近日，廣西北投公路建設(shè)投資集團(tuán)（以下簡稱“北投公路集團(tuán)”）投資建設(shè)的飛龍大橋6號(hào)主墩澆筑完成，標(biāo)志著“世界第一跨徑波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋”施工取得新突破。

【資料圖】

▲飛龍大橋6#墩封底澆筑 廖永騰 攝

飛龍大橋位于南寧市橫州市平馬鎮(zhèn)與新福鎮(zhèn)交界處，由北至南跨越郁江，全橋長940米，是省道210線橫縣平馬至靈山沙坪公路的控制性工程，總投資超1.9億元。該橋主橋?yàn)樗目绮ㄐ武摳拱孱A(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，主跨跨徑達(dá)185米，已成為同類型波形鋼腹板組合連續(xù)剛構(gòu)橋史上新的里程碑。

飛龍大橋的建造工藝處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。依托飛龍大橋，北投公路集團(tuán)在波形鋼腹板組合橋梁科技創(chuàng)新領(lǐng)域不斷取得新突破。2021年，飛龍大橋被評(píng)為“廣西交通運(yùn)輸科技示范工程”，為助推廣西新型橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)展注入新活力。

創(chuàng)新驅(qū)動(dòng) 助力工程建設(shè)

作為公路橋梁建設(shè)趨于輕型化、雙碳背景下的新型組合結(jié)構(gòu)橋梁，飛龍大橋采用波形鋼腹板替代傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋的混凝土腹板，引入體外預(yù)應(yīng)力體系，減輕了橋梁結(jié)構(gòu)重量，是解決傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁端腹板開裂和跨中下?lián)蟽纱蟛『Φ淖顑?yōu)方案，在我國100米至300米跨徑橋梁領(lǐng)域內(nèi)極具發(fā)展前景。

為助推波形鋼腹板組合連續(xù)剛構(gòu)橋向更大跨徑發(fā)展，北投公路集團(tuán)集中人力物力財(cái)力，攻堅(jiān)克難，以科技創(chuàng)新為抓手，搭建“產(chǎn)學(xué)研用”平臺(tái)，剖析飛龍大橋建造的重點(diǎn)難點(diǎn)，并針對該橋的結(jié)構(gòu)性能，進(jìn)行大量科技研發(fā)工作，為該類橋梁在更大跨徑方向全面替代傳統(tǒng)連續(xù)剛構(gòu)橋積累了豐富的理論經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。截至目前，飛龍大橋科技創(chuàng)新工作累計(jì)獲9項(xiàng)省部級(jí)、廳級(jí)科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持，在編標(biāo)準(zhǔn)4部，發(fā)表SCI論文8篇、中文核心1篇，授權(quán)發(fā)明專利8項(xiàng)、實(shí)用新型專利4項(xiàng)、軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

飛龍大橋主跨跨徑達(dá)185米，根部最大腹板有效高度為8.25米。針對大跨徑波形鋼腹板組合橋梁端部鋼腹板穩(wěn)定性的需求，北投公路集團(tuán)研發(fā)了1800型波形鋼腹板，進(jìn)一步發(fā)揮鋼腹板整體屈曲強(qiáng)度控制優(yōu)勢，提高大跨徑橋支點(diǎn)區(qū)段波形鋼腹板的整體剪切屈曲穩(wěn)定性。

在大跨徑波形鋼腹板組合橋梁中，一般為避免腹板發(fā)生整體屈曲破壞，緩和腹板與橫梁之間剛度突變，在設(shè)計(jì)中對于大于5米高的波形鋼腹板均需設(shè)置內(nèi)襯混凝土。飛龍大橋創(chuàng)新發(fā)明了組合腹板結(jié)構(gòu)，即從跨中向外側(cè)依次設(shè)置波形鋼腹板、加勁肋波形鋼腹板、內(nèi)襯混凝土組合腹板3種腹板構(gòu)造形式，有效提高了腹板的整體屈曲臨界應(yīng)力，減少內(nèi)襯混凝土設(shè)置長度。據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛龍大橋內(nèi)襯混凝土段長11.25米，加勁肋段長21.6米，較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)襯長度減小約61.4%，主梁混凝土自重減小4.61%。

優(yōu)化結(jié)構(gòu) 推行環(huán)保建造

傳統(tǒng)的波形鋼腹板與混凝土底板的連接方式為翼緣型和嵌入型。兩種類型的連接方式在生產(chǎn)安裝過程中，均會(huì)不同程度地出現(xiàn)混凝土密實(shí)性差、抗剪性降低、耐久性不足等問題。

為此，飛龍大橋波形鋼腹板與混凝土底板采用外包型結(jié)合部，在該構(gòu)造下，下翼緣鋼板和波形鋼腹板緊貼底板外側(cè)表面包裹住混凝土底板，同時(shí)在腹板和下翼緣鋼板上布置連接件。外包結(jié)合部鋼混界面位于箱梁內(nèi)部，無需擔(dān)心界面滲水等耐久性問題；

結(jié)合部位置混凝土自上而下澆筑，有效保證澆筑質(zhì)量，進(jìn)一步提高連接件的抗剪性能；底板混凝土可采用先搭設(shè)預(yù)制底板，再現(xiàn)澆混凝土的方式，成功實(shí)現(xiàn)無模板施工底板結(jié)合部；而使用鋼腹板作為施工承重構(gòu)件時(shí)，增加了受力梁高，提供了更大的抗彎承載力。

飛龍大橋橋址區(qū)位于一級(jí)水源保護(hù)區(qū)的西津水庫，為同時(shí)做好橋梁建設(shè)工作和環(huán)境保護(hù)工作，大橋創(chuàng)造性應(yīng)用Q420qD耐候鋼型波形鋼腹板，有效避免裝防銹漆造成的環(huán)境污染；耐候鋼材料在干濕交替的環(huán)境變化中，能夠形成致密且連續(xù)的安定銹層，阻止內(nèi)部鋼材銹蝕，養(yǎng)護(hù)時(shí)只需定期評(píng)估大橋外觀，能夠降低大量反復(fù)刷漆帶來的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，有效減少波形鋼腹板的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，降低橋梁全壽命周期建設(shè)成本。

▲飛龍大橋與周邊美景融為一體 廖永騰 攝

此外，為進(jìn)一步提升大橋懸臂施工效率，北投公路集團(tuán)主導(dǎo)多單位合作的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)智能回轉(zhuǎn)吊機(jī)、翼板模板結(jié)構(gòu)、橫向液壓式支撐裝置，形成基于智能回轉(zhuǎn)吊機(jī)的異步懸臂澆筑施工技術(shù)，進(jìn)一步節(jié)省人工、精簡工序、縮短工期，有效推動(dòng)該類橋型施工設(shè)備輕型化的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 飛龍大橋 連續(xù)剛構(gòu)橋 預(yù)應(yīng)力混凝土