1南丹至天峨下老高速公路天峨龙滩特大桥

一、主要完成单位

广西南天高速公路有限公司、广西路桥工程集团有限公司

二、推荐单位

广西交通投资集团有限公司

三、主要完成人

黎水昌、黄香健、沈耀、罗小斌、邓祥明、白伟、王蔚丞、龙晨杰、黎娅、匡志强、侯凯文、黄志发、黄崧、刘兴炎、唐雁云

四、项目简介

天峨龙滩特大桥是南丹至天峨下老高速公路的控制性工程，位于龙滩水电站上游6km处。该桥由广西交通投资集团有限公司投资，广西北部湾投资集团有限公司下属广西路桥集团承建。全桥长2488.55m，其中主桥采用计算跨径600m的上承式劲性骨架混凝土拱桥方案，建成后将是世界上最大跨径的拱桥，将超越目前世界最大跨径混凝土拱桥——北盘江大桥445m，实现混凝土拱桥的“百年跨越”，是拱桥发展史上的里程碑。项目的建设，代表着大跨拱桥施工建造工艺和技术又一次进步，开创世界600米级拱桥新纪元。

作为在建的世界最大跨径拱桥，难度风险高，科研载体多，研究方向广，社会价值大。

五、主要技术内容及创新点

（一）主要技术内容

1.劲性骨架钢结构加工制造及运输技术。针对拱肋钢结构加工制造过程复杂、精度和线形要求高等难题，提出一套劲性骨架钢结构加工制造技术，在保证拱肋钢结构质量的同时，大大提高了拱肋钢结构的生产速度，缩短了工期；针对劲性骨架节段体积大、重量大、刚度小，运输难度大，节段翻身易变形等问题，首次将桅杆吊引入拱桥建设领域，并研发出桅杆吊对拱肋节段进行空中翻身及吊运的技术，不仅解决了节段翻身易变形的问题，也满足了全年任何时间段、不同水位的节段运输要求。

2.山区大跨度钢管混凝土劲性骨架悬臂拼装技术。研发出数字化的桥梁用缆索起重装备、“过程最优，结果可控”的一次张拉扣索索力优化计算方法、“桩基承台+超长锚索”的扣地锚组合体系、分离式的斜拉扣挂装备、拱肋节段接头快速连接装置及方法，从而总结出一套山区大跨度钢管混凝土劲性骨架悬臂拼装技术。不仅将吊装线型等精度控制在毫米级范围内，有效解决大跨度拱桥拱圈线形控制难题，而且实现每天一个节段的安装，大大缩短了工期。

3.外包混凝土多环多段浇筑工艺及装备施工关键技术。研发出三环七段八工作面的浇筑工艺，降低骨架的受力，以相互平衡为原则确定各分段的浇筑顺序，解决不均衡加载引起的混凝土开裂问题；研制出外包混凝土模架装备，以高空作业地面化为原则，再结合设计悬吊式组合式脚手架，解决高空作业施工作业平台问题。

天峨龙滩特大桥在建设过程中实现科技创新突破及示范，为打造“中国桥梁”国家新名片贡献智慧，为广西建筑行业再增添“信息化、智能化”标签。拱桥施工科技创新应走中国特色自主创新道路，应引领世界拱桥技术新的突破，而天峨龙滩特大桥是一个契合度非常高的平台。

（二）创新点

1.劲性骨架钢结构加工制造及运输技术

依托项目全桥钢结构重量为8405t；焊缝长度为152060m；全桥共分为48节段，零件总数为155000件左右。针对拱肋钢结构加工制造过程复杂、精度和线形要求高等难题，提出了一套相应的施工工法。从排版套料、下料、筒节、主弦管、片装、节段制作及匹配等关键工序进行充分论证与把控。该技术在保证拱肋钢结构质量的同时，大大提高了拱肋钢结构的生产速度，从而缩短了工期。

