三索面三主桁公鐵兩用斜拉橋

建造技術(shù)一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用目錄

一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用武漢天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋位于武漢長(zhǎng)江二橋下游10公里天興洲江段，是武漢市三環(huán)線、京廣高鐵和滬漢蓉Ⅰ級(jí)鐵路干線的過(guò)江通道。大橋研究始于1992年，2004年開(kāi)工建設(shè)，是我國(guó)鐵路客運(yùn)專線建設(shè)啟動(dòng)最早的工程。武昌

主橋位于長(zhǎng)江南汊，根據(jù)通航、防洪等要求，孔跨布置為（98+196+504+196+98）m。196m98m504m196m98m為節(jié)約橋位資源，減少建橋?qū)Νh(huán)境的影響，并降低工程總投資，首次將三種交通功能集中在一座大橋上實(shí)現(xiàn)，橋梁設(shè)計(jì)總活載達(dá)到351kN/m，橋?qū)掃_(dá)30m；由于航道要求，主跨超過(guò)500m，使得天興洲長(zhǎng)江大橋成為世界上跨度最大、承載最重的公鐵兩用斜拉橋，給工程建設(shè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，必須采用創(chuàng)新技術(shù)予以解決。一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用為了解決六線公路、四線鐵路橋梁荷載重、橋面寬帶來(lái)的技術(shù)挑戰(zhàn)，需突破常規(guī)的雙索面、兩主桁結(jié)構(gòu)型式，研究開(kāi)發(fā)多索面、多主桁結(jié)構(gòu)。總體思路:列車高速運(yùn)行對(duì)橋梁剛度的要求非常高，在合理布置橋梁跨度的基礎(chǔ)上，還要研究提高橋梁結(jié)構(gòu)整體性的技術(shù)措施。總體思路:為降低高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、提高作業(yè)效率，現(xiàn)代橋梁施工應(yīng)盡量減少工地現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，有必要研究整體化快速施工方法。總體思路:在世界上首創(chuàng)了三索面三主桁斜拉橋新結(jié)構(gòu)，解決了橋梁跨度大、橋面寬、活載重、列車速度快帶來(lái)的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鐵路橋梁跨度從300m級(jí)到500m級(jí)的飛躍。創(chuàng)新點(diǎn)一：三索面三主桁斜拉橋結(jié)構(gòu)三索面三主桁結(jié)構(gòu)是一個(gè)完全的空間結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有規(guī)范不完全適用，項(xiàng)目組通過(guò)大量的理論和試驗(yàn)研究，制訂了專用設(shè)計(jì)規(guī)定。三索面斜拉橋索的數(shù)量多，開(kāi)發(fā)了專利技術(shù)“利用單元原始尺寸確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法”，實(shí)現(xiàn)了斜拉索索力的精確控制。創(chuàng)新點(diǎn)一：三索面三主桁斜拉橋結(jié)構(gòu)采用三索面三主桁結(jié)構(gòu)后：主桁斷面的整體性和剛度得到增強(qiáng)，主桁桿件受力得到改善。鐵路橫梁跨度從30m減小到15m，高度降低1m，橫梁鋼材用量減少50%以上。創(chuàng)新點(diǎn)一：三索面三主桁斜拉橋結(jié)構(gòu)30m15m15m鐵路橫梁首次采用邊跨公路混凝土橋面板與主桁結(jié)合、中跨公路面鋼正交異性板與主桁結(jié)合共同受力的混合組合結(jié)構(gòu)。創(chuàng)新點(diǎn)二：鋼-混凝土板桁混合組合結(jié)構(gòu)公路混凝土橋面板創(chuàng)新點(diǎn)二：鋼-混凝土板桁混合組合結(jié)構(gòu)公路橋面鋼正交異性板創(chuàng)新點(diǎn)二：鋼-混凝土板桁混合組合結(jié)構(gòu)項(xiàng)目組通過(guò)大量的試驗(yàn)研究，提出了主橋中跨及邊跨部分梁段共計(jì)756m范圍內(nèi)，公路橋面采用鋼正交異性板與主桁結(jié)合，兩側(cè)邊跨各168m范圍內(nèi)，公路橋面采用混凝土板與主桁結(jié)合的技術(shù)方案。756m168m168m創(chuàng)新點(diǎn)二：鋼-混凝土板桁混合組合結(jié)構(gòu)邊跨混凝土板既是承載結(jié)構(gòu)，又起到壓重作用，解決了超大跨度公鐵兩用斜拉橋中跨加載時(shí)的邊墩負(fù)反力問(wèn)題，同時(shí)提高橋梁結(jié)構(gòu)的豎向剛度以適應(yīng)高速列車運(yùn)行。創(chuàng)新點(diǎn)二：鋼-混凝土板桁混合組合結(jié)構(gòu)鋼桁梁安裝采用節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)鋼桁梁架設(shè)從傳統(tǒng)的單根桿件安裝向工廠整體制造、工地大節(jié)段架設(shè)的轉(zhuǎn)變。創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)三主桁桁段架設(shè)最大的技術(shù)難點(diǎn)在于17個(gè)連接點(diǎn)的空中對(duì)接問(wèn)題。提出“2+1”的工廠連續(xù)匹配方法，解決對(duì)接點(diǎn)的橫向匹配問(wèn)題；三吊點(diǎn)荷載自動(dòng)控制架梁吊機(jī)，解決對(duì)接點(diǎn)的豎向、縱向匹配問(wèn)題。創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)傳統(tǒng)的散拼安裝方法：一個(gè)節(jié)段分39次吊裝，工地焊縫多達(dá)14條。整節(jié)段架設(shè)方法：一個(gè)節(jié)段1次吊裝，工地焊縫僅剩2條。創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)三：鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)首創(chuàng)吊箱圍堰錨墩定位及圍堰隨長(zhǎng)江水位變化帶載升降技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大型深水圍堰的精確定位，提高了圍堰的渡汛能力。創(chuàng)新點(diǎn)四：吊箱圍堰錨墩定位及帶載升降技術(shù)

