石武客專懸臂施工連續(xù)梁立項(xiàng)書.doc

大跨預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁橋懸臂施工關(guān)鍵技術(shù)研究一、 立項(xiàng)依據(jù)1、研究現(xiàn)狀目前，我國高速鐵路建設(shè)正處于大發(fā)展、大跨越的時(shí)期，規(guī)劃到2020年我國將建成客運(yùn)專線1.6萬公里以上，形成“四縱四橫”的客運(yùn)專線營運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。橋梁比例大，高架橋、大跨橋多是客運(yùn)專線橋梁的主要特征。由于連續(xù)梁橋型采用對(duì)稱懸臂澆筑施工受場地限制小，可以跨越河流、峽谷、既有線路、低矮建筑物等，所以擁有十分廣闊的應(yīng)用空間和發(fā)展前景。但是，隨著連續(xù)梁跨徑的增大，對(duì)稱懸臂施工連續(xù)梁結(jié)構(gòu)的安全性，尤其是由于施工偏載引起的結(jié)構(gòu)安全性、成橋后梁體整體線型和受力與設(shè)計(jì)的吻合度、為簡化施工工序而進(jìn)行的掛籃設(shè)計(jì)和可操作性是我們進(jìn)行連續(xù)梁對(duì)稱懸臂施工不得不面臨和解決的幾個(gè)問題。本項(xiàng)目依托石武客專鄭州東樞紐之西南下行聯(lián)絡(luò)線跨越正線和西北聯(lián)絡(luò)線特大橋（70+120+70）m連續(xù)梁掛籃懸臂施工，通過對(duì)該橋懸臂施工的臨時(shí)固結(jié)體系、三角掛籃設(shè)計(jì)、施工方案、線形監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)、應(yīng)力監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)等關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，形成了臨時(shí)固結(jié)體系、掛籃設(shè)計(jì)與計(jì)算、施工方案與施工監(jiān)控三個(gè)技術(shù)研究報(bào)告，不僅節(jié)約了成本，保證了橋梁優(yōu)質(zhì)高效地順利建成，而且致力于形成指導(dǎo)該類型橋梁施工的標(biāo)準(zhǔn)，為今后同類型施工方法的橋梁施工提供借鑒和經(jīng)驗(yàn)參考。2、項(xiàng)目研究開發(fā)對(duì)公司的推動(dòng)作用對(duì)項(xiàng)目科研立項(xiàng)內(nèi)容的研究，對(duì)公司而言，具有積極而深遠(yuǎn)的意義和影響：（1）提高公司大跨徑PC連續(xù)梁橋懸臂施工專項(xiàng)施工技術(shù)水平。 （2）為公司實(shí)踐和培養(yǎng)了一批關(guān)于大跨徑PC連續(xù)梁橋懸臂施工方面的人才。 （3）樹立公司在橋梁專項(xiàng)施工上的良好形象，有利于進(jìn)一步開拓市場。 （4）為公司技術(shù)能力和科研水平的發(fā)展積累基礎(chǔ)、提供支持。（5）為公司今后同類型施工方法的橋梁施工提供借鑒和經(jīng)驗(yàn)參考。3、項(xiàng)目達(dá)到的技術(shù)水平及市場前景目前國內(nèi)統(tǒng)計(jì)的中跨達(dá)120m以上的單線有碴軌道懸臂施工PC連續(xù)梁并不多見，本項(xiàng)目立項(xiàng)課題的研究對(duì)大跨PC連續(xù)梁橋懸臂施工的應(yīng)用達(dá)集團(tuán)公司領(lǐng)先、省部乃至國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平。