计了新型大幅变宽主塔扭索面斜拉桥和倾斜独塔空间斜主缆空间双索面自锚式悬索桥两种桥梁体系。开发出全漂浮减隔震混合支承体系、空间异形曲面塔柱新型截面、塔柱钢-砼结合段分级锚固新构造、成品索主缆和全旋转索夹新结构。
摄乐桥效果图 迎宾桥效果图
2）研发了基于UHPC 与正交异性钢桥面板结合的桥面体系。揭示了钢-UHPC 组合桥面体系受力机理，提出了组合桥面构造设计，有效解决了组合桥面铺装层易损坏和钢桥面板易疲劳开裂的世界性难题，形成了无蒸养UHPC 桥梁铺装成套技术。
3）研发了基于BIM 正向设计的异形钢结构制造技术。主桥采用BIM 正向设计，将BIM技术与异形变截面钢构件制造工艺相结合，形成了基于BIM技术的变曲率弧形壁板加工技术、异形变截面侧位匹配制造技术、椭圆弧形断面节段制造技术。
摄乐桥施工模型
4）研发了复杂桥梁结构工业化快速建造新技术。首次将全球最大水平臂塔式起重机应用于市政工程；创新了国内最高单肢斜钢塔四铰同转技术；发明了一种新型拆装式标准主梁结构，研发出空间曲线变截面倒Y 形钢塔大节段快速安装技术、空间缆无猫道安装技术、异形索辅梁桥施工过程控制技术。
钢塔的匹配对位装置图 钢塔高空姿态调整效果图
塔吊扶墙与塔肢临时对撑整体桁架设计图 D5200塔吊吊装
拉压杆安装 后锚系统安装
钢塔转体施工
项目成果已授权7项发明专利、9项实用新型专利，1项外观设计专利，获7项省部级工法，项目成果总体达国际领先水平，节约工程投资5878.6万元。
四、推广应用
研究取得的新结构、新技术等成果已在太原晋阳桥、潇河桥等城市景观桥梁项目中推广应用。基于UHPC与正交异性钢桥面板结合的桥面体系已在蒙华铁路洞庭湖特大桥，荆州长江公铁大桥、武汉军山长江大桥、沪通长江大桥推广应用；D5200塔吊在长沙湘府路快速化改造工程、滨海湾大桥主塔工程进行了应用；常备式“大桥I号”钢桁梁已在平潭跨海大桥、川藏铁路大渡河大桥、赤壁长江公路大桥、横琴至珠海机场段站前工程、福清兴化湾海上风电场一期工程得到应用。
