三十年長大橋梁建設(shè)技術(shù)集成

文|長大橋梁建設(shè)技術(shù)系統(tǒng)集成研究課題組

為全面提升我國公路長大橋梁建設(shè)的國際競爭力，在全面總結(jié)我國公路長大橋梁建設(shè)技術(shù)跨越式發(fā)展成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，中國公路學(xué)會牽頭，通過整合勘測設(shè)計、施工、建設(shè)管理、安全保障、新材料和新裝備開發(fā)應(yīng)用等公路長大橋梁完整產(chǎn)業(yè)鏈中的頂尖單位和橋梁界各方面力量，系統(tǒng)地梳理了近三十年來我國橋梁建設(shè)技術(shù)的成果體系，對公路長大橋梁建設(shè)技術(shù)展開系統(tǒng)集成研究。

勘測技術(shù)

我國形成了適用于深山峽谷區(qū)、江河緩流區(qū)、海域島礁區(qū)、外海軟基區(qū)等復(fù)雜地形地質(zhì)區(qū)域的成套勘測技術(shù)，有力地支撐了不同地貌類型地區(qū)的長大橋梁建設(shè)。在設(shè)計技術(shù)方面，形成了以千米級斜拉橋、多塔斜拉橋、分體鋼箱梁懸索橋、千米級多塔連跨懸索橋、特大跨徑鋼管混凝土拱橋、高墩大跨梁橋等各類長大橋梁設(shè)計技術(shù)，并針對實際工程，因地制宜地開展了大型基礎(chǔ)、防災(zāi)減災(zāi)等共性設(shè)計技術(shù)的研究，形成了集樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地連墻集成、復(fù)合基礎(chǔ)在內(nèi)的大型基礎(chǔ)承臺設(shè)計技術(shù)，攻克了一系列制約山區(qū)橋梁和跨海橋梁建設(shè)的抗風(fēng)、抗震、防/抗船撞的技術(shù)瓶頸。在橋梁設(shè)計理念、設(shè)計理論與方法、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等方面實現(xiàn)了全方位的突破。

下部結(jié)構(gòu)施工

我國形成了超長大直徑鉆孔樁、雙壁鋼圍堰大直徑鉆孔樁、大型深水沉井/沉箱基礎(chǔ)、大型錨錠基礎(chǔ)、超大異形地下連續(xù)墻的施工技術(shù)。在上部結(jié)構(gòu)施工方面，針對五大類橋型，形成了千米級斜拉橋、多塔連跨懸索橋、整體頂推梁拱組合橋、無合龍段整孔架設(shè)的鋼箱梁連續(xù)粱橋、預(yù)制墩臺和大節(jié)段整體架設(shè)跨海長橋等代表國際領(lǐng)先水平的長大橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)；在施工控制方面，形成了幾何控制法的大跨橋梁自適應(yīng)控制體系。

濟(jì)南黃河三橋

新材料

依靠自主創(chuàng)新研發(fā)了大批高性能材料，以適應(yīng)海洋、峽谷、沙漠、嚴(yán)寒等惡劣環(huán)境，有效地提升了結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。在專用產(chǎn)品方面，種類繁多、特點各異的各類產(chǎn)品性能越來越完善，國內(nèi)產(chǎn)品完全能夠滿足各類型橋梁建設(shè)的需要；在勘察裝備方面，通過國際上引進(jìn)再發(fā)展和自主研發(fā)，勘察裝備實現(xiàn)了系列化發(fā)展，種類基本完善，性能逐漸提高；在施工裝備方面，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，裝備種類全方位覆蓋所有橋型，適應(yīng)不同地區(qū)施工環(huán)境，適用不同工法的工藝要求，架橋機、橋面吊機、掛籃、移動模架、大噸位纜索吊、大噸位跨纜吊機、大噸位塔吊、大噸位浮吊、大型打樁船、大功率鉆機等關(guān)鍵裝備已實現(xiàn)國產(chǎn)化并在工程中應(yīng)用。

安全管理技術(shù)

通過集成創(chuàng)新取得了《公路橋梁和隧道工程設(shè)計安全風(fēng)險評估指南》和《公路橋梁和隧道工程施工安全風(fēng)險評估指南》《公路交通突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案》《公路長大橋隧安全運營管理辦法》（報批稿）等規(guī)范，提高了橋梁運營安全管理水平。在監(jiān)測預(yù)警技術(shù)方面，我國長大橋梁安全監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)目前已達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，其中基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的橋梁變形監(jiān)測技術(shù)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，打破了國外在該領(lǐng)域的長期壟斷。在監(jiān)測預(yù)警與橋梁養(yǎng)護(hù)管理、應(yīng)急管理的結(jié)合上取得了突破性成果，為國際監(jiān)測預(yù)警技術(shù)的發(fā)展開創(chuàng)了新的方向，在區(qū)域、國家級長大橋梁安全監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急管理平臺的構(gòu)建上走在了世界前列。

