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三索面三主桁公铁两用斜拉桥建造技术

 
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  1.主要技术内容

  近年来,我国正在进行大规模的基础设施建设,为满足可持续发展的需要,节约土地、节约资源是摆在建设者面前的重要课题。长江是我国第一大河,航运繁忙,通航净宽要求高,两岸多是经济繁荣区域,港口众多,岸线及土地资源紧张,桥位资源越来越稀缺。因此,将公路、铁路、市政道路和城市轨道交通等建设在同一座多通道公用桥梁上,是节约桥位资源、满足长江航运要求、节约工程总投资和减少建桥对环境影响的优势选择。

  多通道公用桥梁通常采用双层钢桁梁桥,随着同一座桥梁上承载的交通功能增多,桥梁荷载更重、宽度更大,若采用传统的双索面双主桁布置,存在主桁杆力过大、横向受力不合理、主梁断面的整体性差不利于列车的高速运行等问题。为此,项目组针对大跨度多通道公用桥梁开展研究,在世界上首创了三索面三主桁公铁两用斜拉桥新结构,并开展了建造技术的系统研究,形成了一整套建造技术,主要创新点有:

  (1)在世界上首创了三索面三主桁斜拉桥新结构。建立了一套空间桥梁结构设计方法,解决了桥梁跨度大、桥面宽、活载重、列车速度快带来的难题。

  (2)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,解决了超大跨度公铁两用桥梁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。

  (3)在国内外首次采用钢桁梁整节段架设技术,开发了三主桁整节段空间三向匹配工法。在内河航道水深和通航高度受限的条件下,实现了钢桁梁工厂整体制造、工地大节段架设的突破。

  (4)首创吊箱围堰锚墩定位及围堰随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。

  (5)研制了KTY4000型全液压动力头钻机,把深水钻孔能力从3m直径提高至4m;研制了700t架梁吊机,实现了整节段架设中的多点起吊和精确对位。

  2. 授权专利情况

  获发明专利19项,实用新型专利6项。

  3. 技术经济指标

  研究成果成功应用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥建设,节约工程直接投资1.5亿元,并使该桥提前7个月于2009年5月建成。项目的成功应用,实现公铁两用桥梁活载从20.2t/m到35.1t/m、跨度从312m到504m的飞跃。

  4. 应用推广情况及效益情况

  该项技术的各项成果首先应用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥,大桥上层为六车道公路,下层为两线I级干线和两线客运专线铁路。该桥是世界上第一座四线铁路流线公路公铁两用斜拉桥,主跨504m为世界公铁两用斜拉桥跨度之首,也是世界上活载最大的桥梁。

  项目成果已成功推广应用于铜陵公铁两用大桥等10余座大跨度桥梁建设中。研发的架梁吊机和超大直径钻机已批量生产,广泛应用于桥梁施工。近三年累计新增销售额126.6亿元,新增利润1.8亿元,新增税收2.6亿元。