水盘高速公路北盘江大桥的创新与实践贵州路桥集团有限公司韩洪

水盘高速公路北盘江大桥的创新与实践贵州路桥集团有限公司韩洪举项目概况

01

北盘江，珠江的支流，全长449公里。在贵州境内，全长327公里，大致从西北方向的云南，往东南方向延伸，汇入红水河，流入广西境内。全流域高差近2000m，河谷深切。北盘江上究竟有多少大桥？21345678广西云南惠兴高速公路北盘江大桥（2×220m）杭瑞高速公路北盘江大桥（720m）水盘高速公路北盘江大桥（290m）水柏铁路北盘江大桥（236m）贵昆高铁北盘江大桥（445m）关兴公路北盘江大桥（388m）史迪威公路北盘江桥（30m）镇胜高速公路北盘江大桥（636m）项目概况布置形式

（5×30m）+

（82.5+220+290+220+82.5m）

+

（7×30m）

先简支后连续T梁

主跨290m空腹式预应力混凝土刚构

先简支后连续T梁

项目概况主跨290m，位列同类型连续刚构桥梁中主跨跨度亚洲第一，世界第三。技术创新

02结构体系创新与结构参数的建立技术创新超长预应力长索的布置形式施工工艺创新及设备研发技术创新主要体现在以下三方面：技术创新——结构体系创新与结构参数的建立

对于路桥工程师来讲，建造大跨径的钢筋混凝土连续刚构桥梁，最大的困扰是：在运营期，结构跨中下挠和裂缝的相互影响、相互作用和相互叠加，致使结构进一步劣化。解决该问题的办法主要有两种：一是，增大截面，提高结构刚度。二是，减小跨径。三是，施工方法。技术创新————结构体系创新与结构参数的建立

但在本桥建设中，由于在水城岸出现了大型的、串珠型溶洞，采用常规的刚构桥布置，要么穿过溶洞，要么占用河道。减小跨径在本桥上是行不通的。技术创新————结构体系创新与结构参数的建立

利用拓扑优化的方法，将巨大的根部段，对结构贡献度比较小的部分，优化掉。这样的结果：自重减轻，结构仍然维持较大的刚度。

那么，我们采用增大主梁墩身附近的根部粱段的高度，来增加结构的结构刚度。但这样，结构的自重会大大增加。技术创新————结构体系创新与结构参数的建立35m57m技术创新————结构体系创新与结构参数的建立结构要素与参数

利用拓扑优化及正交试验分析，从桥型概念设计层次上验证了空腹式桥型体系的合理性，并提供几种典型跨径合理设计的参考尺寸和建立新桥型主要设计参数的合理取值方法，为该新型桥梁发展奠定了理论基础。技术创新————结构体系创新与结构参数的建立

但同样，也可以这样进行理解，该桥型具有拱-梁组合的力学特征，抗变形能力强。技术创新————结构体系创新与结构参数的建立技术创新——超长预应力长索的布置形式技术创新———超长预应力索布置形式

在预应力混凝土结构中，随着索长的增加和曲线的增加，导致结构的预应力损失很大，对于本桥来讲，按照常规的方法，单T的最大索长超过286m。采用交叉布索的形式，可以大大减小预应力索的长度。技术创新———超长预应力索布置形式

在实际施工中，通过延长张拉的持荷时间，进一步保证张拉时，预应力在管道内得到充分的传递。

索长＜50m持荷时间5分钟索长50m~100m，持荷时间10分钟；索长＞100m，持荷时间15分钟科技创新———超长预应力索布置形式技术创新——施工工艺创新及设备研发

整个桥的施工难点集中在三角区域部分，我们在作施工方案时，做了多方面的比较，主要考虑以下因素：1、要切合设计意图；2、减少施工安全风险；3、尽量控制施工成本；技术创新———施工工艺创新及设备研发技术创新———施工工艺创新及设备研发技术创新———施工工艺创新及设备研发

工艺工法：下弦斜爬挂篮结合临时扣挂系统悬浇、上弦支架结合移动模架滞后下弦节段现浇

技术创新———施工工艺创新及设备研发

研制的大倾角、变曲率、可斜向行走的上置斜爬式挂篮获得国家发明专利。技术创新———施工工艺创新及设备研发获奖情况贵州省科技进步一等奖鲁班奖、詹天佑奖、李春奖运营现状03

