7、易继武-矮寨特大悬索桥鲁班奖创优介16：9课件

湖南省吉首至茶洞（湘渝界）公路矮寨特大悬索桥施工及质量提升汇报2020年6月1主要汇报内容1工程概况2工程主要特点与难点3新技术推广应用及创新4工程质量情况5绿色施工情况6综合效果与项目获奖情况矮寨特大悬索桥

工程概况01矮寨特大悬索桥为湖南省吉首至茶洞（湘渝界）公路的控制性工程，桥址位于吉首市矮寨镇，毗邻风景优美的德夯苗族文化风景区。1、地理位置一、工程概况北京长沙重庆吉首湘西矮寨大桥矮寨镇矮寨特大悬索桥为钢桁加劲梁单跨悬索桥，主跨1176m，桥面距峡谷底355m。一、工程概况2、结构设计大桥雄跨德夯大峡谷，建成时为当时世界跨峡谷最大跨径的悬索桥。一、工程概况索塔采用不等高设计，茶洞岸索塔高63.524m，吉首岸索塔高130.016m。一、工程概况吉首岸采用重力锚，砼方量达6.8万m³，茶洞岸采用隧道锚，混凝土方量1.5万m³。一、工程概况3、重力锚施工重力式锚碇，锚块分20层浇筑,每层厚度1.5m，布设两排冷却水管，以降低混凝土水化热。一、工程概况茶洞岸隧道式锚碇分17层浇筑，每层厚度2m.

一、工程概况5、猫道架设2010年3月28日采用飞艇进行先导索架设2010年7月20完成猫道架设一、工程概况6、主缆架设

2010年10月20日完成主缆架设，历时3个月，最快一天完成6根束股牵引、定位。2010年12月完成索夹安装，2011年2月完成吊索安装。一、工程概况6、钢桁梁拼装吉首岸、茶洞岸在悬崖壁上各设置了2个梁段拼装台座，1个入轨台座。吉首岸茶洞岸一、工程概况8、桥面系安装桥面系为迭合梁：球形钢支座焊于桁梁的横梁上，纵梁与支座用高强螺栓连接。全桥1936片钢纵梁，1660片预制砼板，历时30天安装完毕。球形钢支座混凝土桥面板钢纵梁一、工程概况钢桁梁全长1000.5m，桁高7.5m，宽27m，分为69个节段。一、工程概况构件数量单位钢筋8118

吨预应力高强钢材554

吨索鞍、索夹1731

吨钢纵、桁梁1.2万吨主缆、吊索1.3万吨

矮寨大桥总工程量如下：两岸开挖土石方量：45万方；浇筑两塔两锚砼量：8万方；矮寨大桥耗费材料总重量表其中索鞍单件最大重量为125吨；每根主缆由169x127Φ5.25mm索股构成；每段桁梁由36根杆件拼装成华伦桁架，全桥69个梁段，最重梁段200吨。一、工程概况项目数量单位高栓45万套普通螺栓12万套钢纵梁1936片预制砼板1660片支座3782个矮寨大桥总安装数量表

全桥运输总重（包括土石方）达120多万吨；合同额在2000万元以上的钢结构加工制造商共有6家，分布于全国6个省市。一、工程概况公路等级：四车道高速公路设计行车速度：80km/h荷载标准：公路—I级一、工程概况3、技术参数一、工程概况建设规模：主跨1176m钢桁加劲梁特大悬索桥

开工日期：2007年10月28日竣工验收日期：2019年6月

概算投资：129132万元竣工决算：128321万元

建设单位：湖南省吉茶高速公路建设开发有限公司设计单位：湖南省交通勘察设计院有限公司监理单位：武汉桥梁建筑工程监理有限公司承建单位：湖南路桥建设集团有限责任公司参建单位：重庆万桥交通科技发展有限公司中铁山桥集团有限公司监督单位：湖南省交通建设质量安全监督管理局监控科研：西南交通大学湖南大学长沙理工大学等

