项目名称:

全焊接大节段钢桁梁桥建造关键技术

主要完成单位:

中铁山桥集团有限公司、中铁大桥局集团有限公司、燕山大学、中铁九桥工程有限公司、中铁山桥(南通)有限公司

项目背景:

桥梁用钢材的发展、施工装备的进步,给桥梁向大跨径、高强度方向发展提供了支撑,钢桥梁近年逐步向大节段整体架设的发展。在这一背景下,需要研发出一套完整的全焊接大节段钢桁梁桥建造关键技术,来满足更大跨径、更高强度的跨江或跨海桥梁的施工需求。

项目依托工程沪苏通长江公铁大桥主航道桥为五跨斜拉桥,主跨1092m,为目前世界最大跨度的公铁两用斜拉桥,全长2296m,上层为六线公路,下层为四线铁路,采用三片主桁结构,桁式采用“N”形桁。标准段公路桥面采用正交异性整体钢桥面板结构,铁路桥面采用整体钢箱结构。

该桥采用大节段钢桁梁整体制造、架设方案,整节段最大吊重达1744t,受力大的主塔和辅助墩部位首次采用Q500qE钢。标准节间距14m,每个主桁节点设有横联,主梁标准节段采用两个节间为一个全焊节段进行工厂整体制造。

创新成果:

首次研发了500兆帕级高强高韧桥梁钢成套焊接技术,攻克了焊接接头低温冲击韧性低、热敏感性强等技术难题,支撑了我国第六代桥梁钢Q500qE的钢板和接头性能指标制定,课题成果已纳入《铁路桥梁用结构钢》TB/T 3556-2020,为《铁路钢桥制造规范》Q/CR 9211-2015的后期修订提供了技术支撑。

首次研发了全焊接大节段钢桁梁整体制造技术,提出的全焊接大节段钢桁梁的模块化拼装、焊接变形分步控制和实时监控测量方法,解决了因焊接变形离散度大导致的几何尺寸精度控制难题,课题成果已纳入《公路钢结构桥梁制造和安装》JTG/T 3651-2022,为《铁路钢桥制造规范》Q/CR 9211-2015后期修订提供了技术支撑。

首次研制了世界上最大起重量1800t、自适应多支点均衡的步履式架梁吊机,提出了大节段钢桁梁整体悬拼对接和合龙施工方法,实现了大节段长悬臂钢桁梁整体节段的安全、高效、精准安装。

推广应用情况:

项目成果在沪苏通长江公铁大桥项目上进行了示范应用,节段制造精度及架设施工质量满足技术要求,焊接质量优良,社会效益显著,具有广阔的应用前景。截止目前,各项技术已成功用于芜湖长江公铁大桥、平潭海峡公铁大桥、瓯江北口大桥等重点工程项目的建设,在提升钢桁梁施工效率,保证施工的安全和质量方面取得了良好效果。为今后类似工程提供了借鉴,国内在建桥梁如常泰长江大桥等均采用了本成果成功经验。