组合结构桥梁绿色智能建造关键技术研发与推广应用

　　一、案例背景

　　中国建设事业飞速发展，桥梁作为重要连接枢纽，在经济、政治、军事上发挥着举足轻重的作用。广西交通基础设施建设既是推进“一带一路”、“21世纪海上丝绸之路”国家战略的重要环节，也是落实国家“中新南向通道建设”的关键节点。而广西境内地处云贵高原东南边缘，山岭连绵，桥梁建设的战略地位不言而喻。其中，组合桥梁凭借合理的构造形式、良好的经济性、优越的跨越能力与地形适应能力，具备广阔的应用前景。

　　但组合结构桥梁建设中往往伴随着施工精度控制难、施工方法适配性待优化等问题，且政府对工程项目进一步提出了全寿命周期内绿色低碳环保、施工过程智能化高品质的要求，开展组合桥梁智能建造科技创新及应用，不仅能推动其在设计、制造、施工、监测环节的装备与技术发展，全面提升建造关键技术，还能提升我国交通基础设施中桥梁建设的低碳、智能、绿色水平，支撑全国加快构建低碳、安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通运输体系。

　　二、主要内容与分析

　　(一)特大跨径宽幅部分斜拉桥高品质绿色建造技术创新及应用——世界最大跨径公路预应力混凝土部分斜拉桥“培森柳江特大桥”依托培森柳江特大桥建设，广西路建开展了交通运输部重点科技项目研究，研发“地震波CT探测+多功能地质钻探+BIM技术”的地质精确分析判断技术，创新基于三维地质模型的全套管全回转钻机的桩基施工技术，攻克了厚覆卵漂石层强发育岩溶区钻孔灌注桩施工技术难题;创新强透水地层大体积承台施工技术，研发外围稳固的高精度零干扰堰模一体围堰结构，解决了围堰封底、抽水、承台浇筑等多工况转换下围堰的结构稳定和止水问题，实现了堰模一体、承台钢筋施工无干扰、承台尺寸高精度目标，大幅缩短工期;研发主箱梁内隔箱轻型易修复式模板及悬挂支撑快速成型技术，大幅提升了斜拉索锚固梁段施工速度，缩短主梁工期约5个月;创新主箱梁线形及斜拉索索力精确控制技术，实现全桥147个节段线形毫米级偏差控制和毫米级精准合龙，高程和轴线偏差最大控制在7mm内，实现斜拉索一次张拉不调索，成桥索力误差控制在±5%以内;研发基于宽幅箱梁温度场分布规律的温控措施，提出基于施工节点工作性能控制的混凝土配合比优化方法，创新钢筋快速精准定位安装技术及混凝土浇筑工艺，解决了宽幅箱梁收缩徐变导致的开裂问题，经政府质监部门全面检查整箱未发现一条肉眼可视裂缝。研发形成的部分斜拉桥成套高品质绿色快速建造技术，显著提升了桥梁的建造速度和建造品质，培森柳江特大桥以超一流的品质建成，促进此桥型具有更好的发展和推广应用前景。

　　特色做法：部分斜拉桥“斜拉索一次张拉不调索”的索力精准控制技术

　　应用一次张拉优化分析方法、索导管角度修正及精确定位控制技术，实现了全桥184个索导管和斜拉索完全对中，居中定位误差均在2mm以内，确保斜拉索索力完全传递到主梁，最终控制全桥斜拉索索力误差在2%以内，主箱梁线型顺畅，实现毫米级的合龙精度。

　　索力监控

　　(二)大跨度波形钢腹板组合梁桥绿色智能建造技术创新及应用——世界最大跨径1800型波形钢腹板连续刚构桥“飞龙大桥”依托飞龙大桥建设，广西路建集团开展了交通部、住建部等多项课题研究，研发免围檩堰模一体化双壁钢围堰施工技术，创新采用“堰模一体+无围檩”设计，相较传统围堰减少钢材用量1/3、提升施工速度13%，实现围堰施工“多快好省”、“滴水不漏”;创新“双限位限重智能吊机+轻型挂篮”异部施工技术，充分利用已安装节段波形钢腹板作为承力构件，巧妙设计双限位限重智能吊机与挂篮同步前移，较传统塔吊辅助异部施工法节省大良设备费用，且施工周期缩短至7天/节段;研发基于北斗系统的波形钢腹板智能快速运输安装系统，集成BIM、GIS、AI和IOT技术对波形钢腹板运输及安装过程实时三维可视化展示，通过“实时感知、以虚预实、以虚控实、虚实交互”，“一键启动”即可实现智能运行、精准定位，实现施工全过程智能控制与风险防控。依托飞龙大桥研发形成的波形钢腹板组合梁桥成套智能绿色建造技术，对河、海、湖上的多跨波形钢腹板连续刚构桥悬臂建造施工具有显著推广价值。