4、项目基本建设情况矮寨特大悬索桥工程主要特点与难点02二、工程主要特点与难点1、深谷大跨，钢桁加劲梁架设难度大。大桥主跨1176米，峡谷深达355米，两岸悬崖陡立，施工场地狭小；主梁架设如果采用常规施工方法，施工周期长、施工投入大、安全风险高，有较大的局限性，对钢桁加劲梁安装提出了更高的要求。二、工程主要特点与难点2、毗邻风景区，环保要求高。因大桥紧邻德夯苗族文化风景区，环境要求高，两岸山体开挖受到限制，对设计与施工提出了更高的要求。二、工程主要特点与难点3、地质复杂。大桥两侧山体溶洞、裂隙、溶沟等异常发育，处治措施非常复杂，对塔柱和锚碇基础施工带来极大的难度。二、工程主要特点与难点4、气象多变。桥位处常年浓雾弥漫，峡谷风场复杂，瞬间最大风速为31.9m/s，对工程测量、主缆及钢桁加劲梁架设等施工带来极大的困难。二、工程主要特点与难点5、交通受限，运输困难。长达13公里的山间狭窄施工便道和交通异常拥堵的矮寨盘山公路，严重制约了两岸超百万吨材料和设备的运输。二、工程主要特点与难点6、安全风险大。两岸索塔基础及主梁拼梁场地施工，爆破作业对下方209国道和景区公路的车辆和行人通行安全带来较大的风险；大桥上部构造在300多米高空进行施工作业，六次跨越盘山公路，安全风险极高。矮寨特大悬索桥新技术推广应用及创新031、“建筑业十项新技术”的推广应用三、新技术推广应用及创新

应用了“建筑业十项新技术”中的8大项19子项新技术，取得了良好的效果。被评为“湖南省建筑业新技术”的应用示范工程。针对工程特点与难点进行了科技攻关，研发和应用了一系列新技术、新结构、新材料，保障了工程的顺利实施，确保了工程的质量。创新与应用技术2、“轨索滑移法”主梁架设技术1、塔—梁分离式悬索桥新结构3、新型高性能岩锚体系4、悬索式峡谷风场观测技术6、“层距法”主缆索股施工技术5、悬索桥钢桁加劲梁“窗口”铰合龙技术7、特殊桥隧铺装关键技术2、创新技术与应用三、新技术推广应用及创新结合地形地质条件，创造性的将主梁与索塔分离，将主梁直接置于山体上，通过隧道与两端公路相接，形成了塔-梁分离式悬索桥新结构。采用塔梁分离式设计，最大限度地减少了对山体的开挖，解决了地形险要和地质复杂的难题，实现了大桥与周边环境的完美融合。矮寨特大悬索桥已获湖南省优秀工程设计一等奖。项

目索塔高度土石方量环境影响常规悬索桥结构118m开挖量128万m3对山体破坏较大塔梁分离式悬索桥结构68m开挖量61万m3（少67万m3）与环境完美融合创新技术1：首创塔—梁分离式悬索桥新结构三、新技术推广应用及创新常规方案与塔-梁分离方案对比新结构桥塔附近主缆存在一定长度的无吊索区，经研究提出了岩锚吊索方案，成功解决了新结构体系无吊索区主缆刚度突变引起的结构受力问题。提出了将上稳定板与桥面中央防撞护栏相结合，将纵梁加高成为下稳定板，将观光通道作为水平稳定板的新桁架梁结构，既满足了抗风要求、又降低了桁高，形成了独特的景区桥梁的观光通道。三、新技术推广应用及创新针对两岸悬崖陡峭、施工场地狭窄、钢桁加劲梁安装极为困难，自主研发了“轨索滑移法”架设新技术，安全、高效、优质地完成了全桥69节段合计13000t钢桁加劲梁架设任务。创新技术2：首创“轨索滑移法”主梁架设技术三、新技术推广应用及创新创新技术2：首创“轨索滑移法”主梁架设技术该技术利用了悬索桥的永久结构--主缆和吊索，作为承重及传力构件，在吊索下端安装轨索作为轨索车走行轨道，轨索、吊索与主缆组成空间索网体系，梁段通过轨索车悬挂于轨索，沿轨索从两岸运送至设计位置再转换就位，循环重复逐段完成主梁节段运输与安装，直至全桥贯通。三、新技术推广应用及创新

发明了“轨索滑移法”专用轨索运梁小车（专利号：ZL201010285551.9）和吊鞍（专利号：ZL201010285536.4）等新装备

。吊鞍运梁小车创新技术2：首创“轨索滑移法”主梁架设技术三、新技术推广应用及创新“轨索滑移法“成套技术已获国家发明专利5项、湖南省技术发明一等奖、中国专利优秀奖、国际道路GRAA成就奖、省部级工法2项、国家级工法1项。首创的“轨索滑移法”主梁架设技术，为世界贡献了一种全新的悬索桥主梁架设施工方法。国际著名桥梁建筑工程大师邓文中院士评价“轨索滑移法”：“对中国山区悬索桥的设计、施工产生深远积极的影响。”交通部原总工程师凤懋润评价“轨索滑移法”：“矮寨特大悬索桥是我国真正具有原创技术的两座大桥之一，其工艺可以推广，特别是针对山区大跨度悬索桥，经济实用。”

