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[讨论] 全国首座钢管混凝土简支桁梁桥——汶马高速克枯特大桥提前实现半幅合龙

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redflag 发表于 2018-6-8 18:29:59 | 显示全部楼层 |阅读模式

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  6月6日,汶马高速C4合同段施工现场,机器轰鸣,车辆来回穿梭。随着最后一块30米长的钢管混凝土简支桁梁安装在已架设好的桥墩上,汶马高速克枯特大桥与汶川隧道实现成功衔接。标志着汶马高速克枯特大桥半幅施工提前一个月实现胜利合龙。# e( N1 H/ d; [& C! @: w% Q5 S
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架桥施工现场
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  汶马高速公路在汶川县境内全线长14.208km,共设置桥梁7座。克枯特大桥位于汶马高速C4合同段克枯乡境内,全长2485米,是汶马高速的控制性工程和亮点工程。$ i0 P4 \5 F% h! I% g0 `7 Z3 |
  据了解,汶马高速克枯大桥是全国首座预应力钢管混凝土简支桁梁桥,也是交通部的重点科研桥项目。该桥在施工建设中采用提前将钢架半成品进行焊接、拼装、涂装、运输等架设准备工作,利用国内发明的首台钢桁梁整幅整跨吊装专用架桥机安装。
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汶马高速克枯大桥
  克枯大桥穿越地形地质条件复杂、生态环境脆弱、环保压力大、施工风险高地段。在施工中施工单位,积极组织技术团队进行科研攻关,建设了全国首座预应力钢管混凝土简支桁梁桥,并发明国内首台钢桁梁整幅整跨吊装专用架桥机进行架设,实现高速公路整幅全断面整体吊装架设工作。“在安全优质的基础上比原定节点工期提前1个月实现半幅合龙。” 现场施工负责人介绍,该桥的胜利合龙,为10月底全桥完工打下了坚实基础。
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精彩评论10

 楼主| redflag 发表于 2018-6-8 19:03:59 | 显示全部楼层
克枯特大桥全长2.44Km,为预应力钢管混凝土简支桁梁科研桥,是全线主要控制性工点之一。上部结构为30m和40m的预应力钢管混凝土简支桁梁,下部结构为钢管混凝土柱式结构。主桁由φ670mm主管(直缝管)和φ402mm腹杆(无缝管)及φ219mm上弦管(无缝管)内灌混凝土组合而成。
        克枯特大桥采用长联体系,节点特殊设计,预应力钢管混凝土结构;上部结构采取工厂制作,现场拼装,整段吊装等特有技术,全桥不需模板。具有极限承载潜力高,抗震性能好,混凝土用量少,用钢量指标低,轻型化、整体化、块件化程度高等优点。

