中鐵大道干溝大橋創(chuàng)建國優(yōu)工程成果介紹

張金志

（龍里縣建筑工程質(zhì)量生產(chǎn)安全技術(shù)中心，貴州 龍里 551200）

0 引言

近年來，龍里縣建筑工程數(shù)量逐年增多，優(yōu)質(zhì)工程的創(chuàng)建越來越受到人們的重視。據(jù)統(tǒng)計，“十三五”期間，龍里縣申報并獲得貴州省安全文明施工樣板工地表彰項目 18 個、優(yōu)質(zhì)質(zhì)量結(jié)構(gòu)工程杯競賽獎表彰項目 8 個、獲得貴州省“黃果樹杯”優(yōu)質(zhì)工程獎表彰項目 1 個。特別是 2018 年以來，成功申報并獲得了國家優(yōu)質(zhì)工程獎表彰項目 2 個，開創(chuàng)了龍里縣工程項目創(chuàng)優(yōu)新記錄，具有重要的里程碑意義。中鐵貴州國際生態(tài)城中鐵大道干溝大橋工程榮獲了 2018～2019 年度第一批國家優(yōu)質(zhì)工程獎，工程項目在開工伊始，就確定了明確的創(chuàng)優(yōu)目標，施工過程采取了一系列保障措施，最終實現(xiàn)了國家優(yōu)質(zhì)工程創(chuàng)建目標。

1 工程概況

中鐵大道干溝大橋設(shè)計為雙向四車道，行車速度為 60 km/h 的市政道路，位于中鐵貴州國際生態(tài)城內(nèi)，中鐵大道是生態(tài)城內(nèi)城市基礎(chǔ)設(shè)施道路建設(shè)的重點工程，干溝大橋是中鐵大道全線控制性工程。橋梁全長 285 m（97.5 m+97.5 m+3×30 m），共計 6 個墩臺，其中主橋為中央索面獨塔矮塔式雙面斜拉橋，橋長 195 m，引橋為等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，橋長 90 m。干溝大橋 2# 主塔總高 137 m，下塔柱墩高 87 m，墩身下部采用矩形承臺，墩身上部支點處梁高 9 m，上塔柱高 41 m。下塔柱與上塔柱截面通過橢圓實心、橢圓空心、橢圓空心花瓣和橢圓實心花瓣等截面形式不斷漸變，最終呈現(xiàn)“蘆笙”造型，為全國首創(chuàng)［1，2］（見圖 1）。

圖1 干溝大橋全景圖

2 創(chuàng)優(yōu)目標

工程質(zhì)量目標：貴州省優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程競賽獎、貴州省“黃果樹杯”優(yōu)質(zhì)工程獎、國家優(yōu)質(zhì)工程獎。

安全文明施工目標：貴州省安全文明施工樣板工地。

質(zhì)量管理目標：貴州省優(yōu)秀 QC 小組。

科技創(chuàng)新目標：申報貴州省科學(xué)技術(shù)進步獎、貴州省施工工法、國家專利。

3 工程施工特點

3.1 主塔墩身設(shè)計新穎

干溝大橋橫跨 V 型巫山大峽谷，為國家 4A 級景區(qū)，谷底無水，為避免橋梁施工時對峽谷植被的破壞，將主墩基礎(chǔ)設(shè)于谷底，同時結(jié)合實際考慮景區(qū)景觀效果及當?shù)孛褡鍏^(qū)域特色，最終采用“蘆笙”樂器造型的獨塔矮塔斜拉橋設(shè)計方案（見圖 2）。

圖2 大橋“蘆笙”造型近景圖

3.2 高墩異形結(jié)構(gòu)模板施工

主塔墩基礎(chǔ)采用 9 根 2.5 m 直徑鉆孔灌注樁，樁基礎(chǔ)橫向、縱向各 3 排，矩形承臺平面尺寸為 14.5 m×14.5 m，承臺厚 5 m。墩身下段 2～55 m 范圍為橢圓空心墩，墩身中間段 55～65 m 范圍為漸變段，漸變段為橢圓形截面漸變至橢圓花瓣形截面，墩身上段 65～87 m 范圍為橢圓花瓣形薄壁空心墩，上塔柱為橢圓實心花瓣截面，上塔柱頂端為“蘆笙”造型，為施工帶來了不小技術(shù)難度。為此，該工程設(shè)計加工橢圓花瓣形模板，首次采用從橢圓形模板漸變至橢圓花瓣形的異形截面鋼模板（見圖 3、圖 4）。相關(guān)施工技術(shù)申報獲得了實用新型專利：《一種可移動循環(huán)使用模板背肋裝置》。