本項(xiàng)目研究的PC連續(xù)梁懸臂施工臨時(shí)固結(jié)體系，提高了施工過程中結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，保證了施工過程的安全；三角輕型掛籃的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，簡化了施工工序，可操作性強(qiáng)；施工方案與線型應(yīng)力監(jiān)控技術(shù)保證了梁體線形圓順、成橋狀態(tài)受力符合設(shè)計(jì)要求，特別是采用混凝土臨時(shí)支撐和鋼管柱（鋼軌傳立柱）臨時(shí)支撐相結(jié)合的臨時(shí)固結(jié)體系，安裝、拆卸方便，使得鋼管柱（鋼軌傳力柱）能夠回收再利用，避免了材料浪費(fèi)，縮短了工期，減少了對(duì)環(huán)境的污染，節(jié)約了成本，對(duì)施工生產(chǎn)具有積極意義，可直接應(yīng)用于生產(chǎn)建設(shè)。今后我們將繼續(xù)實(shí)踐課題結(jié)論，爭取通過3到5座橋的成功實(shí)踐，熟練掌握該橋型懸臂施工的規(guī)律，形成標(biāo)準(zhǔn)，向兄弟單位推廣。二、研究開發(fā)內(nèi)容和目標(biāo)1、項(xiàng)目主要內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目主要內(nèi)容：石武客專鄭州東樞紐之西南下行聯(lián)絡(luò)線跨正線及西北聯(lián)絡(luò)線特大橋（70+120+70）m連續(xù)梁采用三角形掛籃懸臂施工，梁高在30m以上，全橋共分67個(gè)梁段，其中，懸臂施工63個(gè)梁段，支架施工4個(gè)梁段，跨徑之大，在單線有碴軌道橋梁施工中較少見，尤其是邊合攏段（16#塊）混凝土施工時(shí)，懸臂結(jié)構(gòu)達(dá)最不利受力狀態(tài)，臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)體系的安全性是保證施工過程安全的前提；三角形輕型掛籃的設(shè)計(jì)和應(yīng)用便于操作，大大簡化了施工工序，有利于縮短工期，節(jié)約成本；橋梁整體位于圓曲線上，合理優(yōu)化施工方案，采取逐段線型和應(yīng)力監(jiān)控，保證了梁體的線形圓順，使成橋狀態(tài)受力符合設(shè)計(jì)要求。研究關(guān)鍵技術(shù)：1.臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)體系研究；2.三角形輕型掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算；3.施工方案與線型、應(yīng)力監(jiān)控。2、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)（1）混凝土臨時(shí)支撐與鋼管臨時(shí)支撐相結(jié)合的臨時(shí)固結(jié)體系，克服了了單純的大體積混凝土臨時(shí)固結(jié)體系拆除施工難的問題和鋼管混凝土臨時(shí)支撐浪費(fèi)材料，污染環(huán)境的問題，而且兩臨時(shí)支撐措施形成了雙保險(xiǎn)，提高了對(duì)于懸臂偏載的安全系數(shù)，保證了懸臂施工過程的安全。（2）將Midas軟件引入掛籃設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算，建立了掛籃的三維模型，對(duì)掛籃工作過程中的最不利工況進(jìn)行仿真分析，提出了改進(jìn)和加固意見，設(shè)計(jì)出自身重量輕、移動(dòng)方便、承載能力大且適合本梁體的三角形輕型掛籃，并通過載荷試驗(yàn)驗(yàn)證掛籃的承載能力和變形特性。（3）采用自適應(yīng)控制原理的線形控制方法對(duì)大跨PC連續(xù)梁進(jìn)行線型監(jiān)控，保障了該橋的合攏精度和成橋線形。3、主要技術(shù)指標(biāo)(1) 臨時(shí)固結(jié)體系采用混凝土臨時(shí)支撐與鋼管臨時(shí)支撐相結(jié)合，在保證縱、橫向連接措施的情況下，鋼支撐管面外穩(wěn)定安全系數(shù)，面內(nèi)穩(wěn)定安全系數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單純鋼管混凝土固結(jié)的穩(wěn)定安全系數(shù)，確保鋼立柱面內(nèi)面外都不會(huì)失穩(wěn)。