180m連續(xù)梁拱橋施工技術(shù)研究1匯報(bào)提綱一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合對(duì)比四、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益五、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步的作用2一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案1.技術(shù)背景

合福鐵路南淝河特大橋橋址位于合肥市包河區(qū)和肥東縣境內(nèi)，

其中116#墩～119#墩為（90+180+90）m連續(xù)梁拱組合結(jié)構(gòu)，主跨117#~118#墩上跨合寧高速公路。3一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案1.技術(shù)背景主跨180m斜跨高速公路，雙向8車道、規(guī)劃10車道，日行車達(dá)4萬(wàn)輛。4一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案1.技術(shù)背景

鋼管拱計(jì)算跨徑180.0m，矢高36.0m，矢跨比1／5，拱肋設(shè)置最大預(yù)拱度為0.126m，施工矢高36.126m。梁頂至高速公路20.4m。590m180m90m36m一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案1.技術(shù)背景

鋼管拱計(jì)算跨徑180.0m，矢高36.0m，矢跨比1／5，拱肋設(shè)置最大預(yù)拱度為0.126m，施工矢高36.126m。梁頂至高速公路20.4m。20.4m6一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案1.技術(shù)背景主跨與高速公路夾角為30°。30°7一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案2.存在問題（1）高速公路行車安全風(fēng)險(xiǎn)高：合寧高速公路兼顧合肥繞城高速，日行車量大，高速公路上方施工對(duì)行車造成較大安全隱患。8一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案89m2.存在問題（2）不平衡荷載不利影響：中跨懸臂節(jié)段達(dá)89m，邊跨和中跨對(duì)稱節(jié)段荷載不平衡；9一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案2.存在問題（3）橋上施工對(duì)高速公路影響范圍大：梁拱結(jié)構(gòu)與高速公路斜交角度小，斜交長(zhǎng)度89.7m，拱頂與高速公路高差57.5m，原橋位拱肋施工對(duì)高速公路影響范圍大，安全風(fēng)險(xiǎn)高；57.5m89.7m10一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案2.存在問題（4）安全防護(hù)及施工措施費(fèi)用高：拱肋原橋位施工存在安全防護(hù)、施工占道費(fèi)用高、拱肋吊裝作業(yè)措施費(fèi)用高等問題；（5）連續(xù)梁拱線形精度要求高：合福鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速為350km/h，高速鐵路無(wú)砟軌道對(duì)大跨度連續(xù)梁拱線形精度要求高；（6）施工進(jìn)度要求快：該連續(xù)梁拱橋?yàn)楹细ｈF路鋪軌節(jié)點(diǎn)控制性工程，盡快完成該連續(xù)梁拱的施工對(duì)合福鐵路能否按期鋪軌至關(guān)重要。11一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案設(shè)計(jì)單位施工單位業(yè)主單位高等院校設(shè)立科研課題專家顧問小組12一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案方案一：方案二：方案三：13一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案方案一：14方案一：原橋位拼裝，即在連續(xù)梁合龍后在梁面搭設(shè)拼拱支架進(jìn)行拱肋拼裝，該方案技術(shù)成熟，但拱肋吊裝及拼裝施工對(duì)高速公路行車影響大，安全防護(hù)費(fèi)用及高速公路施工占道費(fèi)用高，支架搭設(shè)及拼裝周期長(zhǎng)。一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案15方案二：原橋位拼裝豎向轉(zhuǎn)體方案，即在連續(xù)梁合龍后在梁面搭設(shè)拼拱支架進(jìn)行拱肋拼裝，并豎向轉(zhuǎn)體合龍。該方案優(yōu)點(diǎn)是拼拱支架低，施工周期相對(duì)縮短，但該方案同樣存在對(duì)高速公路行車影響，安全防護(hù)費(fèi)用及高速公路施工占道費(fèi)用高。方案二：一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案16方案三：采用異橋位拼裝整體縱移方案，該方案在小里程109#-116#墩之間搭設(shè)拼拱支架，規(guī)避了對(duì)高速公路行車安全的影響，同時(shí)節(jié)約了安全防護(hù)費(fèi)用，且拱肋拼裝可與梁部施工同步進(jìn)行，有效的縮短了施工工期。方案三：一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案方案研討通過研討和比選，最終確定采用方案三，即180m鋼管拱肋異橋位拼裝整體縱移的施工方案課題組研討17一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案3.