蘇北大橋跨長軌基地及編組站懸灌連續(xù)梁橋施工技術(shù)研究_

1、附件1：中鐵四局集團有限公司科技項目立項申報表項目名稱蘇北大橋跨長軌基地及編組站懸灌連續(xù)梁施工技術(shù)研究經(jīng)費概算100萬元自籌資金500萬元項目類型前沿技術(shù)課題類別重點承擔單位中鐵四局四公司項目負責人劉文斌一、立項的必要性（包括項目的背景，國內(nèi)外的技術(shù)現(xiàn)狀，及該技術(shù)的在行業(yè)中的地位如何）沈陽繞城改擴建工程蘇北大橋跨長軌基地及編組站主橋設(shè)計跨徑為（55+80+80+55）m懸灌連續(xù)梁橋，兩個主跨分別跨長軌基地、線和蘇家屯編組站，梁底與接觸網(wǎng)線最近距離5.286m，懸灌掛籃防護罩離接觸網(wǎng)線最近距離僅有2.628m，且施工場地狹??；該橋施工技術(shù)復雜、工期緊、施工組織困難，安全質(zhì)量壓力巨大，開展對該橋的

2、施工技術(shù)研究十分必要。1 現(xiàn)場施工安全風險巨大，掛籃安裝、行走、拆除及梁體節(jié)段混凝土澆筑、養(yǎng)生還有掛籃防護罩方案設(shè)計和實施影響因素復雜。根據(jù)橋址處條件，如何保證既有鐵路不間斷行車下的施工、安全質(zhì)量控制，如何選擇最優(yōu)的施工方案，安全、經(jīng)濟、快速的完成施工任務(wù)，是本課題研究的關(guān)鍵之一，必須加以綜合研究分析。2 成橋線性和內(nèi)力監(jiān)控技術(shù)懸灌連續(xù)梁橋的最終形成必須經(jīng)歷一個漫長而又復雜的施工與體系轉(zhuǎn)換過程。對施工過程中每個階段進行詳細的變形計算和受力分析，是施工監(jiān)控中最基本的內(nèi)容之一。二、主要研究內(nèi)容及關(guān)鍵技術(shù)：（包括技術(shù)創(chuàng)新點、形成的專利、工法等內(nèi)容）1 懸灌連續(xù)梁臨時錨固施工技術(shù)研究本橋的施工技術(shù)改變

3、了以往懸灌連續(xù)梁的臨時錨固方式，避免了成橋后臨時支座拆除帶來的安全隱患。2 大跨度懸灌梁在施工過程中監(jiān)控量測聯(lián)合西南交通大學及遼寧省規(guī)劃勘察設(shè)計院成立科研課題小組，根據(jù)施工方案和有限元模擬分析結(jié)果，制定出具有可操作性的結(jié)構(gòu)應力-應變監(jiān)測方案，對結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位、關(guān)鍵作業(yè)節(jié)點實施監(jiān)測，根據(jù)檢測結(jié)果確定、調(diào)整下步施工方案，確保施工安全與質(zhì)量；成橋后，對整體結(jié)構(gòu)進行評估，確保滿足設(shè)計要求。3 懸灌連續(xù)梁跨越鐵路編組站安全控制技術(shù)研究本橋上跨長軌基地、線及蘇家屯編組站，其中蘇家屯編組站來往列車較多，不可能進行封閉施工；編組站總寬度59.5m，在上面搭設(shè)防護棚架，中間加設(shè)臨時支墩要暫用股道，并且要改移接觸網(wǎng)

4、線，影響列車通行。為解決這些問題，通過多種方案比選，采用在掛籃上安裝防護罩，防護罩分上下兩塊，上塊利用掛籃三角桁架作骨架封閉，下塊直接掛在掛籃下掛梁上，防護罩與掛籃一起走行；在編組站上面，形成封閉的施工區(qū)間，可以確保施工雜物不會墜落對來往列車造成傷害。三、進度安排（要求具有可操作性的進度計劃）（1）2012年2月3月：收集資料及調(diào)研，擬定研究內(nèi)容，編寫研究大綱。現(xiàn)場調(diào)研、資料分析、結(jié)構(gòu)計算和分析。提交初步分析報告。（2）2012年4月8月：結(jié)合現(xiàn)場施工進度，進行現(xiàn)場測試和數(shù)值分析，參與施工過程中重要施工方案的研究和論證，參與監(jiān)測工作的信息反饋分析。提交階段性研究報告。（3）2012年9月201