(2)用Midas軟件建立掛籃的三維梁單元模型，通過對(duì)掛籃最不利工作狀態(tài)進(jìn)行分析和理論計(jì)算，將掛籃的錨固安全系數(shù)由不低于2.0提高到不低于6.0。(3)將線型檢測(cè)和控制方法引入連續(xù)彎梁懸臂施工，使最終合攏段標(biāo)高偏差僅+3mm，合攏段中線偏差僅6mm。三、研究開發(fā)方法及技術(shù)路線研究開發(fā)方法：主要采用類比法和對(duì)比法。根據(jù)本橋梁的自身結(jié)構(gòu)、所處位置、周邊環(huán)境等因素，綜合考慮，在施工方案合理、理論計(jì)算確鑿的情況下，摒棄我單位常用的單純鋼管混凝土臨時(shí)固結(jié)體系和單純混凝土臨時(shí)固結(jié)體系，設(shè)計(jì)出適合本梁體施工的臨時(shí)固結(jié)結(jié)構(gòu)和三角形輕型掛籃，并將線型監(jiān)控方法引入懸臂施工，用于控制梁體線形、內(nèi)力，以期梁體成橋狀態(tài)符合設(shè)計(jì)要求。技術(shù)路線：由劉輝（工學(xué)碩士）擔(dān)任科研課題組長，并聘請(qǐng)了蘭州交通大學(xué)劉世忠（教授、博導(dǎo)）、公司技術(shù)中心平栓玲（主任）作顧問和指導(dǎo)，對(duì)研究課題進(jìn)行了全面的理論分析和模擬計(jì)算，通過實(shí)踐論證，證明施工方案切實(shí)可行，能有效指導(dǎo)實(shí)際施工。四、現(xiàn)有研究開發(fā)基礎(chǔ) （1）雄厚的科研技術(shù)力量。由工學(xué)碩士劉輝擔(dān)任科研課題組長，帶領(lǐng)一批高等院校畢業(yè)、且有幾年工作經(jīng)驗(yàn)的（高級(jí)）工程師，能將理論知識(shí)充分應(yīng)用于實(shí)踐，并聘請(qǐng)了蘭州交大知名教授、博士生導(dǎo)師劉世忠，公司技術(shù)中心主任平栓玲作為科研課題顧問和指導(dǎo)。 （2）公司在懸臂施工方面的經(jīng)驗(yàn)和做法。我單位對(duì)連續(xù)梁懸臂施工方法和施工技術(shù)已比較成熟，有完善的施工工法、獲得國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)證明的QC攻關(guān)、完整的技術(shù)總結(jié)，對(duì)本次科研大有裨益。 （3）公司的大力支持和配合。我單位對(duì)科研一向高度重視，對(duì)本次科研提供了大量的人力、物力、財(cái)力配合，確?？蒲心馨搭A(yù)期順利進(jìn)行。 （4）現(xiàn)行的國家、鐵道部有關(guān)客運(yùn)專線橋梁建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)指南等。 （5）橋梁設(shè)計(jì)圖。單線有碴軌道懸臂施工PC連續(xù)梁 跨度（70+120+70）m 曲線石武客專鄭武施圖（橋參）I-27 五、研究開發(fā)項(xiàng)目組人員名單序號(hào)姓 名性別出生年月（技術(shù)）職稱學(xué)歷畢業(yè)院校職務(wù)1劉輝男1982.07助工碩士蘭州交通大學(xué)主管工程師/課題組長2何嶺男1974.05高工大學(xué)本科中南大學(xué)項(xiàng)目指揮長3李亞東男1982.12工程師大學(xué)本科華北水利水電學(xué)院項(xiàng)目經(jīng)理4黃廣衛(wèi)男1980.02工程師大學(xué)本科石家莊鐵道學(xué)院項(xiàng)目總工5任慧軍男1971.08助工高中/項(xiàng)目副經(jīng)理6柴磊男1983.05助工大學(xué)專科石家莊鐵道學(xué)院技術(shù)主管7馬文燦男1974.10工程師大學(xué)?？铺m州交通大學(xué)項(xiàng)目副總工8劉生榮男1982.02工程師大學(xué)本科石家莊鐵道學(xué)院工程部長9孟憲偉男1982.08工程師大學(xué)本科中南大學(xué)安質(zhì)部長10劉同斌男1984.05助工大學(xué)本科中南大學(xué)技術(shù)員11楊曉杰男1986.07助工大學(xué)本科華東交通大學(xué)技術(shù)員12盧奇男1987.10助工大學(xué)本科同濟(jì)大學(xué)技術(shù)員13楊學(xué)鵬男1986.01助工大學(xué)本科石家莊鐵道學(xué)院技術(shù)員14張亮男1986.11助工大學(xué)本科蘭州交通大學(xué)技術(shù)員15王金星男1982.09助工大學(xué)本科中南大學(xué)技術(shù)員16陳凱男1987.01技術(shù)員大學(xué)?？