创新技术2：首创“轨索滑移法”主梁架设技术三、新技术推广应用及创新开发了一种由复合材料（CFRP）为锚杆、超高性能活性粉末混凝土（RPC）为锚固介质的新型高性能岩锚体系，解决了地质复杂区域传统预应力岩锚体系耐久性不足的问题。该技术已获国家发明专利2项，省部级工法2项。创新技术3：首创新型高性能岩锚体系三、新技术推广应用及创新开发了一套悬索式现场风观测新装备，解决了深切峡谷气象多变、风观测难的问题，首次形成了整套山区桥梁的风环境模拟及风特性提取技术与装备。该技术已获国家发明专利1项。创新技术4：首创悬索式峡谷风场观测技术三、新技术推广应用及创新通过利用桥面板安装阶段的钢桁加劲梁线形变化，使钢桁加劲梁临时铰结口逐步实现无应力刚结，提高大跨径悬索桥主梁合龙的质量和工效。该技术已获国家发明专利1项，省部级工法2项。创新技术5：首创悬索桥钢桁加劲梁“窗口”铰合龙技术三、新技术推广应用及创新大跨径悬索桥主缆调索精度是桥梁无应力线型控制最为重要、最为敏感的参数，采用“层距法”主缆索股施工技术，解决了累积误差对索股安装精度的影响，使索股的受力均匀，提高了索股调整的功效，保证了主缆施工质量。该技术已获省级工法1项。新技术6：“层距法”主缆索股施工技术三、新技术推广应用及创新吉茶高速公路预期交通量大、重载车辆多，沿线降雨充沛、空气潮湿、有雾天气多。针对桥址特殊气候条件，开发了新型浇筑式沥青混凝土、新型防水层材料和抗凝冰路面材料，提高了桥面防水等级，保证了桥梁的通行性和耐久性。该技术已获湖南省科学技术进步奖。新技术7：特殊桥隧铺装关键技术三、新技术推广应用及创新矮寨特大悬索桥工程质量情况042019年6月，湖南省交通运输厅组织对该项目进行了竣工验收，工程质量评分98.03分，工程质量等级为优良。总体评价：大桥设计方案合理，平纵组合良好，桥梁结构线型平顺；大桥沥青混凝土桥面铺装采用浇注式沥青混凝土+SMA-13沥青混凝土路面结构，为湖南省高速公路首次采用，桥面平顺，无开裂推移现象，质量良好；索塔、锚碇、承台等主要部位构件混凝土密实，外表平整无开裂；钢桁加劲梁安装平顺，连接牢靠，主缆、吊索、钢桁加劲梁等防护涂层完好；支座位置安装准确，无脱空变形，桥面排水通畅，无明显病害；交通安全设施、机电工程、健康监测系统等设置合理、齐全，设备性能可靠，运行良好。四、工程质量情况四、工程质量情况1、项目以创建鲁班奖为目标，成立了由国内、外院士和专家组成的高水平技术咨询团队；建立了“横向到边，纵向到底、控制有效”的质量管控体系；制定了专项质量标准文件。全面贯彻执行“三高”（意识高、目标高、标准高）、“三严”（严控制、严管理、严检验）的总体质量要求，以样板引路，严格过程控制，实现一次成优。（一）质量管控措施2、策划先行，方案比选，模型验证。重大专项方案组织了专家论证、BIM模拟演示、工艺模型试验、确保了施工质量与安全。四、工程质量情况（一）质量管控措施3、强化技术引领，提升工程质量。在项目实施过程中，应用了建筑业十项新技术中的8大项19子项，并研发应用了5大创新技术，为提升大体积混凝土、索塔、主缆架设、钢桁加劲梁制作安装等工程的施工质量，提供了技术保障，取得了良好的效果。四、工程质量情况4、针对本项目的特点，加强了对控制网、危岩稳定、大体积混凝土温控、主缆架设、钢桁加劲梁拼装、防雷设施等关键工序和部位的检测和监控，确保了工程施工质量和安全。四、工程质量情况（一）质量管控措施5、竣工资料于2018年3月顺利通过湖南省交通运输厅、湖南省档案局专项验收，共3部8册696本。组卷合理，编目清晰，检索方便，资料规范。四、工程质量情况（一）质量管控措施项目以《矮寨悬索桥专项工程质量检验评定标准》为依据，参照《吉茶高速公路精细化施工管理手册》，从设计、施工、创新、质量、安全、环保、人文等多方面提出措施，形成《项目管理规划》、《质量保证体系及其运行方式》、《质量通病防治》、《创优规划》、《试验检测工作计划》等多个文件，用以指导施工。6、坚持“精细化过程控制”四、工程质量情况（一）质量管控措施7、进行上部构造重大风险识别通过风险识别，明确重大风险（技术的或质量的风险），进行针对性技术攻关。四、工程质量情况对项目进行安全风险评估，实施差异化安全分区管理：（1）蓝色区域非施工人员不准入内。（2）黄色区域非专业施工人员不准入内。（3）红色区域非特种作业人员严禁入内。工期内无重特大安全事故，无人员死亡，项目获得2012年全国“安康杯”优胜班组称号。（一）质量管控措施8、风险驱动解决工程难题通过风险管理目标分解，引导实施方案的编制、资源的调配，使工作更有效。对风险源进行多次逐级排查，从项目到领导、工程骨干、到一线班组，每一道工序、每一个细节、每一个岗位，都排查到位，保证工序的顺利实施。四、工程质量情况（一）质量管控措施1、基坑边坡采用光面爆破，成型规整，岩体稳定，未产生爆震裂缝。二）工程主要质量特色与亮点四、工程质量情况

