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全预制高架桥梁智能化移动式桩梁一体化施工装备

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成果主要完成人

胡旭东、沈 超、李珍西、马 泰、贺水冰、李伟龙、王 创、郑 国

项目概况

迄今为止,传统的大型高架桥施工模式均为桩、梁独立的两条线施工,虽然梁片架设、桥墩拼装已逐步实现预制化施工,但桥梁基础的管桩施工一直采用单独钻孔、现浇成桩等现场施工方式,且通常需要设置临时施工便道、栈桥等。当遇到施工空间受限、线下施工条件差等复杂环境时,高架桥施工成本会大幅度上升。全预制高架桥梁智能化移动式桩梁一体化施工装备集引孔、成桩、墩身装配和梁体架设功能于一体,实现了装配化环境下桥梁建造的全线上、多幅、多工序平行作业,为大型桥梁绿色施工创造了一种新型、高效、适应性强的高端重器。 该施工装备实现了桩、梁施工的全预制化,无需设置临时施工便道,所有预制构件线上运吊,独立完成桥梁从基础到上部结构的全部装配化建造,特别适用于在滩涂、浅水以及生态环境保护要求高的复杂地区施工,也特别适应于城市交通繁忙等施工空间受限地区的桥梁工程建设,节能减排,推动了桥梁建造进入3.0时代。 该成果已成功应用于深汕西高速公路的梅陇特大桥施工工程,解决了桥梁全装配化施工的多项技术难题,形成了具有自主知识产权的成套核心技术,入选2022年十大国之重器并取得了良好的社会及经济效益,极具推广价值。 主要创新点: 基于装配化桥梁建造墩梁一体化施工技术,创造性提出了桥梁建造时桩、梁不落地的施工工艺,突破了桥梁结构基础现浇的做法,实现引孔、打桩、架梁、拼装桥墩全套“空中”服务,形成自主知识产权核心技术,并研制出全预制高架桥梁智能化移动式桩梁一体化施工装备,在深汕西高速公路改扩建工程中成功应用及验证。其主要创新点为: (1)首创了一种全预制高架桥梁智能化移动式桩梁一体化施工装备,集引孔、成桩、墩身装配和梁体架设功能于一体,解决了复杂环境下利用高度集成智能化施工装备实现桥梁装配化施工的技术难题。 (2)提出了一种装配化环境下全线上多幅分段施工、多工序平行作业的桥梁建造快速施工方法,解决了全预制化桥梁施工多工序相互制约导致效率低的难题。 (3)基于北斗差分定位系统、智能传感和减振技术,研发了一套适用于多工作面的定位跟踪监测系统,实现了高架桥梁从引孔、打桩、架梁作业全过程的高精度定位和精准施工。 (4)实现了集成式桩梁一体化施工装备的多项功能与结构创新:研发了一种可移动支撑的多支腿空间交错站位支撑技术,解决了大悬臂过孔时支撑转换难题;提出了一种高低层布置的多天车吊运构件的方法,解决了多种大量构件快速吊运的时空难题;提出了一种水平吊运构件空中竖立的方法,实现了管桩水平吊运到位后空中安全平稳立桩的难题。 (5)创新设计了大型移动施工装备在多种载荷作用下的整体结构,达到了施工装备在静载、动载、振动和偏载等复杂载荷交替作用下仍能高效施工的目的。