脐兾麒F職技學(xué)院技術(shù)員17馬兵男1986.07技術(shù)員大學(xué)?？脐兾麒F職技學(xué)院技術(shù)員18姚志芳女1982.05工程師大學(xué)本科華東交通大學(xué)預(yù)算主管19戴瑋女1988.07助工大學(xué)本科華東交通大學(xué)技術(shù)員20李飛宇男1989.01助工大學(xué)本科鄭州測(cè)繪學(xué)院測(cè)量主管21文凱男1987.10助工大學(xué)本科蘭州交通大學(xué)測(cè)量22李偉男1987.02技術(shù)員大學(xué)專科陜西鐵職技學(xué)院測(cè)量23王亞軍男1988.12技術(shù)員中專鄭州測(cè)繪學(xué)校測(cè)量24付超男1985.10助工大學(xué)?？脐兾麒F職技學(xué)院實(shí)驗(yàn)員25段崇明男1955.06/高中/安全總監(jiān)26付崇強(qiáng)男1986.12技術(shù)員大學(xué)?？?安全員27趙國昌男1966.11/高中/群安員28李國友男1963.09/高中/領(lǐng)工員29刁安輝男1971.08/高中/領(lǐng)工員30羅榮強(qiáng)男1959.10/初中/技術(shù)指導(dǎo)31白樹根男1966.11/初中/技術(shù)指導(dǎo)32朱德新男1952.06/初中/技術(shù)指導(dǎo)33褚水安男1952.04/初中/技術(shù)指導(dǎo)34李國只男1970.09技術(shù)員高中/技術(shù)指導(dǎo)35張長夏男1966.09技術(shù)員高中/技術(shù)指導(dǎo)36張銀木男1964技術(shù)員高中/技術(shù)指導(dǎo)六、計(jì)劃工作進(jìn)度2009年11月至2010年1月，梁體設(shè)計(jì)圖紙審核、三角掛籃設(shè)計(jì)計(jì)算并委外加工、制造。2010年2月至2010年3月，墩頂混凝土臨時(shí)固結(jié)澆筑、0#塊段梁體混凝土施工、體外鋼支撐管（鋼軌傳立柱）臨時(shí)固結(jié)體系設(shè)計(jì)計(jì)算。2010年4月，掛籃載荷預(yù)壓、拼裝。2010年5月，體外鋼支撐管（鋼軌傳立柱）臨時(shí)固結(jié)體系搭建。2010年6月至2011年2月初，懸臂段（1#15#塊段）完成施工，梁體線型及內(nèi)力監(jiān)控同步進(jìn)行。2011年2月至2011年3月，全橋邊、中跨合攏。2011年4月至2011年5月，架橋機(jī)、運(yùn)梁車等機(jī)械設(shè)備（往返）通過該聯(lián)懸臂現(xiàn)澆梁。七、費(fèi)用預(yù)算情況序號(hào)費(fèi)用項(xiàng)目費(fèi)用（萬元）備注1一、研發(fā)活動(dòng)直接消耗的材料、燃料和動(dòng)力費(fèi)用21.材料60032.燃料15043.動(dòng)力費(fèi)用6056二直接從事研發(fā)活動(dòng)的本企業(yè)在職人員費(fèi)用71.工資、薪金16082津貼、補(bǔ)貼5093獎(jiǎng)金30101112三、專門用于研發(fā)活動(dòng)的有關(guān)折舊費(fèi)（按規(guī)定一次或分次攤?cè)牍芾碣M(fèi)的儀器和設(shè)備除外）131.儀器80142.設(shè)備1301516四、專門用于研發(fā)活動(dòng)的有關(guān)租賃費(fèi)171儀器50182設(shè)備2001920五、專門用于研發(fā)活動(dòng)的有關(guān)無形資產(chǎn)攤銷費(fèi)211.軟件222.專利權(quán)233.非專利技術(shù)2425六、專門用于中間試驗(yàn)和產(chǎn)品試制的磨具、工藝裝備開發(fā)及制造費(fèi)1202627七、研發(fā)成果論證、鑒定、評(píng)審、驗(yàn)收費(fèi)用202