在檢測評定方面，通過自主研發(fā)和集成創(chuàng)新方式，實現(xiàn)了檢測、評估的不斷向前發(fā)展，尤其是評估技術(shù)方面，整體與國外水平相當(dāng)，部分原始創(chuàng)新成果。如基于時變可靠度的鋼筋混凝土橋梁剩余壽命評估方法，混凝土橋梁耐久性指標(biāo)體系、評定方法與評價標(biāo)準(zhǔn)等達(dá)到了國際領(lǐng)先水平；在檢測技術(shù)中，橋梁纜索腐蝕、斷絲無損檢測技術(shù)，大型鋼結(jié)構(gòu)焊縫快速檢測技術(shù)，混凝土橋梁裂縫仿生監(jiān)測系統(tǒng)，橋梁結(jié)構(gòu)裂紋缺陷的圖像采集與分析系統(tǒng)等達(dá)到國際水平的研究成果；在養(yǎng)護(hù)加固方面，構(gòu)建了公路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)體系，技術(shù)成果達(dá)到了國際先進(jìn)水平，推動了橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)進(jìn)步。橋梁加固所用的同步自鎖頂升設(shè)備、橋梁構(gòu)件模塊化快速替換裝備等方面取得突破。災(zāi)后公路橋隧應(yīng)急保通搶修技術(shù)等成果實現(xiàn)了災(zāi)后應(yīng)急保通的快速化和高效化，達(dá)到了國際水平。

決策管理

杭州九堡大橋頂推法施工

項目實施技術(shù)路線圖

重大工程決策在重大工程建設(shè)管理中具有“基礎(chǔ)決定性”與“戰(zhàn)略指導(dǎo)性”地位，從戰(zhàn)略決策、立項論證決策和投融資決策進(jìn)行分析，并總結(jié)工程建設(shè)階段后期決策管理經(jīng)驗。在組織管理方面，深入研究我國長大橋梁組織管理模式、組織管理結(jié)構(gòu)、機制和承發(fā)包模式的發(fā)展與變革，對目前我國長大橋梁組織管理的三種主要模式進(jìn)行分析，總結(jié)我國長大橋梁組織管理模式在時空維度上的多樣性和適應(yīng)性規(guī)律；在現(xiàn)場管理方面，基于綜合集成思想和積極應(yīng)用信息技術(shù)，不斷探索與完善“現(xiàn)場設(shè)計施工聯(lián)動及工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化平臺與一橋多方之間職能、接口與界面綜合協(xié)調(diào)”的工程現(xiàn)場綜合管理集成體系，有力推動了我國長大橋梁工程由傳統(tǒng)型現(xiàn)場管理向現(xiàn)代化現(xiàn)場管理的歷史性轉(zhuǎn)變。包括長大橋梁現(xiàn)場多主體協(xié)調(diào)、多目標(biāo)綜合控制及現(xiàn)場先進(jìn)綜合控制技術(shù)的應(yīng)用；在科技創(chuàng)新管理方面，依靠自主創(chuàng)新，自主創(chuàng)造，實現(xiàn)了從“產(chǎn)業(yè)化”到“國際化”之間的過渡。我國長大橋梁在科技創(chuàng)新上，存在著一個“工程項目—創(chuàng)新產(chǎn)品—產(chǎn)業(yè)化—國際化”的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。要深入總結(jié)我國長大橋梁自主開放網(wǎng)絡(luò)式工程科技創(chuàng)新規(guī)律與機制，研究長大橋梁科技創(chuàng)新多層次，戰(zhàn)略體系的結(jié)構(gòu)與實施等。

該項目通過整合行業(yè)優(yōu)勢資源，組織覆蓋勘察設(shè)計、施工、建設(shè)管理、安全保障和新材料新裝備開發(fā)應(yīng)用等公路長大橋梁完整產(chǎn)業(yè)鏈中的頂尖單位，首次從行業(yè)高度全面總結(jié)了我國公路長大橋梁建設(shè)技術(shù)跨越式發(fā)展的成功經(jīng)驗，系統(tǒng)梳理了公路長大橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國未來的發(fā)展需求，確定了公路長大橋梁建設(shè)技術(shù)的發(fā)展方向。