5、2年11月：繼續(xù)進行現(xiàn)場和理論研究工作，有針對性地進行補充監(jiān)控與研究，提交綜合性研究報告，申請鑒定或者驗收。四、預期目標（包括技術(shù)、經(jīng)濟指標，要量化，推廣應用前景如何）本課題的完成后將形成大跨度懸灌連續(xù)梁監(jiān)控量測技術(shù)、懸灌連續(xù)梁臨時錨固施工技術(shù)、懸灌連續(xù)梁跨越鐵路編組站安全控制的關(guān)鍵施工技術(shù)。本橋施工技術(shù)為以后受場地或是運營單位限制的橋梁工程在類似情況下的建設(shè)提供了可靠的決策依據(jù)和技術(shù)指標，新穎的施工技術(shù)將促進橋梁工程施工技術(shù)進步，社會效益和環(huán)境效益明顯，應用前景廣闊。五、合作單位遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院西南交通大學六、經(jīng)費的估算：50萬元七：附查新報告申報單位意見： 單位負責人： 單位(章)

6、年 月 日注：1、項目類型按前沿技術(shù)、傳統(tǒng)技術(shù)改造、產(chǎn)業(yè)化項目預研、信息化技術(shù)、節(jié)能環(huán)保、軟科學等進行分類2、20萬元以上項目需附：重大項目立項可行性報告3、申報表填寫一式二份附件2：科研項目可行性研究報告提綱封面項目名稱：蘇北大橋跨長軌基地及編組站懸灌連續(xù)梁施工技術(shù)研究 依托工程項目： 沈陽繞城高速公路改擴建工程 承擔單位：（公章） 中鐵四局集團有限公司第四工程有限公司 承擔單位負責人： 劉文斌 聯(lián)系電話：合作單位： 遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院、西南交通大學 合作單位負責人： 張大偉、康銳 聯(lián)系電話：13678336788 二零一二年 三 月

7、主要內(nèi)容一、 項目摘要蘇北大橋跨長軌基地及編組站懸灌連續(xù)梁橋施工技術(shù)研究由中鐵四局集團有限公司第四工程有限公司承擔，遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院、西南交通大學為合作單位，項目以沈陽繞城高速公路改擴建工程橋梁四標合同段為依托。橋梁四標起點位于白塔堡（K61+362），終點位于金寶臺（K70+300），全長8.938公里，線路成東西走向。合同段主要工程內(nèi)容為路基土方開挖：35.6萬方，路基土方填筑:146.8萬方；構(gòu)造物：特大橋1座，大橋5座，中橋6座，小橋4座，通道橋7座，涵洞15道，分離式立交6座，互通式立交3處。沈陽繞城改擴建工程蘇北大橋跨長軌基地及編組站主橋設(shè)計跨徑為（55+80+80+55）

8、m懸灌連續(xù)梁橋，兩個主跨分別跨長軌基地、線和蘇家屯編組站，梁底與接觸網(wǎng)線最近距離5.286m，懸灌掛籃防護罩離接觸網(wǎng)線最近距離僅有2.628m，且施工場地狹小；該橋施工技術(shù)復雜、工期緊、施工組織困難，安全質(zhì)量壓力巨大，開展對該橋的施工技術(shù)研究十分必要。1 現(xiàn)場施工安全風險巨大，掛籃安裝、行走、拆除及梁體節(jié)段混凝土澆筑、養(yǎng)生還有掛籃防護罩方案設(shè)計和實施影響因素復雜。根據(jù)橋址處條件，如何保證既有鐵路不間斷行車下的施工、安全質(zhì)量控制，如何選擇最優(yōu)的施工方案，安全、經(jīng)濟、快速的完成施工任務(wù)，是本課題研究的關(guān)鍵之一，必須加以綜合研究分析。2 成橋線性和內(nèi)力監(jiān)控技術(shù)懸灌連續(xù)梁橋的最終形成必須經(jīng)歷一個漫長而

