三索面三主桁公铁两用斜拉桥建造技术汇报

三索面三主桁公铁两用斜拉桥

建造技术一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用目录

一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用武汉天兴洲公铁两用长江大桥位于武汉长江二桥下游10公里天兴洲江段，是武汉市三环线、京广高铁和沪汉蓉Ⅰ级铁路干线的过江通道。大桥研究始于1992年，2004年开工建设，是我国铁路客运专线建设启动最早的工程。武昌

主桥位于长江南汊，根据通航、防洪等要求，孔跨布置为（98+196+504+196+98）m。196m98m504m196m98m为节约桥位资源，减少建桥对环境的影响，并降低工程总投资，首次将三种交通功能集中在一座大桥上实现，桥梁设计总活载达到351kN/m，桥宽达30m；由于航道要求，主跨超过500m，使得天兴洲长江大桥成为世界上跨度最大、承载最重的公铁两用斜拉桥，给工程建设带来了巨大的挑战，必须采用创新技术予以解决。一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用为了解决六线公路、四线铁路桥梁荷载重、桥面宽带来的技术挑战，需突破常规的双索面、两主桁结构型式，研究开发多索面、多主桁结构。总体思路:列车高速运行对桥梁刚度的要求非常高，在合理布置桥梁跨度的基础上，还要研究提高桥梁结构整体性的技术措施。总体思路:为降低高空作业风险、提高作业效率，现代桥梁施工应尽量减少工地现场作业，有必要研究整体化快速施工方法。总体思路:在世界上首创了三索面三主桁斜拉桥新结构，解决了桥梁跨度大、桥面宽、活载重、列车速度快带来的技术难题，实现了我国铁路桥梁跨度从300m级到500m级的飞跃。创新点一：三索面三主桁斜拉桥结构三索面三主桁结构是一个完全的空间结构，现有规范不完全适用，项目组通过大量的理论和试验研究，制订了专用设计规定。三索面斜拉桥索的数量多，开发了专利技术“利用单元原始尺寸确定斜拉桥施工中间状态的方法”，实现了斜拉索索力的精确控制。创新点一：三索面三主桁斜拉桥结构采用三索面三主桁结构后：主桁断面的整体性和刚度得到增强，主桁杆件受力得到改善。铁路横梁跨度从30m减小到15m，高度降低1m，横梁钢材用量减少50%以上。创新点一：三索面三主桁斜拉桥结构30m15m15m铁路横梁首次采用边跨公路混凝土桥面板与主桁结合、中跨公路面钢正交异性板与主桁结合共同受力的混合组合结构。创新点二：钢-混凝土板桁混合组合结构公路混凝土桥面板创新点二：钢-混凝土板桁混合组合结构公路桥面钢正交异性板创新点二：钢-混凝土板桁混合组合结构项目组通过大量的试验研究，提出了主桥中跨及边跨部分梁段共计756m范围内，公路桥面采用钢正交异性板与主桁结合，两侧边跨各168m范围内，公路桥面采用混凝土板与主桁结合的技术方案。756m168m168m创新点二：钢-混凝土板桁混合组合结构边跨混凝土板既是承载结构，又起到压重作用，解决了超大跨度公铁两用斜拉桥中跨加载时的边墩负反力问题，同时提高桥梁结构的竖向刚度以适应高速列车运行。创新点二：钢-混凝土板桁混合组合结构钢桁梁安装采用节段整体架设技术，实现了我国钢桁梁架设从传统的单根杆件安装向工厂整体制造、工地大节段架设的转变。创新点三：钢桁梁节段整体架设技术创新点三：钢桁梁节段整体架设技术创新点三：钢桁梁节段整体架设技术三主桁桁段架设最大的技术难点在于17个连接点的空中对接问题。提出“2+1”的工厂连续匹配方法，解决对接点的横向匹配问题；三吊点荷载自动控制架梁吊机，解决对接点的竖向、纵向匹配问题。创新点三：钢桁梁节段整体架设技术传统的散拼安装方法：一个节段分39次吊装，工地焊缝多达14条。整节段架设方法：一个节段1次吊装，工地焊缝仅剩2条。创新点三：钢桁梁节段整体架设技术创新点三：钢桁梁节段整体架设技术创新点三：钢桁梁节段整体架设技术首创吊箱围堰锚墩定位及围堰随长江水位变化带载升降技术，实现了大型深水围堰的精确定位，提高了围堰的渡汛能力。创新点四：吊箱围堰锚墩定位及带载升降技术

锚墩定位技术提高了围堰定位精度：围堰平面位置偏差小于3cm，垂直度偏差小于1/2000，对角扭转小于2cm。将挡水结构和钻孔平台的功能合二为一。根据水位条件，无需拆除钻孔设备，即可实现围堰的带载快速升降。创新点四：吊箱围堰锚墩定位及带载升降技术优化提出了直径3.4m的钻孔桩方案。研发了KTY4000型全液压动力头钻机和配套的施工工艺。创新点五：直径超过3m的深水钻孔桩技术及装备一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用跨度大(主跨504m)承载能力大(设计总活载351kN/m)芜湖长江大桥主跨为312m

