“侧位拼装+大悬臂横移”——上跨青荣城际连续钢桁梁大悬臂横移设计、施工关键技术研究

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  基本情况:

  随着我国高铁规模的极速扩张,大量高铁桥梁建设中面临跨越既有繁忙客运专线、施工作业空间有限等技术难题。为此,本课题依托潍莱右线跨青荣铁路特大桥(120+82)m连续钢桁梁工程,创造新的采用了“侧位拼装+大悬臂横移”的施工技术,悬臂长度82m,为全国之最;同时,该桥也是国内首座免涂装使用的高速铁路全焊接耐候钢桁梁桥,技术特色鲜明。

准备横移施工的钢桁梁

施工完成的钢桁梁

  课题组进行了数年的技术攻关,通过设备研发、室内试验、理论分析、数值模拟、现场测试及工程应用等手段,形成了上跨繁忙客运专线大跨度钢桁梁侧位拼装、大悬臂横移施工及监测关键技术。课题主要研究内容及创新成果如下:

  (1)提出了基于可靠度反演理论的大悬臂钢桁梁抗倾覆稳定安全系数评估方法。该方法在给定目标可靠指标和考虑结构参数随机性的前提下,采用可靠度反演理论,求解大悬臂钢桁梁在横移施工中的抗倾覆稳定安全系数,揭示了抗倾覆稳定性与设计参数的耦合关系。

  (2)研发了适用于大悬臂横移施工的滚轮式自纠偏滑块,保证了大悬臂横移施工的精准就位;研发了基于陶质衬垫的单面焊两面成型工艺,极大提升了耐候钢的焊接效率,降低了高空焊接风险;通过开展室内试验,解决了高强耐候钢的焊材匹配以及现场焊接工艺选择的难题。

  (3)以层次分析法为基础,引入补偿竞争风险聚合算法,提出了大悬臂钢桁梁拖拉施工灰色模糊风险评估模型,科学评价了各风险源及整个项目的风险等级,为风险控制措施的提出提供了理论支撑。

  (4)利用光纤光栅传感器,对大悬臂横移过程中钢桁梁及横移辅助结构的应力监测;利用测量技术人和三维激光扫描仪对钢桁梁线形进行联合监测,丰富了桥梁变形监测中数据的呈现形式,形成了连续钢桁梁大悬臂横移施工多维线形控制技术。

  (5)采用多源高精度传感器,建立了耐候钢连续钢桁梁健康监测系统;基于结构可靠度理论,提出了基于健康监测的钢桥构件承载力可靠性评估方法,为钢桁梁的安全运营提供理论和技术支撑。

  曾获荣誉:

  课题完成了3项发明专利、4项实用新型专利、5篇学术论文、2项施工工法,总体达到了国内领先水平。成果在潍莱右线跨青荣铁路特大桥(120+82)m连续钢桁梁、胶济胶黄上行联络线64m钢桁梁和烧香河特大桥(96m钢桁梁)工程等推广应用,提升了桥梁施工速度与质量,降低了施工成本,保证了耐候钢钢桁梁的安全运营,经济、社会效益显著,推广应用前景广阔。

  成果荣获中国施工企业管理协会工程建设科学技术奖二等奖;山东土木建筑科学技术奖二等奖。

责编:闫晓辉
审签:何泉峰
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