圖3 主塔墩身異形結(jié)構(gòu)局部圖

圖4 橢圓花瓣形截面施工圖

3.3 高墩環(huán)向大懸臂 0 號塊施工

干溝大橋主梁 0 號塊為四面環(huán)向大懸臂狀態(tài)，柱墩高 87 m，墩頂尺寸為 6.6 m（橫向）×7.8 m（縱向），支點梁高 9 m，長 14 m，寬 25 m?？v向最大懸臂長 3.1 m，橫向最大懸臂長 9.2 m。0 號塊混凝土澆筑量為 1 207 m3，四周懸空混凝澆筑量為 810 m3。0 號塊截面為單箱三室斜腹板箱梁，箱梁梁高從 9 m 漸變至 3 m，底板寬度從 10 m 漸變至 15.77 m，頂板寬 25 m，翼緣板寬 3.5 m。與同類型橋梁 0 號塊施工相比，施工安全風險系數(shù)高、技術(shù)難度大。工程設(shè)計采用了一種多層井字形組合輻射狀的三角形托架布置方式，有效地解決了 0 號塊箱梁斜腹板四周懸臂澆筑的難題（見圖 5、圖 6）。相關(guān)施工技術(shù)申報獲得了國家發(fā)明專利《一種多層井字形輻射狀 0# 塊托架結(jié)構(gòu)》。

圖5 大橋 0 號段托架安裝圖

圖6 大橋 0 號段施工圖

3.4 塔吊電梯一體化連接運行

在常見的施工中，都是將起重塔吊與施工電梯分開在不同的部位安裝使用。由于干溝大橋高墩異形結(jié)構(gòu)設(shè)計受力特點及基于施工質(zhì)量安全生產(chǎn)方面的考慮，不允許在 0 號塊箱梁底板和斜腹板上預(yù)留施工洞口，導(dǎo)致塔吊和電梯必須在距離墩身表面 7 m 以外安裝，這給塔吊和電梯安裝及使用帶來了極大困難和安全隱患，若采用傳統(tǒng)的安裝模式，無法滿足安全使用要求。因此，該項目研究采用了塔吊電梯一體化連接運行設(shè)計方案，采用電梯三鏈桿超長附著和四桿兩面多鉸的電梯附著將塔吊與電梯連接成為一體化運行，有效規(guī)避了在墩身安裝大量預(yù)埋件和在 0 號段箱梁結(jié)構(gòu)上開孔的缺陷［3］。該施工技術(shù)申報獲得了國家發(fā)明專利：《一種施工電梯附著與塔吊的連接裝置》。

3.5 寬箱梁掛籃施工

干溝大橋掛籃采用 4 榀主桁架的菱形掛籃，掛籃較寬且重量達 150 t。若采用傳統(tǒng)的掛籃后錨方式，在提高掛籃空載工況的行走速度和保證掛籃的安全行走方面難度較大，且掛籃使用存在較大的安全風險，如何保證大橋?qū)捪淞簯冶凼┕さ陌踩窃擁椖康闹攸c之一。項目通過研究設(shè)計采用空腹式掛籃軌道和內(nèi)外反扣輪構(gòu)成掛籃自平衡反扣后錨固體系、上下可調(diào)及垂直懸空內(nèi)外反扣行走防御和可拆卸式內(nèi)模骨架，有效解決了箱梁頂板寬、腹板為斜腹板和中隔墻為實心截面的技術(shù)難題，降低了掛籃空載前移時的安全風險，提高了施工效益［4］。相關(guān)施工技術(shù)申報獲得了國家發(fā)明專利 1 項：《一種組合式內(nèi)膜骨架結(jié)構(gòu)》，獲得實用新型專利 2 項：《一種掛籃自平衡反扣輪結(jié)構(gòu)》《一種掛籃空腹式行走軌道結(jié)構(gòu)》。

4 工程獲獎及科研成果情況

中鐵貴州國際生態(tài)城中鐵大道干溝大橋工程先后獲得中國中鐵節(jié)能減排標準化工地、貴州省“安康杯”優(yōu)勝單位、全國“安康杯”優(yōu)勝班組等榮譽?！短岣邟旎@行走速度研究》獲得貴州省優(yōu)秀 QC 成果、《提高橋梁鋼筋工程施工質(zhì)量》獲中國中鐵優(yōu)秀 QC 成果。獲得國家發(fā)明專利 5 項、國家實用新型專利 7 項。

