【桥隧创新周周探】天峨龙滩特大桥

Weekly on Bridges and Tunnels

▲  天峨龙滩特大桥效果图

我的 名片

• 姓名 ： 天峨龙滩特大桥

• 生日 ：在建

• 籍贯 ：广西

• 长度 ：2488.55米

• 类型 ：上承式劲性骨架混凝土拱桥

• 特点 ：主桥为单跨600米的上承式劲性骨架混凝土拱桥，是拱桥发展史上跨径首次突破600米大关

• 建设单位 ：广西交通投资集团有限公司

• 设计单位 ：广西交通设计集团有限公司

• 施工单位 ：广西路桥工程集团有限公司

  
  

天峨龙滩特大桥 全长2488.55米，其中主桥为单跨600米的上承式劲性骨架混凝土拱桥，是拱桥发展史上跨径首次突破600米大关，在桥梁发展史上具有里程碑式意义。特大桥桥址处于复杂陡峭山区，且位于龙滩自然保护区，施工工作面狭小，巨型古滑坡体、破碎的强风化泥质砂岩、顺层坡、局部裂隙发育等复杂地质情况给施工带来极大困难。针对施工过程中的重难点进行分析，研究相对于的施工技术，建立一整套600米跨劲性骨架混凝土拱桥的建造关键技术，确保特大桥安全、高质量的建成。项目的建设，将进一步完善600米级大跨拱桥建设核心技术，再一次推动世界拱桥建设技术的发展，具有强大的社会效益，同时，也成为中国由桥梁大国向桥梁强国迈进的有力见证。

项目围绕超大型拱桥基础施工、钢管拱桁加工与制作、600米跨径钢管拱桁的安装、600米跨径劲性骨架混凝土拱桥管内混凝土及外包混凝土浇筑等多项关键施工技术。具体如下：

我的 独特之处

（一）基础地基处理创新技术。针对拱座基础地基存在破碎的强风化泥质砂岩、顺层坡、局部裂隙发育等不良地质情况，研究基底注浆等创新技术。

（二）大型基础施工技术。开展大型基础快速施工技术研究，建立“勘察、设计、施工、监测”成套信息化施工关键技术系统。

（三）大体积混凝土温控技术。首先，针对拱座基础大体积混凝土易开裂问题，采用大掺量粉煤灰及水化热调控技术制备了低温升抗裂大体积混凝土。在此基础上，采用数值仿真模拟和现场监测手段，对大体积混凝土浇筑过程中的混凝土温升规律进行研究，提出有效温控措施。

2021年1月南丹岸拱座浇筑

2021年3月下老岸拱座浇筑

超大跨径钢管混凝土劲性骨架加工制造的特点是：

（一）制造周期长、工序多、累积误差大。

（二）材料级别高，结构分段焊接制造，焊接变形导致装配过程更加复杂且变形校正难度大。

（三）结构尺寸大、制造精度要求高。

（四）零部件形状尺寸多样，单元件的安装具有方向性，结构配套难度大。综合上述特点，600米级跨径的劲性骨架拱桥，劲性骨架的加工制造显得尤为重要。然而零部件加工误差累积、零部件安装误差累积、焊接变形累积、劲性骨架在受力之后的形变等各方面因素，影响着劲性骨架的精确合龙以及结构的安全。

220t桅杆吊起重机

劲性骨架加工制造

（一）缆索吊运系统设计。针对桥位区域地形陡峭，围绕600米跨径钢管劲性骨架顺利吊装进行系统研究设计，天峨龙滩特大桥共52个节段，其中节段最长为30.5米，最重为169t，为顺利将拱肋节段起吊到指定位置安装，结合现场地形以及桥梁自身特点，对缆索吊运系统的总体布置进行研究，确定系统的起重能力、吊塔位置、地锚位置及形式等等，从而解决拱肋吊装问题。

（二）斜拉扣挂系统设计。由于现场地形限制，大桥无法实现吊扣合一的布置，因此还需针对斜拉扣挂系统进行设计，研究确定扣索张拉端、锚固端以及扣塔位置及构造，并通过计算确定扣索根数及张拉力，从而确定扣地锚的布置，实现拱肋节段的安装和固定。

提出“桩基承台+超长锚索”扣地锚组合体系，总结出一套巨型古滑坡堆积体中超长锚索的施工工艺，在保证承台水平力控制的前提下，提出合理科学的扣挂施工工序，建立一套完整的“桩基承台+超长锚索”组合式扣地锚施工技术。

缆索系统安装

（三）拱肋悬臂快速拼装技术。为实现拱肋快速安装，采用悬臂拼装技术，通过对拱肋安装过程进行研究，优化运输、吊装以及施工，实现一天完成一个节段的安装，提高施工效率。

（四）索塔位移控制技术。天峨龙滩特大桥塔架采用装配式重型塔架，在拱肋安装过程中，由于主索、扣索前后角度不同，使塔架产生位移，影响塔架的稳定性、安全性以及拱肋安装质量，为解决以上问题，对塔架位移控制技术进行研究，将塔架位移控制在安全范围内。

（五）拱桁线形控制方法。为提高拱肋安装效率和施工质量，对拱肋线形的有效控制进行研究，通过建立有限元模型，结合影响矩阵，以拱肋在整个安装过程中张拉一次为原则进行计算，解决大跨径拱桥施工过程中存在的扣索索力均匀性较差、线形调整繁琐、线形偏差较大等问题。

（六）拱肋抗风研究。在拱肋吊装期间，风速以及风向对拱肋节段的安装具有较大的影响，通过对拱肋安装顺序，封拱脚时期的选择进行研究，减小风对系统的影响，提高系统可控性和安全性。

（一）研发多环多段浇筑工艺，解决不均衡加载引起的混凝土开裂问题。工艺研发的总体思路为：竖向分环，减小加载的荷载，利用已浇筑环的强度，增加骨架的受力，提高安全储备；纵向分段，分析拱肋受力控制点的影响线，以相互平衡为原则确定各分段的浇筑顺序，必要时，增设调载索进行调控，控制结构的瞬时应力，实现外包混凝土的安全浇筑。

多环多段浇筑工艺

（二）研发外包混凝土模架装备，解决高空倾斜施工混凝土等难题。装备研发的思路为：以高空作业地面化为原则，底模在拱肋吊装节段同时安装，减少高空作业量。拱肋为变截面，以外包混凝土施工段为单元，设计易于安拆、调整的模板单元，确定模板的吊运移动路径，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。

（三）采用自动化监测技术，对三万立方米外包混凝土浇注过程拱桁变形进行监测，揭示其内力变形规律，并提出相应的控制措施。

外包混凝土施工示意图

施工吊架三维模型图

通过对特大桥以上设计、材料、施工、运维等4个主要方面核心技术的研究，将确保特大桥安全、高质量的建成，不但是成功建成天峨龙滩特大桥的技术支撑，还可降低工程造价，将极大推动世界拱桥建设技术的发展。

经济社会意义

天峨龙滩特大桥作为南丹至天峨下老高速公路的控制性工程，对南天高速的建成通车发挥着至关重要的作用，建成后的南天高速将结束广西天峨县不通高速公路的历史，彻底改变天峨县目前的交通窘境，为天峨县的发展带来更多的机会。