长大桥梁深水超大型沉井基础施工成套关键技术研究:获2010年度中国公路学会科学技术奖特等奖

在水深、流急且河床主要为粉细砂层的大型感潮河段建造以超大型沉井基础为依托的跨江长大桥梁是桥梁建设的世界性难题，其中:超大型沉井在着床和下沉阶段受到水流作用使底部床面产生局部冲刷，如何保证其平稳着床和安全度汛;在水流、风及船行波作用下，沉井易发生摆动，如何保证其精确定位;墩位区水深大，河床面以上沉井自由高度高、下沉系数大，如何防止终沉阶段发生突沉、超沉等现象;沉井下沉期间状态变化频繁，常规测量方法周期长，数据处理缓慢，信息反馈滞后，如何通过下沉过程中的实时监测及时了解沉井姿态以便采取工程措施是长大桥梁建设中既难解决又必须面对的关键问题，其处理妥当与否涉及到整座桥梁的稳定和安全.为攻克上述建桥难题，江苏省长江公路大桥建设指挥部联合南京水利科学研究院和中交第二航务工程局有限公司于2006年立项开展“长大桥梁深水超大型沉井基础施工成套关键技术研究”，通过系统的科学研究与工程实践相结合的联合攻关，在超大型沉井着床和下沉期河床冲淤变化及应对措施研究、悬浮状态下沉井在水流与风的耦合作用下的摆动机理研究、“钢锚墩+锚系”的半刚性定位体系及相应抑振措施的研究、防止沉井在终沉控制技术研究以及监测沉井下沉过程的实时监控系统的研究等方面取得了丰硕的研究成果，成果总体达到国际领先水平，进一步提升了桥梁建设工程中勘察、设计、施工、监测等领域技术水平.其中，“深水超深巨型沉井施工工法”在2008年被审定为省部级工法;“沉井下沉信息化监测系统V1.0”获中华人民共和国版权局计算机软件著作权登记证书.

在应用技术突破方面，系统研究了河床冲淤变化规律，揭示了水流、风及耦合作用下沉井的摆动机理.首次研发了“沉井钢锚墩+锚系”导向定位系统，攻克了深水沉井精确定位和平稳着床的工程难题;提出了“分孔清基、分舱封底”的施工技术，成功解决了深水超大型沉井终沉施工难题;研发了信息化监控系统，首次对沉井施工全过程的几何状态、受力状态、河床冲淤变化等进行实时可视化监控，确保了深水超大型沉井精确平稳下沉到位.

成套关键技术的研究成果在泰州长江大桥中塔沉井工程中得到成功运用，产生了显著的社会、经济效益:研究成果为泰州长江大桥中塔沉井基础的顺利实施提供强有力的技术支撑，由此缩短施工工期3个月;与传统锚碇定位系统相比，新研发的“沉井钢锚墩+锚系”导向定位系统减少了设备投入和试验费用，共节省费用超亿元.该成套关键技术的研究成果对其他跨江河段的桥梁建设也有重要参考价值，应用前景广阔.