21总报告南环线带拱顶推关键技术1224.docx

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21总报告南环线带拱顶推关键技术1224

铁道部科技研究开发计划

高速铁路桥梁技术深化研究——

合肥枢纽南环线新建工程钢桁梁柔性拱施工技术研究

（合同编号：

2010G004-G）

成果总报告

中铁四局集团有限公司

中铁四局集团钢结构有限公司

二○一二年十二月

合肥铁路枢纽南环线钢桁梁柔性拱特大桥施工技术研究

1.前言

钢桁梁柔性拱桥具有跨越能力强、桥面至梁底结构高度小、动力性能好、建筑美观效果佳、对既有公路或河流交通干扰小等特点，小角度斜交跨越城市干道、高速公路、通航河流时，具有独特的优势，成为高速铁路大跨度桥梁中具有竞争力的主要现代结构形式之一，在国内外高速铁路中逐步应用和推广。

1.1工程背景

沪汉蓉高速铁路是国家综合铁路网规划和铁道部“十一五”规划重大建设项目，全长2078公里，由上海出发，途经南京、合肥、武汉、重庆等城市，到达成都。

该线是中国“四纵四横”客运专线中最长的“一横”。

沪汉蓉快速客运通道的建成，将填补中国陇海和浙赣之间700公里无横向铁路的空白，与陇海线、京广线、京九线共同构成我国铁路干线的十字型网络，并与纵向七条跨长江铁路和沿海铁路、川藏铁路接轨，大大提高中国铁路的灵活性。

沪汉蓉快速客运通道形成后，将成为沟通川渝地区与中南、华东地区之间最重要和最便捷的运输通道。

合肥铁路枢纽南环线工程，是沪汉蓉快速铁路通道的重要组成部分，该工程位于合肥市南郊，线路基本呈东西走向，东接合宁线肥东站，西与宁西线、合武线长安集车站接轨，线路全长约39.626km，其地理位置图见图1-1。

在合肥铁路枢纽南环线工程中共有8座特大桥，其中经开区特大桥和南淝河特大桥跨越在合宁高速公路，为全线重点控制性工程。

两座桥具有同类桥型主跨跨度最大、高度最高,首次采用柔性拱未成体系带拱顶推等施工新技术的钢桁梁柔性拱结构形式，因而两座特大桥的施工科技含量高，建设难度大、施工质量和安全要求高。

图1-1合肥铁路枢纽南环线地理位置图

南淝河特大桥和经开区特大桥的钢桁梁柔性拱结构小角度跨越合宁高速公路，与线路夹角分别为27°和26°，跨径为（114.75+229.5+114.75）m。

桥面采用参与主桁架梁共同受力的正交异性桥面板，钢桁梁采用带竖杆N型三角桁架，节间长度12.75m，边跨9个节间，主跨18个节间；桁高15.0m，斜腹杆倾角40.36°。

柔性拱肋采用圆曲线，矢高45m，矢跨比为1/4.5，全长461m，其主跨跨度229.5m在同类型桥梁中居于首位。

结构采用两片主桁架，主桁架中心距15m，双线铁路间距4.6m，道砟槽内宽9.0m，两侧人行道宽各1.35m；上弦及拱肋设纵向平联，交叉形布置；每两个节间设置一道横联（桥门）；吊杆为箱型截面，中间不设置横撑。

结构主要有主桁架及拱肋、桥面系、纵向连接系、桥门架及横联、吊杆、支座等组成，见图1-2。

总重量为11500吨，单根杆件最大重量约78.3吨。

桥面采用参与主桁架共同受力的正交异性321-Q345qD不锈钢复合桥面板，属新材料、新工艺、新技术，在国内铁路客运专线是首次大规模采用。

图1-2经开区钢桁梁柔性拱桥成桥全景图

1.2国内外研究现状

1.2.1钢桁梁架设施工研究现状

钢桁梁架设方法较多，主要的施工方法有：

1）悬臂施工法，一面拼装，一面逐渐向前推进，其特点是不受桥渡水文条件、通航、流水、墩高和季节的限制，而且专用辅助结构和辅助设备费用较少。

2）顶推施工法，将钢梁在路堤上或在脚手架以及已拼好的钢梁上进行拼装，通过滑车组、绞车等牵引设备，沿桥轴纵向顶推钢梁至预定的桥孔，最后拆除附属设备落梁就位，该方法机具设备简便，无需大型起吊设备；节省施工用地，工厂化制作，能保证构件质量；不影响通航；节约劳动力，施工安全；适应于连续梁、简支梁、拱桥等结构。

然而顶推法不适应于多跨变高梁，曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁；受顶推悬臂弯矩的限制，顶推跨径大于70-80米不经济；顶推过程中的反复应力使梁高取值大，临时约束多，张拉工序繁琐；随着桥长的增大，施工进度较慢。