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汶马高速克枯特大桥,缘何引人关注?
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+ Q! G* k2 Z2 M& P; T/ a  1 首创 全桥不需要模板,现场“DIY”组装
. |/ C, C9 U. L; W# P  从外形看,克枯特大桥裸露在外面的部分都是钢结构,桥墩、桁梁等比常见的混凝土桥略显“苗条”。$ p: c, D9 J; v+ q4 ^$ `
  建设现场也很特别。传统的架桥法,是在桥梁建设地附近,建设预制场,现场浇筑桁梁等。而在克枯特大桥建设工地,只看见堆放的钢架半成品。高级焊工师现场将钢架焊接起来,组成30米或40米长的桁梁;浇入混凝土后,由特制的超大型铺装机,安置在已架设好的桥墩上。9 @4 A, u' i; e6 X7 v; M8 z. J
  牟廷敏介绍,这座桥是钢管混凝土组合桁梁桥,桥基、桥墩、盖梁、桁式主梁均是钢筋混凝土,桥面板是带钢底板的组合桥面板。该桥最大的特点是“全桥不需要模板”。( j* c$ B( ?1 X
  没有模板如何浇筑混凝土?“这些钢管就是‘模具’。”他解释。桥墩部分,确定钢管位置后,再浇筑混凝土,形成桥墩。上部结构部分,根据桥成型后的样式,分割成若干块钢管,由工厂统一定制生产,建设者只需现场“DIY”组装,焊接、注入混凝土、安装即可。
5 @" d. p% Z/ J  这种架桥技术国内首创,因此这座桥被列为交通运输部、四川省交通运输厅科研桥,也是目前国内唯一的钢管混凝土组合桁梁桥。
2 D' B! f& P$ Y8 E1 v- o0 A  作为科研桥,它具有“科技引领”的示范意义,不仅实现了桥梁建设的进步,还实现了由技术引领行业发展和产业结构转型升级。使用耗材减少,与简支桥梁比较,钢管混凝土组合桁梁桥减少混凝土用量约60%,钢材用量相当——实现了资源节约和环保;在工厂制造、现场整体安装——实现了工厂化、集约化,也确保了生产品质;作业量减小,现场工人少,由需 500人减少到只需 30余人,更多的工人则进入车间,成为产业工人。/ P( X" c9 _. V4 N+ X, A. a
  还有一个好处:建设工期更短。项目总工余洋说,在现场,焊拼一跨钢桁梁只需 20天,若采取传统方式,生产同等长度的T型梁需 30天以上。+ U# M0 v5 y- @0 u  B0 {' k* x8 \
  2 背后 破难修路,从材料应用到结构形式不断创新
$ s5 d+ T6 A/ k7 _0 S3 L& W! M0 G  为什么会想到这种架桥方式?这是由现场条件决定的。汶马高速全线几乎在深山峡谷里穿行,有的地方,连找一块可以修互通立交的完整场地都没有,要寻找到合适的场地进行现场加工、现场预制,十分困难。既有的技术条件不能满足后,新技术、新工艺、新方式应运而生。
* y+ a: p( p8 D4 ~( ?  架桥技术虽首创,但牟廷敏对于克枯特大桥的使用,极有信心。
; O7 i4 O9 M7 |* x8 B  业内有一句话,钢管混凝土桥梁,业内看中国、中国看四川。几十年来,四川公路设计院持续进行钢管混凝土桥梁的研究和实践,技术已领先全球。
9 ?$ a1 h5 @+ G# ^- K5 o" L5 i' `  在牟廷敏的办公室,记者看到厚厚的一叠书籍,是钢管混凝土桥梁的各种规范,设计规范、应用规范,行业标准、国家标准……这些已经推广应用到全国、全行业的规范和标准,由四川公路设计院牵头编制。1 {2 x2 W( a, M  V- P4 p
  理论来源于实践。第一座钢管混凝土拱桥、梁桥、斜拉桥以及世界最大跨钢筋混凝土拱桥——万县长江公路大桥、世界最大跨度钢管混凝土拱桥——合江长江一桥、世界首创全钢管混凝土桁梁桥——干海子特大桥,均诞生在四川公路设计院笔下。' R' c: {9 I* o- P# S
  “钢管混凝土桥梁集纳了钢管和混凝土各自的优点,解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题。”牟廷敏说,自1991年,首座钢管混凝土桥梁经四川公路设计院设计诞生后,迅速在业内得到推广应用,在2015年正式规范诞生前,全国建成了445座钢管混凝土拱桥。5 q" U2 K& `* K& H$ q8 Y
  在主持设计雅西高速时,牟廷敏基于多年经验,尝试从“建筑材料的变化”向“建筑结构的变化”改变,由此诞生了著名的干海子特大桥——全钢管混凝土的结构让大桥自重减轻了60%以上,抗震性能好。克枯特大桥对钢结构的创新运用则更进一步,实现了全桥不用模板。
9 g$ e- C' o7 {" F2 C/ W& t  3 探索 从“薄弱点”下手,推动行业发展  y6 \, @6 P6 O/ @" k
  从“全桥模板”到“全桥不用模板”,对钢管混凝土桥梁的探索,是不是达到极致了?“不会!”牟廷敏给出肯定的答复。6 `, r+ Q! t- ]  E
  “对设计者而言,没有一座桥是完美无瑕的。”他说,技术的发展有一个过程,即使是干海子特大桥,现在回过头来看,也还有诸多需要改进和完善的地方。时代在进步,科技也在进步,创新和探索是永无止境的。! S) R8 y7 `! m* r" {& O
  探索的方向是什么?牟廷敏表示,在一个个“建设难”迎刃而解后,“服务运营”成为新时代的命题。$ W4 W  ]4 p9 J0 j+ B! _
  以克枯特大桥为例。上部结构件在工厂生产后,拆分成若干零部件运到工地。建设现场,焊接成为了重要的一道工序。项目总工余洋告诉记者,大桥长4.4公里,而焊接长度却达到了10多公里,是桥长的数倍。' j: a6 o% W- \2 A8 I. d  V
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wyg 发表于 2018-6-8 19:44:58 | 显示全部楼层
为牟工点赞!

yangbb1201 发表于 2018-6-15 10:43:08 | 显示全部楼层
不错为牟工点赞!

nkdjgxyzy 发表于 2018-6-17 10:53:00 | 显示全部楼层
预应力是如何施加的,能看到图纸就好了

叶为衣 发表于 2018-6-30 01:03:45 来自手机 | 显示全部楼层
好厉害,这种简支梁上缘受压,不需要预应力。

wendy007 发表于 2018-7-13 18:39:39 | 显示全部楼层
全简支会否伸缩缝过多?!

boboyhb 发表于 2018-7-17 10:51:00 | 显示全部楼层
理论指标非常好,耐久性需要时间检验。

shekarry 发表于 2018-7-17 17:30:24 | 显示全部楼层
楼主能把图纸共享下吗?

seuzhxd 发表于 2018-7-22 14:43:25 | 显示全部楼层
这种组合梁为桁架式组合梁的一种,混凝土桥面板取代了桁架的上弦杆和上平联。总体来说,体系没有问题,国外(欧洲)也早已建设过类似桥梁。: ^9 x6 e7 L% O3 b
存在两个问题需要注意:' f  ^# {. ?  w" ]: B
1、桁架的腹杆与混凝土桥面板的连接,国内已经有相关单位做过足尺受力实验,大概是采用T-PBL(双开孔板剪力键)+柔性剪力钉+焊接U形钢筋的连接形式,施工质量良好的情况下,节点构造没有问题。
$ Y- Y3 H- j# a; J! _. R2、下弦杆与腹杆的连接节点是大问题。理由是:国外建造的类似桥梁,此处的连接节点大多数采用整体铸造一体成型,没有疲劳问题。而国内的设计制造大多采用焊接连接,圆管间的焊接连接受焊接质量影响较大,其次此类焊接的焊缝的疲劳细节类别在55~70MPa,焊缝质量如得不到保障,疲劳问题将十分突出!

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wc385849271 发表于 2018-9-20 10:00:17 | 显示全部楼层
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