　　特色做法：基于BDS的波形钢腹板水上运输与协同吊装系统

　　研发智能运输船，基于北斗定位系统实现运输船坐标精准定位与自动航行，融合数字孪生智能控制系统，实现波形钢腹板构建的智能协同吊装。

　　(三)特大跨径钢管混凝土拱桥智能化整体提升技术创新及应用——已建成通车的世界最大整体提升吨位和跨度的钢管混凝土拱桥“平陆运河旧州特大桥”依托平陆运河旧州特大桥，广西路建集团开展交通运输部重点科技项目等多项课题研究。研发沉井外围收放式井壁模板和免拆散同步外模井节接高技术，实现沉井外围模板便携收放、高精度、零扰动调节，大幅节省模板装拆时间和设备台班;创新拱段立拼支撑结构和中段拱肋高精度拼装技术，研发一种球铰与千斤顶相结合的可调承力座装置，拱肋拼装便捷、纠偏迅速，实现拱轴线毫米级高精度拼装;创新拱肋整体提升张拉索锚固结构永临结合技术，有效增强结构稳定和锚固性能，大幅节省钢材用量;研发基于多源感知的智能化拱肋整体提升施工控制技术，通过数字孪生智能显控系统集成多源感知大数据，实现施工过程“状态感知、数据融合、算法分析、反馈输出、设备响应、精准调控”。平陆运河旧州特大桥的钢管拱肋智能化整体提升施工技术，是继广西路建承建的柳州文惠桥、那莫大桥、那劳大桥和广西路建第一跨正龙红水河特大桥，在掌握拱桥缆索吊装和斜拉扣挂技术后的再次创新突破，为有限作业空间下钢管拱桥建造方法的多元化发展提供“广西路建方案”。

　　特色做法：基于多源感知融合数字孪生的智能化提升技术

　　研发数字孪生显控系统，通过集成多源感知大数据，实现钢管拱肋整体提升过程“状态感知、数据融合、算法分析、反馈输出、设备响应、精准调控”。

　　三、取得成效

　　(一)三座典型桥梁应用成效培森柳江特大桥依托自主研发形成的部分斜拉桥成套绿色快速建造技术，显著提升了桥梁的建造速度和建造品质，仅在主梁施工阶段就节省工期约5个月，且实现主箱梁全节段箱梁线形、合龙精度达到毫米级，箱梁无可视裂缝，节约直接经济成本3299万元。

　　飞龙大桥依托自主研发的与主体结构相融合的 “异部法挂篮+双限位限重智能吊机+智能浮运船”等相关设备和施工方法，提升箱梁施工速度至7天/节段，实现波形钢腹板智能运输安装，节约施工成本约988万元。

　　平陆运河旧州特大桥综合应用了基于多源感知的钢管拱肋智能提升技术、数字孪生智能显控系统等多项自主研发的核心技术，长202m、重1800吨的拱肋一次提升63m仅用31小时完成，实现毫米级高精度拼装合龙，节省了大量人、材、机的投入，节约施工成本2478万元。

　　(二)案例总结与启示组合结构桥梁智能建造技术创新实践，为我国桥梁工程的高质量发展提供了宝贵经验。一是创新驱动，攻克瓶颈是基石。面对复杂地质条件、超大跨径与高精度要求等共性难题，必须坚持问题导向，依托重大工程开展核心技术攻关，聚焦地质勘察、精准施工控制、创新结构体系与工法，是实现高品质绿色建造的关键。二是智能赋能，数智融合是核心。通过将BIM、GIS、数字孪生、北斗、AI、IoT等技术深度融入桥梁建造全周期，搭建多源感知、数据驱动、智能决策的管控平台，是实现建造过程可视可控、风险精准防控、效率跃升的核心路径，为复杂组合结构桥梁建造提供了“智能化大脑”。三是绿色低碳，精益建造是方向。通过结构优化、工艺创新和智能控制，显著减少资源消耗、碳排放和废弃物，降低劳动强度，实现了“多快好省”的绿色建造目标。