另外还有整节段架设法、走行吊机施工法、浮吊施工法、缆索吊机施工法、横移施工法、转体施工法等。

我国钢桁梁架设从上世纪50年代开始在武汉长江大桥中应用，一直沿用架梁吊机悬臂架设或者在支架上采用龙门吊机安装施工，采用单根杆件吊装的方法，安装速度较慢，工期较长。

随着施工技术水平的提高及成功经验的不断积累，如今大多数钢桁梁的架设至少同时采用两种以上的施工方法，并且在施工工艺上进行了更符合实际情况的创新与改进，进而使得社会、经济效益显著。

1.2.2顶推法施工研究现状

顶推施工法（Incrementallaunchingmethod）是在桥头沿桥纵轴线方向将拼装好的钢桁梁向前推，直至梁就位的现代桥梁施工方法。

每拼装一个节段即用水平液压千斤顶施力，借助于不锈钢和聚四氟乙烯模压板组成的滑动装置，将梁逐段向对岸顶推，待全部顶推就位后，再落梁，然后更换正式制作，完成桥梁施工。

在水深、桥高的情况下，顶推法施工可避免大量施工脚手架，可不中断桥下交通或通航。

我国传统的大跨度钢桁梁施工方法多采用单根杆件进行现场悬臂拼装，该施工方法操作简单易实现，对吊装设备的起吊能力要求不高，但施工工期较长，水上高空作业，危险性比较大。

近年来，随着我国科学技术的突飞猛进，对桥梁建设质量、工期等要求不断提高，与传统的现场单杆件散拼安装方法相比，顶推法施工方法将现场的很多工序转移到固定台座上进行，加工质量更容易保证；桥上高空作业工作量减少，便于提高工效，实现了现场作业的工厂化、高空作业地面化、水上作业陆地化、散拼作业整体化。

顶推法起源于钢桥的纵向顶推施工法。

顶推法用水平千斤顶取代了卷扬机和滑车，用板式滑动支座取代了滚筒。

1964年建成的委内瑞拉卡罗尼河桥（见图1-3）是一座顶推施工的桥梁，桥宽10m，边跨48m，主跨96m。

上部结构由预制阶段拼装，每节段9.2m，全长500m，对称张拉；顶推时在跨中使用了辅助墩，上部结构顶推重力约为98100kN，采用两台2934kN水平千斤顶单点顶推，最大顶推力为3924kN。

图1-3委内瑞拉卡罗尼河桥图1-4郑州黄河公铁两用桥

2010年建成的郑州黄河公铁两用桥（见图1-14）主桁第一联结构形式采用六塔斜拉连续钢桁梁，结构跨度（120+5×168+120）m。

主桁为三角形桁式，横向三片桁布置，中桁垂直桥面，边桁与桥面板夹角为75.964°。

施工方法采用“第一联钢桁梁顶推施工，第二联钢桁梁悬臂施工”的施工方案。

郑州黄河公铁两用桥顶推施工方法的特点：

多孔长联（1080m）大跨度三主桁斜边桁空间钢桁梁，采用顶推法施工；可以取消主河槽中庞大的临时墩，对防洪度汛有利，避免了后期河道的清理；在岸边支架上拼装钢梁，有条件做到工厂化作业，避免因雨季、冬季对钢梁焊接、高强螺栓施拧质量带来不利影响，可以更好地保证质量；由于在岸上工厂化拼装，能够对钢梁拼装、施拧高强螺栓、铁路桥面板焊接等工序进行平行流水作业，加快施工进度；可以减少水上高空作业，对安全生产非常有利。

2011年建成的杭州九堡大桥（钱江八桥，见图1-5）主桥上部结构为3×210m三孔连续结合梁-钢拱组合体系拱桥。

拱肋系由外倾12°主拱肋与空间扭曲型副拱肋组成，主、副拱肋之间通过圆钢管连接。

主梁为等截面双主梁格构式梁，高4.5m，两侧钢主纵梁之间用钢横梁连接。

施工方法为“步履式平移顶推装置”三跨带拱整体顶推。

主要施工工艺特点：

在沿桥轴线后场陆地上搭设拱桥拼装支架平台，按照先梁后拱法将单孔钢拱梁拼装成整体，即梁拱稳定体系形成后采用“步履式平移顶推装置”整体带拱顶推。

图1-5杭州九堡大桥

1.2.3柔性拱架设施工研究现状

柔性拱合龙施工方法主要有：

1）跨中合龙，采用体外劲性钢管骨架辅以张拉顶、底板临时预应力索锁定，保证拱肋在竖转过程中应力合理分配，可以实现无应力状态合龙，但是存在钢结构加工规格要求高、钢桁梁顶面上安装难度大、跨中合龙无架梁吊机配合施工等问题，为施工带来一定的困难。