该桥从2013年8月13日建成通车以来，经过多次的桥梁年检，桥梁各方面运行良好。并委托原来的监控单位，对桥梁的线型、位移、外观情况进行了8次监测，持续到2017年12月。下面分别是2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）四次检测结果的对比。运营现状桩号右幅内、外侧平均高程以2013年8月高程为基准实测变化量测试时间2013.82015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.122015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.12测试温度209.817.520.5102111.523.511.79.817.520.5102111.523.511.77#1123.0451123.0381123.051123.0471123.041123.0471123.041123.0481123.04-742-51-53-5K31+2001122.0451122.0361122.0471122.0441122.0361122.0431122.0371122.051122.039-92-1-9-2-85-6K31+2201122.1541122.1451122.1511122.1541122.1411122.151122.1441122.1551122.143-9-30-13-4-101-11K31+2401122.2331122.2171122.2261122.2281122.2161122.2231122.2231122.2281122.214-16-7-5-17-9-10-4-18K31+2601122.3131122.2931122.3081122.3051122.2961122.3041122.2961122.311122.295-20-5-8-16-8-17-3-18K31+2801122.4421122.4241122.4331122.4371122.4211122.4331122.4241122.4381122.42-19-9-5-21-9-18-4-22K31+3001122.5261122.5131122.5221122.5221122.5081122.5191122.5161122.5251122.505-13-4-4-18-6-100-21K31+3201122.6281122.611122.6271122.6191122.611122.6211122.6091122.6271122.603-180-9-18-7-180-25K31+3401122.7011122.6841122.71122.6961122.6791122.6941122.6781122.7011122.67-18-1-5-23-7-230-31K31+3451122.711122.6921122.7061122.7041122.6861122.7011122.6851122.7081122.677-19-4-7-25-10-25-2-34K31+3601122.6331122.6141122.6271122.6251122.6071122.6231122.6111122.6291122.597-20-6-9-26-11-22-5-36K31+3801122.5521122.5251122.5441122.5391122.5241122.541122.5221122.5471122.515-27-8-13-28-13-30-5-37K31+4001122.4651122.4411122.4551122.4591122.4371122.4551122.4371122.4631122.43-25-10-6-29-11-28-3-36K31+4201122.3761122.3471122.3631122.3681122.3481122.3641122.3531122.3711122.34-29-12-7-28-12-22-4-35K31+4401122.2691122.2381122.2551122.2531122.2391122.2521122.2371122.2591122.231-31-14-16-30-18-32-10-38K31+4601122.2211122.1981122.2091122.2141122.1931122.2081122.1951122.2161122.191-24-12-8-28-14-26-5-30K31+4801122.1361122.1161122.1271122.1321122.1161122.1251122.1231122.1341122.113-20-8-4-20-11-13-2-238#1123.061123.0391123.0521123.0561123.041123.0581123.0441123.0571123.037-21-8-4-20-2-16-3-235号墩6号墩7号墩8号墩9号墩10号墩和2013年8月成桥时（温度20℃）进行对比，跨中最大位移32mm2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）运营现状5号墩6号墩7号墩8号墩9号墩10号墩

以2013年8月（温度20℃）为基准，扣除温度影响（理论计算），跨中最大位移15mm

通过不同时间节点的沉降观测比对说明：本桥设计结构非常合理，抵抗变形的能力非常强，为大跨径钢筋混凝土桥梁的推广，有着较强示范效应。推广应用

04

贵黄高速公路贵定连接线甘溪特大桥，桥梁主桥采用155+300+155m预应力混凝土空腹式连续刚构

以北盘江大桥为例：全桥节段共计34个，其中三角区汇合以前11个节段，一个对应节段需要上、下两次浇筑共有16个节段。那么：

全桥共需要做节段施工的次数：16×2+（34-16）=50次按照通常刚构施工的周期12/节段计算，实际施工时间为：50×12=600天（其中三角区域占用时间为384天）跨越两个春节和其他节假日：600+60=660天

因此：施工周期长，成为制约这种桥型发展的重要障碍。

所以在此，也希望对该种桥型有兴趣的同行们，能够提出一个更好的解决办法。

在此，我也提一个不成熟的想法供大家参考：鉴于本桥在三角区的特点，下弦为主要的传力路径（体现拱的效应），因此下弦的刚度比较大