9、又復雜的施工與體系轉(zhuǎn)換過程。對施工過程中每個階段進行詳細的變形計算和受力分析，是施工監(jiān)控中最基本的內(nèi)容之一。二、 立項依據(jù)1.項目實施的目的（1）解決了懸灌連續(xù)梁因主墩厚度不足的臨時錨固技術(shù)（2）采用掛籃防護罩防護成本低，安全性高，可操作性強（3）解決大跨度及大寬度橋梁線性監(jiān)控技術(shù)及內(nèi)力監(jiān)控技術(shù)（4）對跨路或是通行河道的懸灌連續(xù)梁具有普遍的指導意義和參考價值2.項目相關(guān)技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢；目前，公路、鐵路工程較多使用現(xiàn)澆懸灌連續(xù)梁，在公路跨越河道、道路時采用現(xiàn)澆懸灌連續(xù)梁，國內(nèi)外懸灌連續(xù)梁橋（公路、鐵路）的實例比較多，也積累了許多成功的經(jīng)驗。但是在本橋中，受地形和周邊環(huán)境的影響大，對鐵路

10、編組站的安全防護要求高，施工難度大。本橋的施工技術(shù)改變了以往懸灌連續(xù)梁的臨時錨固方式，避免了成橋后臨時支座拆除帶來的安全隱患。本橋的施工技術(shù)改變了以往跨路施工的防護方式，以前懸灌連續(xù)梁跨公路或跨鐵路施工時，往往選擇搭設(shè)防護棚架，防止雜物下落，這樣雖然能防止雜物，但是搭拆防護棚架的時候也存在很大的安全隱患，以前就存在這樣的例子，搭拆防護棚架的時候，出現(xiàn)了安全事故；有的跨公路防護棚架因為被車撞到，致使棚架倒塌，而本橋采用的下掛防護罩的方式防護，使施工區(qū)域與下跨路完全隔離起來，不僅避免了在路面上搭拆防護棚，而且也不會被來往車輛撞倒。3.項目的產(chǎn)業(yè)化前景分析。本橋施工技術(shù)為后續(xù)的跨公路、鐵路、河道等懸

11、灌連續(xù)梁提供了很好的參考和借鑒。特別是掛籃防護罩以后可以在工廠內(nèi)加工，然后到現(xiàn)場拼裝，操作簡單，成本低，應用前景廣闊。三、 項目研究開發(fā)目標、實施主要內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵與創(chuàng)新點1. 研究開發(fā)目標本課題的完成后將形成大跨度大寬度懸灌連續(xù)梁監(jiān)控量測技術(shù)、懸灌連續(xù)梁墩身厚度不足臨時錨固技術(shù)、懸灌連續(xù)梁跨越鐵路編組站安全控制的關(guān)鍵施工技術(shù)并形成掛籃防護罩專利。2. 主要技術(shù)內(nèi)容（1）大跨度大寬度懸灌連續(xù)梁監(jiān)控量測技術(shù)研究（2）懸灌連續(xù)梁臨時錨固施工技術(shù)研究（3）懸灌連續(xù)梁掛籃防護罩技術(shù)研究3.技術(shù)關(guān)鍵懸灌連續(xù)梁掛籃防護罩施工技術(shù)為本課題的研究的關(guān)鍵技術(shù)。本橋上跨長軌基地、線及蘇家屯編組站，其中蘇家屯編組站

12、來往列車較多，不可能進行封閉施工；編組站總寬度59.5m，在上面搭設(shè)防護棚架，中間加設(shè)臨時支墩要暫用股道，并且要改移接觸網(wǎng)線，影響列車通行。為解決這些問題，通過多種方案比選，采用在掛籃上安裝防護罩，防護罩分上下兩塊，上塊利用掛籃三角桁架作骨架封閉，下塊直接掛在掛籃下掛梁上，防護罩與掛籃一起走行；在編組站上面，形成封閉的施工區(qū)間，可以確保施工雜物不會墜落對來往列車造成傷害。4.創(chuàng)新點蘇北大橋跨長軌基地及編組站懸灌連續(xù)梁因編組站寬度59.5m，有13條股道，無法搭設(shè)防護棚架，采取掛籃下掛防護罩對既有編組站防護；因懸灌連續(xù)梁主墩厚度不足，無法在墩身上設(shè)置臨時支座，采取在承臺上預埋鋼絞線，直接拉到0#

