以科技创新 铸品牌工程│江西于都胜利大桥设计关键创新技术

5月21日，由中建五局承建的于都胜利大桥正式通车！

胜利大桥通车前夕，五局在赣州成功召开了胜利大桥“科研成果专家咨询会”。中建五局市政公路设计院副院长、总工程师邹德强以“大跨宽幅高性能桥梁新结构设计与施工技术研究”为题，从设计、施工、科研三个方面代表科研团队汇报了大桥的研究成果。

中国工程院院士、湖南大学教授陈政清院士表示：胜利大桥采用的新结构体系和桥面新结构具有诸多优点，尤其改善了桥梁界钢桥面正交异性桥面板的疲劳病害问题。

中国工程院院士、专家组组长张喜刚院士总结表示：胜利大桥的新结构体系适应景观、文化、受力等需求，桥面新结构满足桥面选型的需要，且结构原创，具有受力良好、施工便利和经济性等优点；特别是两个创新、以及电涡流阻尼器新减振技术、BIM 数字化建造技术、智能化步履式多点连续顶推施工技术、机器视觉结构健康监测等技术的应用，将对中国桥梁建造技术的发展起到重要推动作用。

快速定案，原创设计是利器  

方案快速定案设计是桥梁设计团队遇到的第一个难题。胜利大桥地形相对平坦开阔，河口宽度约360m，桥面距离常水位水面高度仅15m，河道空间有限，桥宽则达40m，要出景观效果很困难。经过综合分析，认为采用160m左右主跨跨径较为协调，可达到较理想的景观效果。在中标初期，桥梁设计团队迅速响应，仅历时5天就拿出满足景观和使用要求的六个桥型概念方案，顺利通过业主组织的第一轮方案评审，成功将桥型概念方案选择范围缩小为拱桥、悬索桥和斜拉桥三种。

▲三跨下承式拱桥方案

▲“旭日东升”拱桥方案

▲ “贡江之旗” 独塔斜拉桥方案

▲“拨云见日”单塔自锚式悬索桥方案

在项目快速推进的关键时刻，亟需对桥型方案进行快速定案。桥梁设计团队从满足业主需求和项目整体利益出发，仅历时12天拿出了“旭日东升”拱桥方案、“贡江之旗”独塔斜拉桥方案、“拨云见日”单塔自锚式悬索桥方案。其中，“旭日东升”拱桥方案是在第一轮方案设计业主较满意的“三跨下承式拱桥”方案的基础上进行创新优化，将三跨三肋拱优化为单跨单肋拱，创新性提出超宽桥面（40m）有背索柔性单肋系杆拱桥新型组合结构体系，结合单拱圈、背拉索及吊杆组成的细部构造，连接两边跨三角刚架与主跨钢箱梁，形成“铁流行进、旭日东升”的设计意象，从胜利走向胜利，诠释了"新长征、再出发"的时代号召，完美契合红色文化主题。整个桥型方案线形流畅，比例协调，简洁大方，完美适应景观、红色文化、超宽桥面、稳定性四重限制的设计条件。

设计团队仅用17天就超额完成了两轮九个大桥方案设计和估算成果，并在第二轮方案设计中就将“旭日东升”拱桥方案成功锁定为胜利大桥最终方案，获得了各方一致好评和高度认可，为后续业主报规报建、总包施工及设备采购争取到宝贵时间。

攻克顽疾，首用新钢桥面技术有胆识 

为符合局科技创新成果有源、有用、有效的精神，桥梁设计团队联合湖南大学提出了“一种原创的型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面新结构”，首次应用于胜利大桥主跨钢箱梁。但因担心胜利大桥超宽钢箱梁纵横向传力复杂、大悬臂横向受力性能、新型结构焊缝疲劳等无法满足荷载要求，需要桥梁设计团队设计一套满足胜利大桥整体受力性能的新钢桥面方案。

▲型钢开口肋-UHPC组合桥面新结构首次应用

掌握情况后，桥梁设计团队立即建立全桥有限元模型和局部模型全面分析、调研现场施工工艺和建设需求，并与相关专家沟通，快速进行方案设计，并提出了适用胜利大桥新结构体系要求的型钢开口肋-UHPC组合桥面结构方案：将UHPC层与钢面板通过剪力连接件形成组合面板，倒T肋型钢取代U肋焊接至钢面板底面，取消横梁开槽口，将横肋置于纵肋之下。

▲首创桥面新结构专家论证会的专家

为消除参建各方对新钢桥面技术首次应用于胜利大桥的顾虑，2021年12月10日，局市政公路设计院联合总承包公司与湖南大学技术团队召开了“胜利大桥钢-UHPC组合桥面新结构设计应用技术专家论证会”，专家组充分肯定了胜利大桥的型钢开口肋-UHPC轻型组合桥面新结构，一致认为该首创桥面新结构很多指标均优于其它正交异性钢桥面，新桥面结构不仅节约了钢材，使焊接工艺更便利，更消除了钢桥面板疲劳开裂及钢桥面铺装频繁破损两大顽疾，是一种具有竞争力的新型桥面结构体系。

综合优化，Y型墩临时墩结构优化有良方

桥梁临建设计与施工是桥梁建设过程中不可避免的难题，本项目也不例外。因大桥桩基施工进度滞后，项目部初期选定的两侧独立承重的临时支撑结构方案，Y型墩左、右临时墩独立受力，整体性差，稳定性不足；存在钢管桩反复插拔和重新引孔情况，工期延误较多，会产生较大的安全风险和履约风险。

为解决项目部难题，桥梁设计团队提出在Y型墩左、右临时墩增设拉杆，优化、统筹利用前一工序部分承台围堰钢管桩作为临时墩的立柱，柱顶增设临时沙漏支座的综合优化解决方案，计算分析得出结论，既平衡了水平推力，优化了结构受力，又统筹利用前一工序钢管，减少58根钢管桩的插打，节约钢材租赁约500t，还优化了36根钢管桩的施工工艺，提高了施工便利性和可操作性；此外还节约工期40天以上，保证了项目履约进度。

▲原Y型墩临时墩临建方案

▲优化Y型墩临时墩临建方案

中国现代桥梁奠基人茅以升先生曾说过：“人生一征途耳，其长百年，我已走过十之八九，回首前尘，历历在目，崎岖多于平坦，忽深谷、忽涛洪，幸赖桥梁以渡，桥何名欤？曰奋斗。”与桥结缘，奋斗一生。市政公路设计院的桥梁设计团队将始终以茅老为楷模，以胜利大桥的设计为起点，继续加强桥梁技术钻研和科技创新，以“设计最安全、最经济、高科技的桥梁方案”为初心，勠力打造“五局设计”的特大桥名片，不断擦亮五局桥梁专业设计品牌。