水盤(pán)高速公路北盤(pán)江大橋的創(chuàng)新與實(shí)踐貴州路橋集團(tuán)有限公司韓洪

水盤(pán)高速公路北盤(pán)江大橋的創(chuàng)新與實(shí)踐貴州路橋集團(tuán)有限公司韓洪舉項(xiàng)目概況

01

北盤(pán)江，珠江的支流，全長(zhǎng)449公里。在貴州境內(nèi)，全長(zhǎng)327公里，大致從西北方向的云南，往東南方向延伸，匯入紅水河，流入廣西境內(nèi)。全流域高差近2000m，河谷深切。北盤(pán)江上究竟有多少大橋？21345678廣西云南惠興高速公路北盤(pán)江大橋（2×220m）杭瑞高速公路北盤(pán)江大橋（720m）水盤(pán)高速公路北盤(pán)江大橋（290m）水柏鐵路北盤(pán)江大橋（236m）貴昆高鐵北盤(pán)江大橋（445m）關(guān)興公路北盤(pán)江大橋（388m）史迪威公路北盤(pán)江橋（30m）鎮(zhèn)勝高速公路北盤(pán)江大橋（636m）項(xiàng)目概況布置形式

（5×30m）+

（82.5+220+290+220+82.5m）

+

（7×30m）

先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁

主跨290m空腹式預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)

先簡(jiǎn)支后連續(xù)T梁

項(xiàng)目概況主跨290m，位列同類(lèi)型連續(xù)剛構(gòu)橋梁中主跨跨度亞洲第一，世界第三。技術(shù)創(chuàng)新

02結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立技術(shù)創(chuàng)新超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)索的布置形式施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下三方面：技術(shù)創(chuàng)新——結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立

對(duì)于路橋工程師來(lái)講，建造大跨徑的鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁，最大的困擾是：在運(yùn)營(yíng)期，結(jié)構(gòu)跨中下?lián)虾土芽p的相互影響、相互作用和相互疊加，致使結(jié)構(gòu)進(jìn)一步劣化。解決該問(wèn)題的辦法主要有兩種：一是，增大截面，提高結(jié)構(gòu)剛度。二是，減小跨徑。三是，施工方法。技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立

但在本橋建設(shè)中，由于在水城岸出現(xiàn)了大型的、串珠型溶洞，采用常規(guī)的剛構(gòu)橋布置，要么穿過(guò)溶洞，要么占用河道。減小跨徑在本橋上是行不通的。技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立

利用拓?fù)鋬?yōu)化的方法，將巨大的根部段，對(duì)結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度比較小的部分，優(yōu)化掉。這樣的結(jié)果：自重減輕，結(jié)構(gòu)仍然維持較大的剛度。

那么，我們采用增大主梁墩身附近的根部粱段的高度，來(lái)增加結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)剛度。但這樣，結(jié)構(gòu)的自重會(huì)大大增加。技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立35m57m技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立結(jié)構(gòu)要素與參數(shù)

利用拓?fù)鋬?yōu)化及正交試驗(yàn)分析，從橋型概念設(shè)計(jì)層次上驗(yàn)證了空腹式橋型體系的合理性，并提供幾種典型跨徑合理設(shè)計(jì)的參考尺寸和建立新橋型主要設(shè)計(jì)參數(shù)的合理取值方法，為該新型橋梁發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立

但同樣，也可以這樣進(jìn)行理解，該橋型具有拱-梁組合的力學(xué)特征，抗變形能力強(qiáng)。技術(shù)創(chuàng)新————結(jié)構(gòu)體系創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)參數(shù)的建立技術(shù)創(chuàng)新——超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力長(zhǎng)索的布置形式技術(shù)創(chuàng)新———超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力索布置形式

在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，隨著索長(zhǎng)的增加和曲線的增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力損失很大，對(duì)于本橋來(lái)講，按照常規(guī)的方法，單T的最大索長(zhǎng)超過(guò)286m。采用交叉布索的形式，可以大大減小預(yù)應(yīng)力索的長(zhǎng)度。技術(shù)創(chuàng)新———超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力索布置形式

在實(shí)際施工中，通過(guò)延長(zhǎng)張拉的持荷時(shí)間，進(jìn)一步保證張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力在管道內(nèi)得到充分的傳遞。

索長(zhǎng)＜50m持荷時(shí)間5分鐘索長(zhǎng)50m~100m，持荷時(shí)間10分鐘；索長(zhǎng)＞100m，持荷時(shí)間15分鐘科技創(chuàng)新———超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力索布置形式技術(shù)創(chuàng)新——施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)

整個(gè)橋的施工難點(diǎn)集中在三角區(qū)域部分，我們?cè)谧魇┕し桨笗r(shí)，做了多方面的比較，主要考慮以下因素：1、要切合設(shè)計(jì)意圖；2、減少施工安全風(fēng)險(xiǎn)；3、盡量控制施工成本；技術(shù)創(chuàng)新———施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新———施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新———施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)

工藝工法：下弦斜爬掛籃結(jié)合臨時(shí)扣掛系統(tǒng)懸澆、上弦支架結(jié)合移動(dòng)模架滯后下弦節(jié)段現(xiàn)澆

技術(shù)創(chuàng)新———施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)