13、塊頂面，避免了在墩身設(shè)置臨時支座需后期鑿出帶來的壓力。5.采用的方法、技術(shù)路線和工藝本方案的技術(shù)路線遵循“調(diào)查研究計算分析專家評審模擬試驗實施”；保證方案實施前綜合各級專家意見，充分論證，通過試驗取得最有效計算參數(shù)，做到方案穩(wěn)妥、可行、可靠?？蒲屑夹g(shù)研究管理始終堅持在課題研究主體單位的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，充分發(fā)揮各專題小組的能動性，按期舉行技術(shù)會議，分析進展情況，在關(guān)鍵節(jié)點實施前必須召開專家評審會，充分考慮，確保方案的可實施性，主要采用以下研究方法：（1）聯(lián)合遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院等技術(shù)力量，成立專題開發(fā)研究小組，實行課題組長負責制，積極開展課題攻關(guān)活動，定期進行課題匯報及評審工作。（2）開展咨詢，

14、進行廣泛技術(shù)、理論交流，不斷優(yōu)化防護罩設(shè)計，懸灌連續(xù)梁線性及應力監(jiān)控施工方案，對各施工方案及施工工藝進行專家評審。（3）與西南交通大學等高等院所合作，應用大型結(jié)構(gòu)分析軟件，對懸灌連續(xù)梁施工階段各工況進行結(jié)構(gòu)分析，充分做到理論指導實踐。（4）收集懸灌連續(xù)梁臨時錨固、線性監(jiān)控、跨鐵路施工防護等相關(guān)施工資料，組織技術(shù)人員進行技術(shù)討論和研究，學習其先進的施工工藝，并能正確的運用到現(xiàn)場施工中。（5）按照研究計劃和施工進展，實施相應的施工技術(shù)及工藝研究。6.其他說明懸灌連續(xù)梁臨時錨固技術(shù)與遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院共有，掛籃防護罩施工技術(shù)及線性監(jiān)控技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)歸屬中鐵四局集團有限公司，西南交通大學為合作單

15、位。四、 主要考核指標1.項目預期成果形式（1）懸灌連續(xù)梁臨時錨固技術(shù)（2）大跨度大寬度懸灌連續(xù)梁線性及應力監(jiān)控技術(shù)（3）掛籃下掛防護罩施工技術(shù)2.主要技術(shù)指標（1）通過科技研究形成一套跨編組站懸灌連續(xù)梁施工技術(shù)；（2）通過科技研究和施工實踐，解決懸灌連續(xù)梁臨時錨固施工技術(shù)。（3）通過科技研究和施工實踐，解決大跨度大寬度懸灌連續(xù)梁線性及應力技術(shù)要求，使其達到設(shè)計要求。（4）通過科技研究和施工實踐，解決跨鐵路懸灌連續(xù)梁對對編組站的防護，使施工能不影響鐵路行車。（5）深入了解跨編組站懸灌連續(xù)梁的設(shè)計施工特點，獲取施工經(jīng)驗；形成相應成果及工法，為以后類似橋梁的施工提供借鑒。 （6）通過動靜載試驗，現(xiàn)

16、場獲取試驗參數(shù)，通過相關(guān)標準，判斷本橋的設(shè)計和施工。3.項目完成后獲取的知識產(chǎn)權(quán)目標形成掛籃下掛防護罩發(fā)明專利。4.預期達到的經(jīng)濟指標（1）采用鋼絞線做臨時錨固拆除比較方便，避免了后期臨時支座鑿出帶來的安全風險。（2）采用掛籃下掛防護罩對既有道路或通行河道防護，與搭設(shè)防護棚架相比：能夠節(jié)約大量的臨時場地，并避免了因場地而無法搭設(shè)棚架的限制；掛籃下掛防護罩在空中，不像防護棚架搭設(shè)在道路上，搭設(shè)防護罩可以避免來往車輛的碰撞，能夠更好的控制施工的安全質(zhì)量，并且具有更廣的應用范圍，不論是鐵路、公路、還是通行河道中均可以使用。不管是臨時錨固技術(shù)還是掛籃防護罩都大幅提高了操作的簡易程度，極大的減少了人力勞

