李亚东课题组 李亚东教授课题组中标世界上跨度最大的铁路钢桁拱桥施工监控项目

怒江特大桥主桥跨度490m,矢高109.5m,矢跨比1/4.475,拱轴线采用悬链线,拱轴系数为2.0,拱肋内倾角3.6578°。主拱肋用钢量27,692.7吨,高强螺栓629,480套;拱上立柱用钢6018吨,高强螺栓9,9336套;拱上钢箱梁用钢量为7,551.

56吨,高强螺栓107,148套;两岸钢-混结合梁引桥用钢量4,922.89吨,高强螺栓46,272套。全桥合计用钢量4.62万吨,高强螺栓88.2万套!在施工方面,主拱采用斜拉扣挂悬臂拼装法安装,拱上钢箱梁及钢-混结合梁采用步履式顶推法就位。

该桥的施工及施工控制面临着极为严峻的技术挑战。(1)跨度大、载荷重、环境因素复杂。怒江桥主跨达490m,居世界各类钢拱桥跨度的第七位,居世界铁路钢桁拱桥跨度的第一位;四线铁路载荷大,桥梁用钢量高;桥位处的温度变化大,风环境也十分复杂;这些均给缆索吊装系统和斜拉扣挂体系的安全以及施工过程中的测量监控带来困难。

(2)构造复杂,杆件众多、安装难度极高。怒江桥采用提篮式拱结构,吊装就位时需要对杆件空间姿态进行调整,杆件大部分为插入式(杆件间隙仅为2mm),部分杆件更是要求无间隙插入;主拱肋由1162根杆件和433个节点组成,且受地形及运输条件限制,只能采用单杆件吊装,工序复杂;对高强螺栓的定位精度要求很高,这对施工工艺和线形控制提出了更高的要求。

(3)合龙难度极大。合龙段有8根主桁杆件、4根腹杆、4根平联,总共有16根合龙杆件、20个合龙对位点;合龙段主桁杆件是在工厂按设计图一次成孔,成孔误差仅为±0.1mm,并且在合龙弦杆的过程中不允许扩孔;要顺利实现跨中多点精确合龙(误差控制在1mm之内),施工监控工作将面临极大的考验。  

自2000年以来,我系李亚东、姚昌荣课题组先后完成了多座大跨度桥梁的施工监控及技术服务工作。在钢及钢管混凝土拱桥方面,曾经承担过林织铁路纳界河特大桥(主跨352m的提篮式钢桁拱桥,跨度位列目前世界单线铁路同类桥梁之首,见图3)、准朔铁路黄河特大桥(主跨380m的铁路钢管混凝土拱桥,为世界同类桥的最大跨度者,见图4)、成都红星路南延线府河大桥(主跨150m的异形钢拱桥,桥宽69m,为国内最宽的钢桥,见图5)等桥梁的施工监控工作。

这些前期工作,为这次能够承担怒江特大桥施工监控项目奠定了坚实的技术基础。                          图3  林织铁路纳界河特大桥                                         图4  准朔铁路黄河特大桥                                              图5  成都红星路南延线府河大桥     现场技术负责人姚昌荣老师介绍说,怒江特大桥目前正在进行拱脚预埋段的施工,课题组也已提前开展了前期计算分析工作,与监控相关的各项工作也在准备之中。

项目负责人李亚东教授表示,承接到该项桥梁监控工作,不仅是业界对课题组从事施工监控及技术服务水平的认可,更是对西南交通大学桥梁学科强大实力的肯定。课题组将以桥梁工程系作为坚实的技术后盾,以施工安全和质量控制为监控主线,积极配合怒江大桥业主、设计、施工、监理和钢结构制造单位,完成好怒江特大桥施工监控任务,为服务国家西部交通建设贡献才智,为实现"一带一路"做出积极贡献。