2）拱脚合龙，柔性拱合龙之前消除合龙口各方向的偏差，可按照理论尺寸实现精确合龙，通过起顶合龙口下方钢桁梁，先调整合龙口的纵向偏差和转角，再使用冲钉消除横向偏差的操作流程进行合龙操作；采用顶落梁的方式调整拱脚预留口空间位置，可以使架梁吊机架拱更流畅，有效的加快进度，大大的节省工期，产生明显的经济和社会效益。

1.2.4钢桁梁柔性拱桥施工研究现状

江西九江长江大桥（见图1-6）建于1993年，为双层双线铁路、公路两用桥，全桥长7675m，其中江上正桥长1806m，主航道为三孔刚性桁、柔性拱，桁高16米，最大矢高32m。

采用双层吊索塔架全悬臂安装跨度180m钢梁，并采用216m跨度的带加劲腿钢梁跨中合龙，三大柔性拱不设临时支点完成合龙，合龙精度达0.2mm。

图1-6江西九江长江大桥图1-7福建闽江特大桥

铁路闽江特大桥（见图1-7）建于2009年，采用钢桁（拱）梁桥跨形式为（99+198+99）m连续钢拱梁柔性拱结构，采用N型三角桁式，节间长度11m，其中边跨9个节间，中跨18个节间；桁高15m，斜腹杆倾斜53.7°。

拱肋采用圆曲线，矢高35m，矢跨比1/4.4。

闽江特大桥采用临时墩辅助双向悬拼，拱脚合龙。

厦门至深圳客运专线榕江特大桥（见图1-8）建于2009年，是厦深铁路的重点控制工程，全长7686m，边跨为简支梁和连续梁结构，主跨为（110m+2×220m+110m）下承等高连续刚性钢桁梁柔性拱。

钢桁梁采用带竖杆N型三角桁架，节间长度11.0m，其中边跨10个节间，中跨2×20个节间，桁高15.0m，桁宽15.0m，斜腹杆倾角53.7度；柔性拱肋按二次抛物线布置，矢高（上弦以上）44.0m，矢跨比1／5，采用临时墩辅助双向悬拼，拱脚合龙。

图1-8福建榕江特大桥图1-9济南黄河大桥

京沪高速铁路济南黄河大桥（见图1-9）建于2010年，主桥为（112+3×168+112）m下承式、等高度、连续、刚性梁柔性拱桥，为四线铁路，下弦铁路桥面采用参与主桁共同受力的正交异形板整体桥面，刚性主梁采用带竖杆的等高度三角形桁架，桁高16.Om、宽30.0m，节间14.0m，柔性拱肋按圆曲线布置，矢高30.0m，跨度140.0m，矢跨比1／4.67，该桥采用临时墩辅助单向悬拼，拱脚合龙。

随着桥梁建设水平的提高，利用千斤顶连续顶推、柔性拱拱脚合龙成为可能。

南淝河特大桥和经开区特大桥是国内外首次采用钢桁梁柔性拱大吨位、大跨度多点顶推架设技术和柔性拱拱脚合龙施工技术。

大跨度空间钢桁梁柔性拱的多点同步顶推和柔性拱拱脚合龙施工，技术含量高，安全质量控制要求严。

无论是规模还是技术难度均居国内之首。

因此，有必要展开科技攻关，确保安全、快速、优质完成本联的钢梁架设任务。

在前期方案研究阶段已做了大量的可行性研究工作，我公司自行研发“大跨度钢桁梁分段拼装、带拱顶推架设技术和拱脚合龙施工技术”在今后的桥梁建造以及其他领域大型构件的提升、下放等牵引作业中具有广泛的应用前景。

1.3课题研究的必要性

南淝河特大桥、经开区特大桥均濒临合肥市主城区，小角度斜跨高速公路，主跨跨度在国际同类型桥梁中最大，桥面首次研究在铁路客运专线特大钢桥中应用正交异性321-Q345qD不锈钢复合桥面板。

施工技术难度大，涉路施工安全风险高，新材料、新工艺、新技术的应用面临重大挑战，因此开展对两座特大桥的施工技术研究具有重要的科学意义和工程价值。

1.3.1主跨跨度和柔性拱矢高在同类型桥梁中最大，超长超高万吨级钢桁梁柔性拱架设施工面临巨大难题。

本桥全长461m，总重11500t，拱顶距地面高度约80m，属超长、超高、超重结构。

除本桥外，世界上在建及已建的钢桁梁柔性拱桥中，跨度最大、矢高最高为厦门至深圳客运专线榕江特大桥，主跨跨度220m，柔性拱矢高44m，采用的是“临时墩辅助双向悬拼，拱脚合龙”的施工方案。