17、動及配套的機械設(shè)備，節(jié)約了成本，縮短了工期，具有較好的社會和經(jīng)濟效益。5.其他管理效益指標五、 進度安排與季度計劃內(nèi)容進度安排與季度計劃內(nèi)容表季度參與人員進度安排工作內(nèi)容資金使用主要指標完成備注第一季度劉文斌、馬海賢、周勇提交初步分析報告（1）完成資料調(diào)研及分析（2）完成結(jié)構(gòu)計算和分析（3）完成可行性研究報告8萬元第二季度劉文斌、馬海賢、周勇、戴國安、羅祥國、賈凱提交階段性成果報告（1）完成臨時錨固，分析臨時錨固束張拉對梁體的影響（2）完成掛籃防護罩的安裝，熟悉掛籃防護罩的操作（3）完成部分節(jié)段的線性及應力監(jiān)控量測，分析理論值與實際值的差別的原因20萬元第三季度劉文斌、馬海賢、周勇、戴國安、羅

18、祥國、賈凱提交階段性成果報告（1）完成臨時錨固技術(shù)研究（2）完成掛籃防護罩技術(shù)的研究（3）完成大跨度及大寬度懸灌連續(xù)梁線性及應力監(jiān)控技術(shù)的研究12萬元（1）解決懸灌連續(xù)梁臨時錨固施工技術(shù)（2）解決大跨度大寬度懸灌連續(xù)梁線性及應力監(jiān)測技術(shù)第四季度劉文斌、馬海賢、周勇、戴國安、羅祥國、賈凱提交成果報告（1）完成跨編組站懸灌連續(xù)梁施工工法的研究（2）完成掛籃下掛防護罩專利技術(shù)申請10萬元（1）完成跨編組站懸灌連續(xù)梁施工工法的編制（2）完成掛籃下掛防護罩專利技術(shù)申請六、 項目的工作基礎(chǔ)和條件1.項目申報單位概況1.1申報單位的基本情況中鐵四局四公司技術(shù)中心通過幾年的建設(shè)和運營，機構(gòu)完整，人員配備齊全，

19、體系制度完善，在本企業(yè)中起到了核心的作用。1.2單位組織管理情況為進一步提高公司科學技術(shù)水平，激發(fā)各級領(lǐng)導和技術(shù)人員的科研熱情，落實科研責任，公司印發(fā)了科技工作管理與獎罰實施辦法。2.項目現(xiàn)有的研究工作情況2.1已經(jīng)取得的與本項目相關(guān)的階段性技術(shù)成果已完成初步分析報告。2.2現(xiàn)有的科研裝備條件懸灌所用掛籃、測量儀器全站儀和水準儀均已進場。2.3技術(shù)研究隊伍組織情況姓 名年齡學歷職務(wù)（職稱）從事專業(yè)在項目中的主要分工劉文斌40本科公司總工（高工）鐵道工程項目總體策劃、實施、協(xié)調(diào)馬海賢41本科技術(shù)中心主任（高工）鐵道工程課題策劃、主持馬超39本科技術(shù)中心副主任（高工）鐵道工程方案策劃及制定周勇29

20、本科項目總工（工程師）橋梁方案策劃及制定，負責現(xiàn)場實施戴國安32本科工程部長（助工）橋梁參與關(guān)鍵技術(shù)研究羅祥國29?？乒こ滩扛辈块L（助工）橋梁參與關(guān)鍵技術(shù)研究賈凱26?？萍夹g(shù)主管（助工）橋梁參與關(guān)鍵技術(shù)研究張大偉38本科高工道橋負責科研項目及方案的咨詢康銳37研究生教高橋隧橋梁2.4合作單位之間以往合作情況與遼寧省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院在丹通項目合作過，與西南交通大學在合肥南環(huán)線經(jīng)開區(qū)大橋跨金寨路懸灌合作過。3.合作單位之間的存在的優(yōu)勢互補（或強強聯(lián)合）情況利用設(shè)計院及高等院校通過對施工的每個工序應用大型計算軟件進行模擬分析，指導施工。4.實施本項目的工作保障條件 5.可能遇到的問題和解決方法。七、 經(jīng)費預算來源及使用計劃完成本項目研究需要總費用600萬元，自籌資金500萬元，申請局科研經(jīng)費100萬元。 資金使用計劃表序號費用名稱金額（萬元）備 注1技術(shù)調(diào)研費200