水盤高速公路北盤江大橋的創新與實踐貴州路橋集團有限公司韓洪舉項目概況

01

北盤江，珠江的支流，全長449公里。在貴州境內，全長327公里，大致從西北方向的云南，往東南方向延伸，匯入紅水河，流入廣西境內。全流域高差近2000m，河谷深切。北盤江上究竟有多少大橋？21345678廣西云南惠興高速公路北盤江大橋（2×220m）杭瑞高速公路北盤江大橋（720m）水盤高速公路北盤江大橋（290m）水柏鐵路北盤江大橋（236m）貴昆高鐵北盤江大橋（445m）關興公路北盤江大橋（388m）史迪威公路北盤江橋（30m）鎮勝高速公路北盤江大橋（636m）項目概況布置形式

（5×30m）+

（82.5+220+290+220+82.5m）

+

（7×30m）

先簡支后連續T梁

主跨290m空腹式預應力混凝土剛構

先簡支后連續T梁

項目概況主跨290m，位列同類型連續剛構橋梁中主跨跨度亞洲第一，世界第三。技術創新

02結構體系創新與結構參數的建立技術創新超長預應力長索的布置形式施工工藝創新及設備研發技術創新主要體現在以下三方面：技術創新——結構體系創新與結構參數的建立

對于路橋工程師來講，建造大跨徑的鋼筋混凝土連續剛構橋梁，最大的困擾是：在運營期，結構跨中下撓和裂縫的相互影響、相互作用和相互疊加，致使結構進一步劣化。解決該問題的辦法主要有兩種：一是，增大截面，提高結構剛度。二是，減小跨徑。三是，施工方法。技術創新————結構體系創新與結構參數的建立

但在本橋建設中，由于在水城岸出現了大型的、串珠型溶洞，采用常規的剛構橋布置，要么穿過溶洞，要么占用河道。減小跨徑在本橋上是行不通的。技術創新————結構體系創新與結構參數的建立

利用拓撲優化的方法，將巨大的根部段，對結構貢獻度比較小的部分，優化掉。這樣的結果：自重減輕，結構仍然維持較大的剛度。

那么，我們采用增大主梁墩身附近的根部粱段的高度，來增加結構的結構剛度。但這樣，結構的自重會大大增加。技術創新————結構體系創新與結構參數的建立35m57m技術創新————結構體系創新與結構參數的建立結構要素與參數

利用拓撲優化及正交試驗分析，從橋型概念設計層次上驗證了空腹式橋型體系的合理性，并提供幾種典型跨徑合理設計的參考尺寸和建立新橋型主要設計參數的合理取值方法，為該新型橋梁發展奠定了理論基礎。技術創新————結構體系創新與結構參數的建立

但同樣，也可以這樣進行理解，該橋型具有拱-梁組合的力學特征，抗變形能力強。技術創新————結構體系創新與結構參數的建立技術創新——超長預應力長索的布置形式技術創新———超長預應力索布置形式

在預應力混凝土結構中，隨著索長的增加和曲線的增加，導致結構的預應力損失很大，對于本橋來講，按照常規的方法，單T的最大索長超過286m。采用交叉布索的形式，可以大大減小預應力索的長度。技術創新———超長預應力索布置形式

在實際施工中，通過延長張拉的持荷時間，進一步保證張拉時，預應力在管道內得到充分的傳遞。

索長＜50m持荷時間5分鐘索長50m~100m，持荷時間10分鐘；索長＞100m，持荷時間15分鐘科技創新———超長預應力索布置形式技術創新——施工工藝創新及設備研發

整個橋的施工難點集中在三角區域部分，我們在作施工方案時，做了多方面的比較，主要考慮以下因素：1、要切合設計意圖；2、減少施工安全風險；3、盡量控制施工成本；技術創新———施工工藝創新及設備研發技術創新———施工工藝創新及設備研發技術創新———施工工藝創新及設備研發

工藝工法：下弦斜爬掛籃結合臨時扣掛系統懸澆、上弦支架結合移動模架滯后下弦節段現澆

技術創新———施工工藝創新及設備研發

研制的大傾角、變曲率、可斜向行走的上置斜爬式掛籃獲得國家發明專利。技術創新———施工工藝創新及設備研發獲獎情況貴州省科技進步一等獎魯班獎、詹天佑獎、李春獎運營現狀03

該橋從2013年8月13日建成通車以來，經過多次的橋梁年檢，橋梁各方面運行良好。并委托原來的監控單位，對橋梁的線型、位移、外觀情況進行了8次監測，持續到2017年12月。下面分別是2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）四次檢測結果的對比。運營現狀樁號右幅內、外側平均高程以2013年8月高程為基準實測變化量測試時間2013.82015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.122015.12015.42015.82015.122016.62016.122017.62017.12測試溫度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號墩6號墩7號墩8號墩9號墩10號墩和2013年8月成橋時（溫度20℃）進行對比，跨中最大位移32mm2015.1（9.8℃）、2015.12（10℃）、2016.12（11.5℃）、2017.12（11.7℃）運營現狀5號墩6號墩7號墩8號墩9號墩10號墩

以2013年8月（溫度20℃）為基準，扣除溫度影響（理論計算），跨中最大位移15mm

通過不同時間節點的沉降觀測比對說明：本橋設計結構非常合理，抵抗變形的能力非常強，為大跨徑鋼筋混凝土橋梁的推廣，有著較強示范效應。推廣應用

04

貴黃高速公路貴定連接線甘溪特大橋，橋梁主橋采用155+300+155m預應力混凝土空腹式連續剛構

以北盤江大橋為例：全橋節段共計34個，其中三角區匯合以前11個節段，一個對應節段需要上、下兩次澆筑共有16個節段。那么：

全橋共需要做節段施工的次數：16×2+（34-16）=50次按照通常剛構施工的周期12/節段計算，實際施工時間為：50×12=600天（其中三角區域占用時間為384天）跨越兩個春節和其他節假日：600+60=660天

因此：施工周期長，成為制約這種橋型發展的重要障礙。

所以在此，也希望對該種橋型有興趣的同行們，能夠提出一個更好的解決辦法。

在此，我也提一個不成熟的想法供大家參考：鑒于本橋在三角區的特點，下弦為主要的傳力路徑（體現拱的效應），因此下弦的剛度比較大