2、锚碇大体积混凝土采用跳仓法分层浇筑，严格按温控方案施工，锚碇混凝土内实外美。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----锚碇表1混凝土每立方材料用量表（kg/m3）部

位强度水泥粉煤灰砂石水外加剂膨胀剂重力锚C3028113172611561503.3

隧道锚C30’

28112573310911663.131.1鞍支墩C40315.5126.270711451563.5

塔

座C5545187.668110811596.5

二）工程主要质量特色与亮点----锚碇四、工程质量情况表2水泥水化热(kJ/kg)设计强度龄期/d1237C30三峡P.SLH32.5122-171195C40、C55韶峰P.S42.5123.7187.2217.2301.5表3混凝土抗压弹性模量和轴拉强度试验结果设计强度弹性模量/104MPa轴拉强度/MPa2d3d5d7d28d2d3d5d7d28dC301.602.39-2.853.520.931.00-2.092.18C30’1.832.062.172.323.240.631.001.662.203.49C40-3.073.203.133.400.861.53-3.523.85C553.413.43-3．45--1.753.263.743.80二）工程主要质量特色与亮点----锚碇四、工程质量情况图1最大应力变化曲线注：1.R为混凝土抗拉强度曲线（按表3轴拉强度拟合）2.龄期指最上层混凝土龄期二）工程主要质量特色与亮点----锚碇四、工程质量情况图2应力沿高度分布曲线表4各块体的温度控制标准温度控制标准结构名称重力锚、支墩基础隧道锚鞍支墩塔基础塔座工