解決方案可行性分析連續(xù)梁頂推過程受力模型拱肋整體縱移簡(jiǎn)支梁梁頂推過程受力模型18通過對(duì)頂推過程中拱肋、連續(xù)梁、簡(jiǎn)支梁進(jìn)行驗(yàn)證分析，該方案可行。一、技術(shù)背景、存在問題及解決方案方案評(píng)審局專家組評(píng)審19院校、設(shè)計(jì)、業(yè)主等專家組評(píng)審該方案順利通過了局內(nèi)、外專家組評(píng)審二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)1：大跨度不對(duì)稱荷載條件下梁體懸臂施工技術(shù)懸臂節(jié)段20連續(xù)梁懸臂施工階段由于中跨為梁拱組合結(jié)構(gòu)，存在吊桿橫梁、橫隔板及掛籃施工安全防護(hù)罩不對(duì)稱荷載。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)1：大跨度不對(duì)稱荷載條件下梁體懸臂施工技術(shù)180m連續(xù)梁拱結(jié)構(gòu)模型21通過建立梁-拱結(jié)構(gòu)整體模型，根據(jù)成橋后線形的要求，對(duì)梁體懸臂階段進(jìn)行模擬分析，針對(duì)中跨不平衡荷載及線形要求，確定邊跨配重重量。連續(xù)梁懸臂施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)1：大跨度不對(duì)稱荷載條件下梁體懸臂施工技術(shù)懸臂施工22連續(xù)梁懸臂施工階段通過在邊跨掛籃底部配置配重塊，平衡中跨吊桿橫梁、橫隔板及防護(hù)罩荷載。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)1：大跨度不對(duì)稱荷載條件下梁體懸臂施工技術(shù)懸臂節(jié)段施工模型節(jié)段修正控制高程23連續(xù)梁懸臂施工階段并對(duì)配重作用下各節(jié)段施工工況進(jìn)行分析，計(jì)算出施工預(yù)拱度，并提供各節(jié)段掛籃標(biāo)高修正值，確保了連續(xù)梁成橋線形滿足要求。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)180m拱拼裝階段圖拱肋拼裝支架高度近60m，采用傳統(tǒng)的人工高空定位測(cè)量存在安全風(fēng)險(xiǎn)大、工效低、測(cè)量精度差等問題。24拱肋拼裝施工階段36.12624.1二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)25拱肋拼裝施工階段通過建立地面高精度測(cè)量控制網(wǎng)，設(shè)置地面強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，在拱肋上下弦管上設(shè)置四個(gè)特征觀測(cè)點(diǎn)（反光貼），使用課題組開發(fā)的智能測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)站、吊機(jī)、拼裝作業(yè)面對(duì)拼裝拱肋的實(shí)時(shí)空間位置狀態(tài)信息共享，確保了拱肋拼裝線形的精度，提高了拼裝的速度，規(guī)避了高空測(cè)量定位的安全風(fēng)險(xiǎn)。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)26拱肋拼裝施工階段通過建立地面高精度測(cè)量控制網(wǎng)，設(shè)置地面強(qiáng)制對(duì)中觀測(cè)墩，在拱肋上下弦管上設(shè)置四個(gè)特征觀測(cè)點(diǎn)（反光貼），使用課題組開發(fā)的智能測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)站、吊機(jī)、拼裝作業(yè)面對(duì)拼裝拱肋的實(shí)時(shí)空間位置狀態(tài)信息共享，確保了拱肋拼裝線形的精度，提高了拼裝的速度，規(guī)避了高空測(cè)量定位的安全風(fēng)險(xiǎn)。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)27拱肋拼裝施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)28拱肋拼裝施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)29拱肋拼裝施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)2：研發(fā)了拱肋拼裝線形控制智能測(cè)量系統(tǒng)30拱肋拼裝施工階段智能線形控制系統(tǒng)該智能測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了拱肋特征定位點(diǎn)的單點(diǎn)測(cè)量、四點(diǎn)測(cè)量和拱肋完整測(cè)量。已申報(bào)了發(fā)明專利，可在同類高空測(cè)量定位工程中推廣應(yīng)用。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)31拱肋落架施工階段落架階段模擬落架過程中拱肋在自重作用下會(huì)產(chǎn)生張力，影響拱肋線形，通過模擬落架過程，計(jì)算出拱肋張力，采用課題組研發(fā)的拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)確保了落架后的拱肋線形。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)32拱肋落架施工階段臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)由拱座、箍板及預(yù)應(yīng)力束組成。