大跨径柔性拱桥钢桁梁桥的施工技术

文

沪通长江大桥天生港专用航道桥是世界上最大跨度的公铁两用钢桁梁柔性拱桥，上部结构采用钢性梁柔性拱，跨径布置为140+336+140=616米。主梁首次采用双层板桁组合梁新结构，主桁作为带竖杆的华伦式三主桁桁架，桁间距为17.25米，节间距14米，全桥共44个节间。拱肋为钢箱梁柔性拱，矢高60米，吊索为平行钢丝拉索。上部结构首次采用“先梁后拱，主梁双悬臂拼装，拱肋梁上竖向转体”的施工工艺，在钢桁梁上进行柔性拱肋转体属于世界首创。

钢桁梁柔性拱桥转体施工

简支钢桁梁桥施工

悬臂拼装成套施工技术

合龙示意

转体过程现场图

转体过程监控图

沪通长江大桥非通航孔桥为23孔主跨112米的简支钢桁梁桥，主桁采用华伦式的空间三主桁结构，桁高15.8米，节间距11米，桁宽14.5米。非通航孔桥采用“先连续后简支，无辅助全悬臂拼装”施工工艺，提出了三主桁分桁渐次上墩方法，研制了双排多支点协同受力装置，解决了桁梁架设期间应力过大难题。

创新的难与新

提出了先连续后简支、三主桁分桁渐次上墩方法，研制了双排多支点协同受力装置，解决了桁梁架设期间应力过大难题，形成了多跨简支钢桁梁无辅助支撑的112米整垮悬臂拼装成套施工技术。

研发了三桁高差控制技术，提出了先边后中的三主桁分步合龙方法，实现高精度安装与合龙，形成了大跨三主桁板桁组合梁拼装成套施工技术。

研发了三主肋钢箱柔性拱竖向转体施工及控制技术，首次实现了钢桁梁上三肋钢箱柔性拱的竖向转体。

提出了基于激光跟踪仪的钢桁梁特征数据提取方法，开发了钢桁梁虚拟预拼装软件系统，实现了钢桁梁构件制造精度检验、复杂节点的预拼装。

理论和应用支撑

从项目研究成果在沪通长江大桥非通航孔桥建设过程中的应用情况及取得的成果来看，研究形成的技术对沪通长江大桥的建设起到积极的支撑作用，并为我国正在修建的大跨度公铁两用钢桁梁桥提供理论依据和实用技术，促进和推动了大跨度钢桁梁桥技术的发展和全面进步，具有重要意义与不可忽视的作用。

未来，我国继续加大基础建设投入，特别是铁路建设投入大幅提高，涌现许多大跨铁路桥梁建设工程，其中钢桁梁桥以其刚度大、经济性好、施工快速、便捷，外形雄伟等优点而修建较多。该课题研究成果的推广应用，可以成功解决钢桁架桥在不同具体工程环境条件特点、不同结构特点下施工面临关键性技术难点，有效提高我国钢桁架桥施工技术水平，节约施工周期和成本，助推高铁事业的发展。该项目成果中的工艺工法、发明专利，可以在钢桁梁及钢桁拱桥施工领域推广应用，将会带来更大的经济效益。

建设者风采

中交第二航务工程局有限公司高度重视科技创新平台建设。继2009年获评国家级企业技术中心之后，2011年联合申报获批“公路长大桥建设国家工程研究中心”，联合交通运输部公路科学研究所等单位申报组建“桥梁结构安全技术国家工程实验室”；2013年申报获批“博士后科研工作站”及“海工结构新材料及维护加固技术湖北省重点实验室”；2014年联合武汉理工大学等10余家高等院校及科研院所申报获批“交通运输行业内河智能航运协同创新平台”，联合中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司等10余家大型企业及高等院校申报获批“交通运输行业长大桥梁建养一体化协同创新平台”。2017年“湖北省桥梁智能建造工程技术研究中心”“交通运输行业交通基础设施智能制造技术研发中心”和“中国交建桥梁与地下工程智能建造研发中心”申报并成功获批，为智能建造领域研发打下了坚实基础。2019年成功获批院士专家工作站，并引入孙钧院士团队在岩土工程领域开展紧密合作。

目前，中交二航局逐步打造形成了以公司国家认定企业技术中心为核心，以一个国家工程研究中心、四个重点实验室、五个工程技术研发中心、一个院士专家工作站、一个博士后工作站和三个协同创新平台为支撑，涵盖桥梁、岩土隧道、新材料等各方向的科技创新平台。

通过坚持“以价值创造者为本”的人才工作导向，释放科技领先和人才领军的聚合效应，涉及桥梁、隧道、材料、装备、运维等多个学科，形成覆盖全产业链的人才梯队。公司于2013年建立了首席专家制度，构建了9个专业领域的首席专家团队，团队成员达到68名。通过创新引领，产学研结合的方式，让公司的重点和关键技术领域科研水平始终在行业内保持领先的地位。

截止到2019年底，公司共获国家科技进步奖6项，中国专利奖3项，省部级科学技术奖180项，获授权专利1240项（其中发明专利358项），主持或参编国家、行业和地方标准规范37项，80余项成果达到国际领先和国际先进水平。共获得国家和省部级优质工程奖255项，包括詹天佑土木工程大奖23项、鲁班奖21项、国家优秀工程金奖12项、银质奖20项、中国市政工程金杯奖5项。此外，中交二航局先后7次斩获国际桥梁协会大奖，10次获得“菲迪克”工程项目奖，同时，还获得国际桥协“杰出结构工程奖”、英国“卓越结构工程大奖”、国际道路联盟全球道路成就奖。

组图：中交二航局着力打造科技创新平台