况

夏秋季层厚≤2.0m层厚＞2.0m

入模温度≤T℃≤T℃≤T℃≤T℃≤T℃≤T℃≤T℃最高温升≤20.0≤25.0≤21.5≤24.5≤37.0≤23.0≤40.0内表温差≤16.0≤16.0≤13.5≤17.0≤25.0≤18.0≤16.0间歇期≤7d≤7d≤7d≤7d≤7d≤8d≤8d注：T为浇筑日最高气温，当T＜8℃时，可不控制入模温度。二）工程主要质量特色与亮点----锚碇四、工程质量情况3、索塔采用清水混凝土及液压爬模施工技术，塔柱棱角分明，线型顺直，色泽一致。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----索塔4、主缆索股采用“层距法”调索，受力均匀，控制精准，主缆线型符合设计要求。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----索塔5、岩锚索使用碳纤维新材料，提高了结构的耐久性。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点-----岩锚6、“轨索滑移法”实现了工厂化节段整体拼装，提高了梁段的安装精度；采用“窗口”铰合龙技术，成桥线型平顺。四、工程质量情况除了索、鞍、车的研制以外，还需要考虑：场地狭小不能进行匹配拼装，精度的保证问题；牵引方式的设计、拼梁场的设置、隧道出洞的方式，拼梁场的设备安装等问题，二）工程主要质量特色与亮点-----桁梁所有加工制造细则（钢桁梁、主缆、吊索、索鞍索夹等）均要通过首工件试验、专家评审、监理按细则规定步骤执行。加工厂具备14.5米长的数控钻床，能保证杆件孔眼标准化。为无匹配拼装的实现奠定了基础。3、编制加工、制造的操作细则（如焊接、铸造、机加工等）四、工程质量情况钢桁梁厂内（1+1+1）立体试拼装检验杆件加工制造精度，确定拼装顺序。钢桁梁立体试拼装二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁四、工程质量情况茶洞岸拼梁场：通过分开存、拼梁场地，利用悬崖壁已有梁槽，用地2552m2完成拼梁场建设，避免进行大开挖来形成场地，保护了生态环境。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点-----钢桁梁吉首岸利用设计已有梁槽，纵向梁槽内用地2338m2四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁茶洞岸纵向荡吊，完成拼梁设备的安装。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁茶洞岸杆件转运出洞。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁冲钉镶套梁端，完成下弦杆件拼装四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁节段沿梁下轨道，移至起吊区四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁高栓施工过程可追溯性痕迹由三检单位进行高栓监控、制定工艺方法、培训工人，初终拧可追溯性；原材料检验；扭力扳手标定；标注扭转角度；温、湿度环境调整等措施保证了高栓施拧的质量。，全桥近45万套螺栓，过孔率100%四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----钢桁梁全桥桥面系共设支座3872个,桥面板1660块,钢纵梁共计1936根，项目对每一片板进行独立的二次设计，解决了剪力钉与钢筋之间的碰撞问题。7）桥面板湿接缝钢筋桥面板安装全景湿接缝钢筋与剪力钉冲突钢纵梁剪力钉分布图四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----桥面板8）桥面采用浇注式沥青混凝土施工，实现无振动碾压，防止桥面板和钢桁加劲梁结构受损；浇注式沥青混凝土密实性高，提高了桥面防水等级，保障了桥梁的耐久性。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----护栏9、桥梁健康监测系统突破管养评估瓶颈，协助工程整体全寿命周期规划。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----健康监测10、项目推广应用了BIM技术，主要应用于施工过程演示、复杂空间碰撞分析、异型构件制造、场地规划布置、关键装备设计等方面，使项目实施更高效、更科学、更精细。四、工程质量情况二）工程主要质量特色与亮点----BIM（三）装备和智慧建造保障1）搅拌站运用数字化生产控制系统，监控混凝土生产全过程四、工程质量情况

2）缆载吊机智能操控界面四、工程质量情况（三）装备和智慧建造保障3）全方位视频监控监控采用先进无线传输网络，实现长时间、无干扰连续监测和全方位监控，监测网络覆盖原材料区、搅拌生产区、浇筑区、养护区。四、工程质量情况（三）装备和智慧建造保障4）变频卷扬机运行数据测量系统变频卷扬机运行数据测量系统更直观，配合超差报警设置，及早发现异常状态，可确保牵引力的精确性。四、工程质量情况（三）装备和智慧建造保障5）温控数据、主缆应力测量数据实时传输系统应用无线通讯提高数据采集效率，提升温控、主缆调索的质量管理。四、工程质量情况（三）装备和智慧建造保障矮寨特大悬索桥绿色施工情况05五、绿色施工情况绿色施工节材节水环境保护节能节地项目以节地、节水、节能、节材和环境保护为理念，充分达到绿色施工的效果。1、节地：优化施工方案，合理利用山体地形，平面布置紧凑，达到节约用地的目的。项目驻地、临建均顺应山势分台阶搭建，防止扰动山体；在悬崖上建拼梁场，最大限度利用桥台既有红线，防止了对山体的破坏；山体开挖弃方作为填石路堤，减少了弃土场的面积。

五、绿色施工情况2、节能利用技术创新和BIM技术，达到节能降耗的效果。桥梁基础均采用扩大基础，避免了桩基施工所需机械设备的能源消耗。轨索滑移架设法减少钢梁加工，节约了电能消耗。BIM三维软件广泛使用，减少冲突及返工。五、绿色施工情况3、节水通过优化方案，减少混凝土用量，充分利用山泉水，加强水资源循环利用，达到了节约用水的目的。五、绿色