錨墩定位技術(shù)提高了圍堰定位精度：圍堰平面位置偏差小于3cm，垂直度偏差小于1/2000，對(duì)角扭轉(zhuǎn)小于2cm。將擋水結(jié)構(gòu)和鉆孔平臺(tái)的功能合二為一。根據(jù)水位條件，無(wú)需拆除鉆孔設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)圍堰的帶載快速升降。創(chuàng)新點(diǎn)四：吊箱圍堰錨墩定位及帶載升降技術(shù)優(yōu)化提出了直徑3.4m的鉆孔樁方案。研發(fā)了KTY4000型全液壓動(dòng)力頭鉆機(jī)和配套的施工工藝。創(chuàng)新點(diǎn)五：直徑超過(guò)3m的深水鉆孔樁技術(shù)及裝備一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用跨度大(主跨504m)承載能力大(設(shè)計(jì)總活載351kN/m)蕪湖長(zhǎng)江大橋主跨為312m

跨度大(主跨504m)承載能力大(設(shè)計(jì)總活載351kN/m)厄勒海峽橋主跨為490m

跨度大(主跨504m)承載能力大(設(shè)計(jì)總活載351kN/m)巖黑島橋設(shè)計(jì)總活載254kN/m跨度大(主跨504m)承載能力大(設(shè)計(jì)總活載351kN/m)在關(guān)鍵建造技術(shù)上：首創(chuàng)了三索面、三主桁斜拉橋新結(jié)構(gòu)；首次應(yīng)用板桁混合組合結(jié)構(gòu)；首次應(yīng)用鋼桁梁節(jié)段整體架設(shè)技術(shù)；首次應(yīng)用吊箱圍堰錨墩定位及圍堰帶載升降技術(shù)。這幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是天興洲長(zhǎng)江大橋建造技術(shù)的核心，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)應(yīng)用報(bào)道。

KTY4000型鉆機(jī)的成功研制，將深水鉆孔能力從3m直徑提高至４m。鉆機(jī)的核心技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)相當(dāng)。一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用專利：發(fā)明專利10項(xiàng)，實(shí)用新型專利3項(xiàng)專利號(hào)專利名稱專利類型專利號(hào)專利名稱專利類型ZL03128219.9鋼吊箱整體浮運(yùn)錨墩預(yù)施拉力定位、兼作鉆孔平臺(tái)方法發(fā)明ZL200710168893.0重型架梁起重機(jī)發(fā)明ZL200710169050.2大型鋼桁梁桿件翻身裝置及其翻轉(zhuǎn)桿件方法發(fā)明ZL200710052939.2鋼桁架橋合龍頂拉裝置發(fā)明ZL200710051552.5三片或多片桁架結(jié)構(gòu)式主梁發(fā)明ZL200810237406.6鋼梁懸臂架設(shè)時(shí)的雙向可調(diào)式后錨固裝置發(fā)明ZL200810046943.2利用單元原始尺寸確定斜拉橋施工中間狀態(tài)的方法發(fā)明ZL200820230518.4一種掛樁牛腿實(shí)用新型ZL200910119848.5三桁鋼桁梁線形控制方法發(fā)明ZL200820113329.9大型鋼吊箱圍堰帶載升降裝置實(shí)用新型序號(hào)工法名稱工法類別編號(hào)年份1天興洲斜拉橋鋼桁梁整節(jié)段安裝施工工法國(guó)家工法YJGF074-200820082梁模合一型移動(dòng)模架施工工法部級(jí)工法TJBJGF-07?08-0392008工法：獲得第27屆國(guó)際橋梁大會(huì)喬治·理查德森大獎(jiǎng)（TheGeorgeS.RichardsonMedal,27thInternationalBridgeConference）。