跨度大(主跨504m)承载能力大(设计总活载351kN/m)厄勒海峡桥主跨为490m

跨度大(主跨504m)承载能力大(设计总活载351kN/m)岩黑岛桥设计总活载254kN/m跨度大(主跨504m)承载能力大(设计总活载351kN/m)在关键建造技术上：首创了三索面、三主桁斜拉桥新结构；首次应用板桁混合组合结构；首次应用钢桁梁节段整体架设技术；首次应用吊箱围堰锚墩定位及围堰带载升降技术。这几项关键技术是天兴洲长江大桥建造技术的核心，拥有自主知识产权，在国内外均未见应用报道。

KTY4000型钻机的成功研制，将深水钻孔能力从3m直径提高至４m。钻机的核心技术与国际先进技术相当。一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用专利：发明专利10项，实用新型专利3项专利号专利名称专利类型专利号专利名称专利类型ZL03128219.9钢吊箱整体浮运锚墩预施拉力定位、兼作钻孔平台方法发明ZL200710168893.0重型架梁起重机发明ZL200710169050.2大型钢桁梁杆件翻身装置及其翻转杆件方法发明ZL200710052939.2钢桁架桥合龙顶拉装置发明ZL200710051552.5三片或多片桁架结构式主梁发明ZL200810237406.6钢梁悬臂架设时的双向可调式后锚固装置发明ZL200810046943.2利用单元原始尺寸确定斜拉桥施工中间状态的方法发明ZL200820230518.4一种挂桩牛腿实用新型ZL200910119848.5三桁钢桁梁线形控制方法发明ZL200820113329.9大型钢吊箱围堰带载升降装置实用新型序号工法名称工法类别编号年份1天兴洲斜拉桥钢桁梁整节段安装施工工法国家工法YJGF074-200820082梁模合一型移动模架施工工法部级工法TJBJGF-07•08-0392008工法：获得第27届国际桥梁大会乔治·理查德森大奖（TheGeorgeS.RichardsonMedal,27thInternationalBridgeConference）。

该奖项每年颁发给一个近期完成的在世界桥梁工程设计、施工、科研方面取得杰出成就的工程项目。武汉天兴洲长江大桥与“天河一号”计算机、“嫦娥二号”卫星等被同列为2010年中国工程科技重大成就。——中国工程院点评中国工程科技成就天兴洲公铁两用长江大桥这种多索面多主桁结构，将会在宽桥面桥梁的建造中发挥重要的作用。——前国际桥梁与结构工程协会副主席，中国工程院院士项海帆这是一个了不起的、令世人印象深刻的成就，雄伟、壮观、气派！它承载了现今世界桥梁上最重的荷载。——国际桥梁大会主席坎贝尔

从世界桥梁发展历程来看，上世纪二、三十年代桥梁技术发展的焦点在美国，到了四、五十年代，欧洲各国桥梁建设快速发展，日本桥梁建设是在七、八十年达到高峰期的。而今，世界桥梁界都把目光聚焦到了中国，目前中国的桥梁建设规模、技术水平，特别是大跨度桥梁的建设水平已跃居世界前列。——前国际桥梁与结构工程协会主席伊藤学一、项目背景二、总体思路及创新点三、国内外同类技术先进性对比四、知识产权、他人评价五、推广应用及经济社会效益六、推动行业科技进步和提高行业竞争力的作用安庆铁路长江大桥铜陵公铁两用长江大桥三索面三主桁结构：已在安庆铁路长江大桥、铜陵公铁两用长江大桥等多项工程中应用。三主桁结构：已在南京大胜关长江大桥、郑州黄河公铁两用桥等多项工程中应用。南京大胜关长江大桥郑州黄河公铁两用桥广州东平水道铁路桥推广应用嘉绍大桥超大直径钻孔桩技术及设备：已成为国内大型桥梁深水基础建造的首选。推广应用武汉二七长江大桥超大直径钻孔桩技术及设备：已成为国内大型桥梁深水基础建造的首选。推广应用马鞍山长江大桥超大直径钻孔桩技术及设备：已成为国内大型桥梁深水基础建造的首选。推广应用黄冈长江大桥超大直径钻孔桩技术及设备：已成为国内大型桥梁深水基础建造的首选。1、采用三索面三主桁结构节约用钢量3330t，减少投资4995万元。2、采用三主桁结构铁路横梁高度减小1m，桥下净空不变，可缩短引桥长度333.4m，减少投资6668万元。3、采用直径3.4m钻孔桩比采用2.5m钻孔桩节约投资约1500万元。4、采用大型吊箱围堰整体浮运、精确定位、带载升降技术，减少了工序转化时间，节约费用约500万元。5、采用KTY4000型钻机进行钻孔作业，相应减少费用约1000万元。6、钢桁梁采用三片主桁整节段架设，节约费用约1000万元。

经济效益共节约费用15663万元将三个过江通道集中在一座桥梁上，节约了桥位资源和土地资源，并最大限度地减小了建桥对长江水环境的影响。社会效益

工程建设中采用了钢桁梁整体节段架设等多项创新技术，总工期提前了7个月，提前实现了长江两岸新的快速道路的贯通，为湖北省可持续发展创造了有利条件，带来了巨大的社会效益。一、项目背