《“蘆笙”造型塔墩高墩矮塔斜拉橋建造關(guān)鍵技術(shù)研究》科研課題成果獲得貴州省科學(xué)技術(shù)進步三等獎、中國施工企業(yè)管理協(xié)會科學(xué)技術(shù)進步二等獎。

《反力架預(yù)壓掛籃施工工法》《高墩環(huán)向大懸臂 0# 塊托架施工工法》《可調(diào)分離式背肋模板施工工法》《空腹式軌道及自平衡反扣輪掛籃行走施工工法》《斜拉橋混凝土箱梁可拆卸式內(nèi)模骨架施工工法》《頂推鎖定一體化勁性骨架合龍段施工工法》《可移動式高墩薄壁空心墩內(nèi)操作平臺施工工法》《跨越式貝雷梁輔助邊跨合龍段合龍施工工法》《滿堂支架錯位搭設(shè)施工工法》等 9 項工法獲貴州省省級工法《上下可調(diào)及內(nèi)外懸空反扣式掛籃行走防御施工工法》及《預(yù)應(yīng)力鋼絞線雙頂退錨施工工法》獲得中國公路建設(shè)行業(yè)協(xié)會公路工程工法。

項目榮獲了貴州省優(yōu)秀工程勘察設(shè)計一等獎、貴州省安全文明施工樣板工地、貴州省優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)工程競賽獎、貴州省“黃果樹杯”優(yōu)質(zhì)工程獎，最終獲得了 2018～2019 年度第一批國家優(yōu)質(zhì)工程獎表彰，且該項目是龍里縣第一個獲得國家優(yōu)質(zhì)工程獎表彰的項目。

5 社會經(jīng)濟效益

5.1 社會效益

中鐵大道干溝大橋是中鐵貴州國際生態(tài)城內(nèi)一座造型新穎、別具匠心的獨塔矮塔斜拉橋，是貴州省內(nèi)市政橋梁工程領(lǐng)域中第一個獲得國家優(yōu)質(zhì)工程獎表彰的項目。干溝大橋作為中鐵大道的關(guān)鍵控制性工程，大橋的建成完善了生態(tài)城內(nèi)的交通路網(wǎng)，為生態(tài)城到貴陽龍洞堡國際機場打通了更便捷的通道，成為推動生態(tài)城與省會貴陽市綜合發(fā)展的堅實紐帶。同時，“蘆笙”造型的干溝大橋彰顯了當?shù)厣贁?shù)民族文化特色，獨具造型的大橋與巫山大峽谷 4A 級國家景區(qū)交相呼應(yīng)，為龍里縣增添了一道靚麗的風景。

5.2 經(jīng)濟效益

項目部立項《“蘆笙”造型塔墩高墩矮塔斜拉橋建造關(guān)鍵技術(shù)研究》科研課題，在技術(shù)方面進行了大量的創(chuàng)新，確定研究路線和研究計劃，研究成果有效解決了干溝大橋 0 號塊四面大懸臂、塔吊及施工電梯安裝、掛籃預(yù)壓和行走安全、合攏段合龍、斜拉索施工及邊跨現(xiàn)澆段施工配重等難題，為企業(yè)和項目取得了良好的經(jīng)濟效益，節(jié)省施工費用、管理費、材料費及機械設(shè)備租賃費大約 747 萬元，其研究成果也可供類似橋梁工程建設(shè)借鑒與應(yīng)用。

6 結(jié)語

干溝大橋的建成為龍里縣，乃至貴州省增加了一座獨具特色的精品工程。大橋從工程開工就制定了《中鐵大道干溝大橋工程質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)規(guī)劃》，明確了創(chuàng)建貴州省“黃果樹杯”優(yōu)質(zhì)工程獎、國家優(yōu)質(zhì)工程獎的創(chuàng)優(yōu)目標。項目嚴把工程質(zhì)量、安全生產(chǎn)關(guān)，在工程前期做到了有目標、有措施，建設(shè)過程中不斷攻克施工技術(shù)難題，為創(chuàng)建國優(yōu)工程奠定了堅實基礎(chǔ)，所得研究成果及施工經(jīng)驗可為類似橋梁建設(shè)提供借鑒。