科技成果

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成果名称: 悬拼可调曲率钢拱支架现浇拱桥施工关键技术研究

成果登记号: 9612020Y0056

第一完成单位: 中铁二十局集团有限公司

联 系 人: 梁之海

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 城市建设与社会发展

应用行业: 建筑业

成果简介:

由中铁二十局集团有限公司施工的宜巴线下牢溪桥危桥改造工程合同段起于K9+010,终于K9+475.073,全长465.073m。左幅桥梁起点桩号K9+191.96,终点桩号K9+341.04,全长149.08m;右幅桥梁起点桩号K9+199.96,终点桩号K9+324.04,全长124.08m。主桥为单跨90m箱型拱桥,拱轴线为悬链线,拱轴系数m=1.5,矢跨比为1/5.233,无铰拱体系。原设计拆除方案为:拱圈施工原设计方案采用预制加缆索吊安装。该方案存在工序繁杂,现场协调难度大,现场临近既有桥梁交通管制时间长,安全风险大等难点。

1、主要技术内容

1)主拱圈轻型钢拱支架的结构设计研究;2)轻型拱支架的受力检算研究;3)采用缆索吊悬拼安装轻型拱架施工技术研究;4)轻型钢拱支架水袋预压施工技术;5)现浇主拱圈施工技术

2、应用推广情况

宜昌下牢溪桥危桥改造项目为湖北宜昌市控制性工程,其中主拱圈施工是该项目难点工程。现浇主拱圈施工技术含量高、安全风险大、工艺复杂,且桥位下方为国家4A旅游景区,项目临近文物保护区和既有公路,车流人流量较大,既有线安全防护要求高,风险大,且有效施工时间比较短,交叉作业频繁等特点。项目成立了课题攻关小组通过采用新工艺、新技术,重点突破了“单跨90m上承式箱型拱桥拱架结构设计,轻型拱架建模与受力检算,缆索吊悬拼安装轻型拱架与合龙施工,悬链线拱轴成型体系与监测控制,水带预压技术,无铰主拱圈箱型模板支撑体系与浇筑质量控制、既有线安全防护”等技术难题。

该桥率先通过自行设计及悬拼钢拱架受力检算方法,采用了缆索吊对称悬拼钢拱架施工技术、水带预压施工技术、无铰主拱圈箱型模板支撑体系与浇筑质量控制、既有线安全防护措施,为类似的工程项目提供了很好的施工经验。

3、成果创新

下牢溪项目主拱圈施工难度较大,安全风险高,安全防护要求高,因此自项目开工,项目通过技术攻关,对每个主要分项工程的技术方案都进行了认真的编制,并经过多次专题会议研究论证,上述施工方案就是考虑到实际情况而确定的最优施工方案。

该桥率先通过自行设计及悬拼钢拱架受力检算方法,采用了缆索吊对称悬拼钢拱架施工技术、水带预压施工技术、无铰主拱圈箱型模板支撑体系与浇筑质量控制、既有线安全防护措施,为类似的工程项目提供了很好的施工经验。

1)研发了可调曲率的钢拱支架,通过阴阳调节螺杆实现主拱圈设计线形,优化了主拱圈设计方案;

2)通过数值模拟与监测对比分析,对新型可调钢拱支架拼装、预压关键施工过程模拟,实现了对钢拱支架线型、变形和应力的控制;

3)通过对混凝土浇筑全过程中钢拱支架与先期浇筑的主拱圈混凝土共同受力分析,优化了钢拱支架的设计。