一、基本情况
获奖项目名称:矮塔斜拉桥高大变截面钢-混组合梁施工关键技术
主要完成单位:中铁四局集团有限公司、中铁四局集团钢结构建筑有限公司
主要完成人:曹晗、邢文彬、肖俊、刘果、易中楼、黄浩、蔡知乐、王凯、李坤、程安乐
二、项目背景
该项技术成果依托于济南大西环黄河特大桥工程,是济南环城高速公路的重要组成部分。主桥跨径为140+3×240+140m,是世界上最大跨径、最大规模的四塔钢-混组合梁矮塔斜拉桥,在国内首次采用了核心箱+超大挑臂的结构形式,墩顶梁高8.5m,跨中梁高4.5m,梁高按二次抛物线变化,桥面总宽36m,钢结构总重量约1.9万吨。

图1 济南大西环黄河特大桥工程航拍图
三、创新成果
(1)创新开发了“梁下运梁”悬臂拼装的施工技术。研制了电液一体化梁底悬挂运梁设备及配套桥面吊机设备,通过梁底悬挂系统、液压行走及制动系统,三角形吊点转换系统,智能操控系统之间的智能交互,完成运梁全过程的自动化控制、智能化操作。实现了高大变截面钢箱梁非通航水域水上喂梁及大节段悬臂拼装。

图2 “梁下运梁”悬臂拼装
(2)研发了超高变截面钢箱梁模块化制造技术。通过对大节段竖向和纵向分块双向匹配制造以及研制钢板折弯工装和反变形工装保证了节段的制造精度。

图3 S形顶板弯折工装

图4 钢梁倒装法组拼
(3)研发了高大变截面钢箱梁节段总拼技术。通过研制装配式总拼胎架、多功能抄垫工装及钢梁下胎抄垫工装,实现了钢梁标高与线形的快速匹配,提高了施工效率、保证了总拼精度。

图5 多功能抄垫工装

图6 分级下胎工装
(4)研发了总拼场地科学规划及绿色施工技术。通过合理规划总拼场的功能区域,对不同功能区域进行精细化设计,提升了绿化率,节省了投入,践行了绿色施工理念。

图7 合理规划总拼场
四、推广应用情况
依托本课题通过科学论证和施工实践,研究矮塔斜拉桥高大变截面钢-混组合梁施工关键技术,充分指导了济南大西环黄河特大桥建造过程,保证了项目整体结构受力和耐久性要求,解决了非通航水域水上喂梁和高大变截面钢梁制造难题,技术成果先进合理。其技术成果为深圳桂湾河桥、双界河桥工程的建设提供重要参考,具有广阔的推广应用前景,对国内外钢结构桥梁制造及安装工艺的发展起到了引领和推动作用。