研制的大傾角、變曲率、可斜向行走的上置斜爬式掛籃獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。技術(shù)創(chuàng)新———施工工藝創(chuàng)新及設(shè)備研發(fā)獲獎(jiǎng)情況貴州省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)魯班獎(jiǎng)、詹天佑獎(jiǎng)、李春獎(jiǎng)運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀03

該橋從2013年8月13日建成通車(chē)以來(lái)，經(jīng)過(guò)多次的橋梁年檢，橋梁各方面運(yùn)行良好。并委托原來(lái)的監(jiān)控單位，對(duì)橋梁的線型、位移、外觀情況進(jìn)行了8次監(jiān)測(cè)，持續(xù)到2017年12月。下面分別是2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）四次檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比。運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀樁號(hào)右幅內(nèi)、外側(cè)平均高程以2013年8月高程為基準(zhǔn)實(shí)測(cè)變化量測(cè)試時(shí)間2013.82015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.122015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.12測(cè)試溫度209.817.520.5102111.523.511.79.817.520.5102111.523.511.77#1123.0451123.0381123.051123.0471123.041123.0471123.041123.0481123.04-742-51-53-5K31+2001122.0451122.0361122.0471122.0441122.0361122.0431122.0371122.051122.039-92-1-9-2-85-6K31+2201122.1541122.1451122.1511122.1541122.1411122.151122.1441122.1551122.143-9-30-13-4-101-11K31+2401122.2331122.2171122.2261122.2281122.2161122.2231122.2231122.2281122.214-16-7-5-17-9-10-4-18K31+2601122.3131122.2931122.3081122.3051122.2961122.3041122.2961122.311122.295-20-5-8-16-8-17-3-18K31+2801122.4421122.4241122.4331122.4371122.4211122.4331122.4241122.4381122.42-19-9-5-21-9-18-4-22K31+3001122.5261122.5131122.5221122.5221122.5081122.5191122.5161122.5251122.505-13-4-4-18-6-100-21K31+3201122.6281122.611122.6271122.6191122.611122.6211122.6091122.6271122.603-180-9-18-7-180-25K31+3401122.7011122.6841122.71122.6961122.6791122.6941122.6781122.7011122.67-18-1-5-23-7-230-31K31+3451122.711122.6921122.7061122.7041122.6861122.7011122.6851122.7081122.677-19-4-7-25-10-25-2-34K31+3601122.6331122.6141122.6271122.6251122.6071122.6231122.6111122.6291122.597-20-6-9-26-11-22-5-36K31+3801122.5521122.5251122.5441122.5391122.5241122.541122.5221122.5471122.515-27-8-13-28-13-30-5-37K31+4001122.4651122.4411122.4551122.4591122.4371122.4551122.4371122.4631122.43-25-10-6-29-11-28-3-36K31+4201122.3761122.3471122.3631122.3681122.3481122.3641122.3531122.3711122.34-29-12-7-28-12-22-4-35K31+4401122.2691122.2381122.2551122.2531122.2391122.2521122.2371122.2591122.231-31-14-16-30-18-32-10-38K31+4601122.2211122.1981122.2091122.2141122.1931122.2081122.1951122.2161122.191-24-12-8-28-14-26-5-30K31+4801122.1361122.1161122.1271122.1321122.1161122.1251122.1231122.1341122.113-20-8-4-20-11-13-2-238#1123.061123.0391123.0521123.0561123.041123.0581123.0441123.0571123.037-21-8-4-20-2-16-3-235號(hào)墩6號(hào)墩7號(hào)墩8號(hào)墩9號(hào)墩10號(hào)墩和2013年8月成橋時(shí)（溫度20℃）進(jìn)行對(duì)比，跨中最大位移32mm2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀5號(hào)墩6號(hào)墩7號(hào)墩8號(hào)墩9號(hào)墩10號(hào)墩

以2013年8月（溫度20℃）為基準(zhǔn)，扣除溫度影響（理論計(jì)算），跨中最大位移15mm

通過(guò)不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)的沉降觀測(cè)比對(duì)說(shuō)明：本橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常合理，抵抗變形的能力非常強(qiáng)，為大跨徑鋼筋混凝土橋梁的推廣，有著較強(qiáng)示范效應(yīng)。推廣應(yīng)用

04

貴黃高速公路貴定連接線甘溪特大橋，橋梁主橋采用155+300+155m預(yù)應(yīng)力混凝土空腹式連續(xù)剛構(gòu)

以北盤(pán)江大橋?yàn)槔喝珮蚬?jié)段共計(jì)34個(gè)，其中三角區(qū)匯合以前11個(gè)節(jié)段，一個(gè)對(duì)應(yīng)節(jié)段需要上、下兩次澆筑共有16個(gè)節(jié)段。那么：

全橋共需要做節(jié)段施工的次數(shù)：16×2+（34-16）=50次按照通常剛構(gòu)施工的周期12/節(jié)段計(jì)算，實(shí)際施工時(shí)間為：50×12=600天（其中三角區(qū)域占用時(shí)間為384天）跨越兩個(gè)春節(jié)和其他節(jié)假日：600+60=660天

因此：施工周期長(zhǎng)，成為制約這種橋型發(fā)展的重要障礙。

所以在此，也希望對(duì)該種橋型有興趣的同行們，能夠提出一個(gè)更好的解決辦法。

在此，我也提一個(gè)不成熟的想法供大家參考：鑒于本橋在三角區(qū)的特點(diǎn)，下弦為主要的傳力路徑（體現(xiàn)拱的效應(yīng)），因此下弦的剛度比較大