此外，本项目钢管劲性骨架结构比传统的钢管拱拱肋体积大、重量大、刚度小，运输难度大，节段翻身易变形。同时，桥址位于龙滩库区，全年水位差达45m。针对以上问题，首次将桅杆吊引入拱桥建设领域，并研发出桅杆吊对拱肋节段进行空中翻身及吊运的技术，不仅解决了节段翻身易变形的问题，也满足了全年任何时间段、不同水位的节段运输要求。

以上技术形成了一套施工工法，授权实用新型专利1项。

2.山区大跨度钢管混凝土劲性骨架悬臂拼装技术

天峨龙滩特大桥位于天峨县龙滩库区内，两岸坡陡壑深。主桥跨径600m的劲性骨架拱桥，矢高125m，桥位区水深达100余米，主拱劲性骨架安装采用缆索吊运斜拉扣挂工艺安装，需克服场复杂地形地貌、横风、水位剧烈变化等影响，施工难度大。开展山区大跨度钢管混凝土劲性骨架悬臂拼装技术研究，分别提出了塔架锚固于高墩0#块上的永临结合技术、扣索断开在墩身（扣塔）上前后张拉技术、拱肋节段斜拉扣挂一次张拉计算理论与控制技术、“桩基承台+超长锚索”组合式预应力扣地锚、外法兰接头装置等关键技术，不仅将吊装线型等精度控制在毫米级范围内，有效解决大跨度拱桥拱圈线形控制难题，而且实现每天一个节段的安装，大大缩短了施工工期。

以上技术形成了受理发明专利3项，授权实用新型专利2项。

3.外包混凝土多环多段浇筑工艺及装备施工关键技术

天峨龙滩特大桥的劲性骨架外包混凝土施工，将主宰大桥建设的成败。大桥拱顶径向截面高8m，拱脚劲性截面高12m，拱肋合龙后，需将2.6万m³的混凝土外包在拱肋包裹，形成大桥最终的受力主体。大跨径外包混凝土的最大难点为不均衡的加载致使结构失稳或混凝土开裂，以及如何进行高空施工这两个问题。针对以上问题年开展了相应的研究，提出了三环七段八工作面的浇筑工艺及其模架装备。该技术已在1:1足尺模型中得到成功应用，下一步力争解决实桥混凝土施工中不均衡加载引起的混凝土开裂和高空倾斜施工平台等难题，实现快速施工。

六、标准及专利情况

已获得5项专利受理，其中3项实用新型专利获得授权：

发明专利：一种永临结合的组合式地锚

发明专利：一种拼装塔架用塔脚锚固装置及方法

实用新型专利：一种拱肋节段空中翻身用的吊点捆绑装置（授权）

实用新型专利：一种半幅喂梁全幅架设的预制梁架设方法（授权）

实用新型专利：一种适用软弱岩层的桩板式地锚（授权）

七、社会经济效益及推广应用情况

本项目所提出的劲性骨架钢结构加工制造及运输技术、山区大跨度钢管混凝土劲性骨架悬臂拼装技术、外包混凝土多环多段浇筑工艺及装备等新技术、新工艺和新设备，不仅提高施工效率和施工质量，有效的保证了天峨龙滩特大桥的高质量建设，也降低了该桥型在施工方面的难度，全面提升500～700m跨度劲性骨架混凝土桥型相对斜拉桥、悬索桥的竞争性，推动超大跨径劲性骨架混凝土拱桥的发展，具有很高的经济价值和社会价值。研究成果在保证天峨龙滩特大桥高质量建设的同时，将为我国在山区修建铁路、公路、国家战略工程川藏铁路、中国——东盟通道建设提供重要支撑。

图1 桅杆吊吊运节段至运输船

图2 缆索吊装斜拉扣挂作业

图3 缆索吊装斜拉扣挂系统

图4 钢结构加工制造

图5 外包混凝土试验节段