一、基本情况
获奖项目名称:斜拉桥混合式组合梁双悬臂建造关键技术
主要完成单位:中电建路桥集团有限公司、中电建(广东)中开高速公路有限公司、北京航空航天大学、清华大学、中交路桥华南工程有限公司
主要完成人:马治国、周孝武、李介立、韩大勇、樊健生、许立言、朱伟、刘宇飞、王亮、高亮
二、项目背景
项目依托中山至开平高速公路银洲湖特大桥开展研究,该桥是中开高速全线最大跨径桥梁,具有航道等级高、主桥跨径大、建设条件复杂的特点,塔高203.619m,桥面全宽36.3m,主跨为530m的PK箱组合,边跨为PK预应力混凝土梁,充分发挥了钢梁跨越能力和混凝土梁压重作用。
传统混合梁斜拉桥边跨混凝土梁均采用支架现浇施工,存在施工投入大、安全风险高等问题。针对上述问题,项目围绕“斜拉桥混合式组合梁双悬臂建造关键技术”,开展了体系创新、连接技术、施工方法及管理平台四个层面的研究并取得系列研究成果。
三、创新成果
(1)构建了大跨径混合式PK箱形组合梁斜拉桥结构新体系,并提出了适用优化设计方法。首次在混合梁斜拉桥中采用PK箱形组合梁,显著提高了结构的抗风性能和经济性能;实现500米及以上跨径混合式大跨斜拉桥的受力性能和效率提升,填补了该类斜拉桥结构形式的空白。
(2)研发了混合式PK箱形组合梁斜拉桥边中跨非对称双悬臂施工及精细化控制技术。研发了适用于台风高发区大跨径混合梁斜拉桥的“中跨吊装、边跨悬浇”不对称双悬臂施工成套技术,解决了非规则结构同步施工难题;建立了索力自动计算优化和施工风险智能监测方法,实现了主梁不平衡双悬臂施工的毫米级合拢精度控制。
(3)建立了混合式PK箱形组合梁斜拉桥钢混结合段设计技术,首创“竖向预制、翻转安装”施工新工艺。阐明了钢混结合段的复合受力机理,并研发了优化设计技术和便捷施工方案;创新提出了钢混结合段竖转浇筑施工工艺,解决了钢隔室混凝土密实浇筑的瓶颈难题,保证了结合段的高效连接和质量控制。
(4)构建了高速公路全生命周期管理体系,并搭建了自主安全的大数据云平台。通过桥梁工程信息模型分类、编码标准、交付规则和应用指南等标准制订,解决了工程信息数据共享和交换的标准化问题;研发了基于“GIS+BIM”的全生命周期的建设管理平台,实现工程建造从规划、设计、建造、交付、运营过程广域网的协同和共享。
四、推广应用
项目成果已应用于中开高速银洲湖特大桥,并推广应用至多座代表性桥梁工程。系列成果可推广应用于500米以上跨径混合梁斜拉桥,能够避免水中施工、降低高空作业风险、减少台风及航运影响,技术、经济、社会效益显著。