| 成果简介： |
科特迪瓦阿比让四桥工程，主桥跨越Banco海湾，主桥梁全长794.25m，共计10跨，箱梁采用体内预应力筋+体外索的混合配束方案，挂篮悬臂浇筑共计11个块段，合龙段共计9个。桩基最长达到82.5m，桩基直径2.1m。桥梁位于大西洋海湾，最大淤泥厚度34m，潮汐落0.9m。该工程采用法国标准，地质条件复杂，设计与施工难度非常大。为此，专门立项对海洋侵蚀条件下多跨多维变截面连续箱梁施工关键技术进行系统研究，从而确保项目工程优质履约。公路工程预应力连续箱梁施工，现有公开的施工技术较多，如钢栈桥、通航孔、桩基、承台、挂篮悬浇预应力箱梁等，但多数均为基于特定条件下的研究成果，不适用于该项目依托工程复杂的客观条件，尤其是在超厚淤泥层超长桩基施工、大潮汐出海口高桩承台海上施工、多跨多维变截面箱梁线形精准控制、多维变截面连续梁桥悬浇施工挂篮及模板体系设计、多跨变截面挂篮悬浇连续梁桥体外与体内束混合布置等方面，施工技术仍然存在一些亟待填补的空白。
1.主要创新成果：
1.1海洋环境下钢栈桥施工及防腐关键技术。(1)针对钢栈桥通行需求，设计了垂直提升式钢栈桥通航孔，通过同步控制电机安装、限位装置设置、加强弦杆安装、限位保险装置设置，保证了通航孔安全平稳提升。(2)针对超厚淤泥、潮汐、洋流影响，研发了一种钢栈桥钢管桩施工导向架，利用导向装置将多组贝雷梁横向连接成一个整体，实现对钢管桩的定位导向与垂直度控制。(3)基于电化学反应原理，采用活性较钢管桩更强的金属与钢管桩连接，在氧化反应过程中保护钢管桩，从而延长了海水中钢管桩的使用寿命，解决了因工期延长对钢栈桥使用安全性的影响。
1.2海洋侵蚀环境下桩基及承台耐久性施工关键技术。(1)通过比较环境和材料等因素的影响，分析了海洋环境中桩基混凝土的耐久性变化规律；基于氯离子的扩散方程，提出了环境和材料耦合效应下的氯离子扩散模型；通过工程实测数据验证模型的合理性，基于该耦合模型，预测了混凝土了使用寿命，为桩基耐久性设计提供了依据。(2)针对桩长82m，水深12m，淤泥最大厚度34m，钢护筒自稳前总重超过60t，作业平台局部无法承受吊车与钢护筒总荷载，水上吊装设备租赁困难且费用昂贵的问题，研发了钢护筒下放方法，解决了钢平台作业条件受限的问题，同时充分利用自身资源节约了成本。(3)利用有限元分析软件建立了桩基与土体相互作用的有限元模型，研究了竖向荷载下的桩基沉降规律，分析了桩-土荷载沉降曲线及荷载的传递规律，揭示了桩顶沉降和荷载的关系；结合钢筋锈蚀导致的桩基混凝土弹性模量和泊松比的变化规律，分析了桩基在氯离子慢蚀下的承载力变化，证实了桩基承载力满足设计要求。(4)针对水中高桩承台施工难题，采用把大型的模板构件化整为零，进行现场拼装，机械千斤顶与精轧螺纹钢筋组合整体下放钢套箱，在箱底桩基钢护筒上增加反牛腿装置等方式，形成了承台有底钢套箱施工技术。避免了采用水上大型吊装设备，减少吊装风险，提高了封底混凝土、底架、钢护筒之间的整体性，保证了整体结构的稳定性。
1.3多维变截面连续梁桥悬浇施工挂篮及模板体系。针对箱梁顶宽度逐渐变宽的难点，研发了多维变截面连续梁桥悬浇施工挂篮及模板，开发了可变轨距行走机构、活动式锚固系统、滑动式吊笼及多维可调节模板等装置，并充分考虑了左、右幅桥的通用性。解决了挂篮变宽截面混凝土浇筑和行走问题，有效避免了锚杆与混凝土箱梁预应力束冲突。
1.4多跨变截面挂篮悬浇连续梁桥体外束合理布置。(1)基于有限元分析，建立了体内、体外混合配束模型，分析了不同体内、体外混合配束比对跨中正弯矩、挠度及支点负弯矩的影响，提出了科学配束比。确定了连续梁的体内与体外科学配束比为4：1。(2)分析了不同预应力损失下张拉不同的体外钢束及不同的体外钢束组合，结构产生的位移、弯矩，以及体外束不同张拉时间对结构的影响，提出了单独对E6束二次张拉主动控制跨中下挠。(3)研发了一种新型预应力箱梁体外预应力组件，揭示了一种体外束多重防腐结构，提出了现场穿索、单根钢绞线张拉的方法施工，形成了海洋侵蚀环境下一种新型多重防腐体外预应力体系施工技术。解决了箱梁内整体张拉千斤顶安装和转移困难以及整体张拉时聚乙烯(PE)小套管及高密度聚乙烯(HDPE)大套管移动问题。
1.5多跨多维变截面箱梁线形控制技术基于有限元计算模型分析，揭示了多跨箱梁施工顺序调整与桥梁预拱度变化要因；提出了挂篮悬浇不平衡施工中钢绞线临时锚固、合理配重、合龙高差控制方法，形成了一套多跨多维变截面箱梁线形控制技术。解决了箱梁不平衡挂篮悬浇施工的预拱度、配重等难点，确定了混合合龙方案，节省了工期。
2.项目成果对推动行业进步的作用：项目成果鉴定总体达到国际领先水平，获得授权实用新型专利9件(ZL202022854057.1、ZL202020539073.9等)、发明专利3件(ZL201910920504.8等)，发表学术论文8篇，编制省级工法3项。项目成套技术已在科特迪瓦阿比让四桥工程建设中应用，成功解决了工程的施工难题，取得了显著的经济、社会、环境效益，对今后类似工程的建设具有较高的参考与借鉴价值。 |