研發(fā)的大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)獲得了國(guó)家實(shí)用新型專利。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)33拱肋落架施工階段箍板拱座二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)34拱肋落架施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)35拱肋落架施工階段二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)3：研發(fā)了大跨度鋼管拱肋臨時(shí)鎖定結(jié)構(gòu)36拱肋落架施工階段箍板拱座預(yù)應(yīng)力束二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了輪軌式液壓頂推系統(tǒng)37拱肋頂推施工階段整體縱移過程由于鋼管拱肋拼裝成型后總重約836.2t，頂推距離達(dá)270m，需要一種穩(wěn)定可靠的頂推系統(tǒng)來(lái)提供動(dòng)力，且該系統(tǒng)在頂力的作用下能夠自鎖并同步、連續(xù)縱移，以保證頂推過程順利完成。270m二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了輪軌式液壓頂推系統(tǒng)38拱肋頂推施工階段整體縱移過程由于鋼管拱肋拼裝成型后總重約836.2t，頂推距離達(dá)270m，需要一種穩(wěn)定可靠的頂推系統(tǒng)來(lái)提供動(dòng)力，且該系統(tǒng)在頂力的作用下能夠自鎖并同步、連續(xù)縱移，以保證頂推過程順利完成。270m二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了輪軌式液壓頂推系統(tǒng)39拱肋頂推施工階段輪軌式液壓頂推系統(tǒng)由自鎖式夾軌器、液壓千斤頂和頂推輪箱組成。行走輪箱已獲得了實(shí)用新型專利；該輪軌式液壓頂推系統(tǒng)申報(bào)了發(fā)明專利，目前正在受理中。二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了輪軌式液壓頂推系統(tǒng)40拱肋頂推施工階段自鎖式夾軌器液壓千斤頂行走輪箱二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)4：研發(fā)了輪軌式液壓頂推系統(tǒng)41拱肋頂推施工階段自鎖式夾軌器液壓千斤頂行走輪箱二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)5：大跨度鋼管拱肋縱移穩(wěn)定控制技術(shù)42拱肋頂推施工階段36.1265.5拱肋失高36m，頂推軌道至拱肋鎖定拱腳高度5.5m，兩榀拱肋間距11.9m，高寬比達(dá)3.1，頂推過程中穩(wěn)定性難以保證。180二、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及主要成果創(chuàng)新點(diǎn)5：大跨度鋼管拱肋縱移穩(wěn)定控制技術(shù)43拱肋頂推施工階段通過模型分析，在拱肋兩側(cè)臨時(shí)拱腳之間設(shè)置配重貝雷梁，共計(jì)54t，確保了拱肋頂推過程中的穩(wěn)定性。雙側(cè)配重貝雷梁雙側(cè)配重貝雷梁三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合對(duì)比行業(yè)評(píng)價(jià)44一種大跨度連續(xù)梁拱異位頂推臨時(shí)拱腳結(jié)構(gòu)(ZL201420028735.0）鋼管拱肋頂推行走輪箱(ZL201420211418.2)鐵路長(zhǎng)大拱肋定位智能測(cè)量施工方法（201410050769.4）連續(xù)梁拱吊桿下部錨固端的安裝輔助吊籃（201420301566.3）三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合對(duì)比行業(yè)評(píng)價(jià)長(zhǎng)大連續(xù)梁拱拱肋拼裝線形控制測(cè)量智能化方法研究45三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合對(duì)比第三方評(píng)價(jià)科技查新報(bào)告表明：所檢國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)范圍內(nèi)，未見對(duì)跨度180m的高速鐵路連續(xù)梁拱頂推、整體縱移施工的高速鐵路連續(xù)梁拱肋施工技術(shù)研究及應(yīng)用。46三、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合對(duì)比業(yè)主評(píng)價(jià)連續(xù)梁拱施工得到了業(yè)主單位的多次嘉獎(jiǎng)47四、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益應(yīng)用情況證明本課題研究成果在合福鐵路南淝河特大橋（90+180+90）m連續(xù)梁拱橋施工中得到成功應(yīng)用，攻克了大跨度連續(xù)梁不對(duì)稱荷載懸臂施工、大跨度鋼管拱肋異位拼裝整體頂推就位等復(fù)雜技術(shù)難題。48直接經(jīng)濟(jì)效益：通過應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)，取得直接經(jīng)濟(jì)效益共24萬(wàn)元。社會(huì)效益