該獎(jiǎng)項(xiàng)每年頒發(fā)給一個(gè)近期完成的在世界橋梁工程設(shè)計(jì)、施工、科研方面取得杰出成就的工程項(xiàng)目。武漢天興洲長(zhǎng)江大橋與“天河一號(hào)”計(jì)算機(jī)、“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星等被同列為2010年中國(guó)工程科技重大成就。——中國(guó)工程院點(diǎn)評(píng)中國(guó)工程科技成就天興洲公鐵兩用長(zhǎng)江大橋這種多索面多主桁結(jié)構(gòu)，將會(huì)在寬橋面橋梁的建造中發(fā)揮重要的作用?！皣?guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)副主席，中國(guó)工程院院士項(xiàng)海帆這是一個(gè)了不起的、令世人印象深刻的成就，雄偉、壯觀、氣派！它承載了現(xiàn)今世界橋梁上最重的荷載。——國(guó)際橋梁大會(huì)主席坎貝爾

從世界橋梁發(fā)展歷程來(lái)看，上世紀(jì)二、三十年代橋梁技術(shù)發(fā)展的焦點(diǎn)在美國(guó)，到了四、五十年代，歐洲各國(guó)橋梁建設(shè)快速發(fā)展，日本橋梁建設(shè)是在七、八十年達(dá)到高峰期的。而今，世界橋梁界都把目光聚焦到了中國(guó)，目前中國(guó)的橋梁建設(shè)規(guī)模、技術(shù)水平，特別是大跨度橋梁的建設(shè)水平已躍居世界前列?！皣?guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)主席伊藤學(xué)一、項(xiàng)目背景二、總體思路及創(chuàng)新點(diǎn)三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)先進(jìn)性對(duì)比四、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、他人評(píng)價(jià)五、推廣應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益六、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步和提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用安慶鐵路長(zhǎng)江大橋銅陵公鐵兩用長(zhǎng)江大橋三索面三主桁結(jié)構(gòu)：已在安慶鐵路長(zhǎng)江大橋、銅陵公鐵兩用長(zhǎng)江大橋等多項(xiàng)工程中應(yīng)用。三主桁結(jié)構(gòu)：已在南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋、鄭州黃河公鐵兩用橋等多項(xiàng)工程中應(yīng)用。南京大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋鄭州黃河公鐵兩用橋廣州東平水道鐵路橋推廣應(yīng)用嘉紹大橋超大直徑鉆孔樁技術(shù)及設(shè)備：已成為國(guó)內(nèi)大型橋梁深水基礎(chǔ)建造的首選。推廣應(yīng)用武漢二七長(zhǎng)江大橋超大直徑鉆孔樁技術(shù)及設(shè)備：已成為國(guó)內(nèi)大型橋梁深水基礎(chǔ)建造的首選。推廣應(yīng)用馬鞍山長(zhǎng)江大橋超大直徑鉆孔樁技術(shù)及設(shè)備：已成為國(guó)內(nèi)大型橋梁深水基礎(chǔ)建造的首選。推廣應(yīng)用黃岡長(zhǎng)江大橋超大直徑鉆孔樁技術(shù)及設(shè)備：已成為國(guó)內(nèi)大型橋梁深水基礎(chǔ)建造的首選。1、采用三索面三主桁結(jié)構(gòu)節(jié)約用鋼量3330t，減少投資4995萬(wàn)元。2、采用三主桁結(jié)構(gòu)鐵路橫梁高度減小1m，橋下凈空不變，可縮短引橋長(zhǎng)度333.4m，減少投資6668萬(wàn)元。3、采用直徑3.4m鉆孔樁比采用2.5m鉆孔樁節(jié)約投資約1500萬(wàn)元。4、采用大型吊箱圍堰整體浮運(yùn)、精確定位、帶載升降技術(shù)，減少了工序轉(zhuǎn)化時(shí)間，節(jié)約費(fèi)用約500萬(wàn)元。5、采用KTY4000型鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)，相應(yīng)減少費(fèi)用約1000萬(wàn)元。6、鋼桁梁采用三片主桁整節(jié)段架設(shè)，節(jié)約費(fèi)用約1000萬(wàn)元。

經(jīng)濟(jì)效益共節(jié)約費(fèi)用15663萬(wàn)元將三個(gè)過(guò)江通道集中在一座橋梁上，節(jié)約了橋位資源和土地資源，并最大限度地減小了建橋?qū)﹂L(zhǎng)江水環(huán)境的影響。社會(huì)效益

工程建設(shè)中采用了鋼桁梁整體節(jié)段架設(shè)等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，總工期提前了7個(gè)月，提前實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)江兩岸新的快速道路的貫通，為湖北省可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益。一、項(xiàng)目背