本桥主跨跨度229.5m，柔性拱矢高45m，是目前在国际同类型桥梁中最大，而且小角度斜跨高速公路，无论采用何种架设方法均面临巨大考验。

1.3.2濒临城市主城区，小角度斜跨高速公路，涉路施工安全风险控制极难。

南淝河特大桥和经开区特大桥均位于合肥市主城区内，与高速公路夹角分别为27°及26°。

合宁高速公路车流量大，涉路施工安全风险控制极难。

如何保证在高速公路不间断行车条件下钢桁梁柔性拱施工中结构安全、施工安全及高速公路运营安全，满足最大悬臂桁架梁抗倾覆及柔性拱拱脚合龙就位精度控制标准是本工程的重点，也是技术难点。

1.3.3主跨229.5m钢桁梁柔性拱在高速公路上方合龙技术难度大，拱肋稳定性要求极高。

（114.75m+229.5m+114.75m）钢桁梁柔性拱结构在高速公路上方合龙技术难度大，主要体现在以下特点：

①合龙位置及数量多。

合龙位置处钢桁梁共有4根弦杆，2根斜杆；柔性拱共有2根弦杆，合龙口数量多，增加了合龙的难度

②受温度影响大。

柔性拱跨度为229.5m，钢桁梁柔性拱合龙孔的跨度大，达229.5m。

日照温度对钢梁平面弯曲变形、温度伸缩量有较大影响。

③钢桁梁的结构体系转变。

由于钢桁梁与拱肋、桥面板共同作用，结构受力复杂，顶推滑移、拱脚合龙过程及辅助支撑受力要经过多次结构体系转换，超静定结构中内力多次重分配，使合龙过程变得复杂、繁琐。

④拱肋稳定性要求特别高。

吊杆最大长度为45m，杆件长细比较大，在拱肋合龙口调整过程中可能出现整体失稳或杆件屈曲等现象。

1.3.4首次在客运专线钢桥中采用正交异性不锈钢复合桥面板，新材料和新技术应用面临重大挑战。

本桥桥面采用正交异性不锈钢复合桥面板，属新材料、新工艺、新技术，在国内铁路客运专线特大桥是首次应用，缺乏可借鉴的试验数据、理论方法和工程经验。

不锈钢复合板焊接属于异种钢的焊接，焊接过程中既要保证基层的力学性能，还要保证不锈钢复合层焊缝的耐腐蚀、抗氧化等性能。

由于Q345qD与321不锈钢的线膨胀系数不同，在焊接过程中会产生不同于同种材质焊接时的焊接变形，且难以矫正，超差的变形会降低结构的承载力。

由于铁路桥梁钢结构动荷载较大，在不锈钢复合桥面板纵横向对接焊缝、桥面板与纵肋焊接、纵肋与横隔板连接处，会产生很高的集中应力，极易产生疲劳裂纹，焊接技术、质量控制、检测手段均面临重大挑战。

1.3.5受高速公路边界条件约束及南淝河场地环境的影响，配合架设方案的顶推滑移系统设计需要重要的科学创新。

辅助支架的强度、刚度、稳定性直接影响桥梁施工的质量、进度及安全性。

受高速公路边界条件的限制，南淝河特大桥和经开区特大桥的辅助支架只能布置在高速公路的限界外。

同时南淝河特大桥还跨越南淝河和关镇河两条河道。

综合考虑现场地形条件、结构自身特点等因素，为满足安全、经济、适用和材料可回收利用原则，顶推滑移的辅助工程系统设计需要重要的科学创新。

1.4科研立项

由于本桥设计新颖，科技含量高，安全风险大，2010年10月，铁道部科技司及上海铁路局将《合肥枢纽南环线新建工程钢桁梁柔性拱施工技术研究》列入科研开发计划并正式立项，中铁四局集团有限公司和中铁四局集团钢结构有限公司联合合肥工业大学、西南交通大学、同济大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中国船舶重工集团公司-725研究所及广东优比咨询公司共同承担该课题的研究开发，成立了五个课题组，共设立了九个子课题。

通过调研、试验研究、数值仿真、信息化模型、方案比选、专家论证等科学方法，结合两座桥施工条件、场地环境等特点，研发南淝河特大桥、经开区特大桥施工新技术、新方法，谱写我国铁路桥梁建设史上新的篇章。

2.课题研究的主要内容、技术指标、技术路线和方法

2.1研究的主要内容

（1）大跨度钢桁梁柔性拱桥带拱顶推滑移关键技术研究

南淝河特大桥和经开区特大桥钢桁梁柔性拱主跨跨度229.5m是目前同类型桥梁中主跨跨度最大，均小角度斜跨高速公路，需要提出多种架设方法，进行综合比选和考虑各种因素，确定最优的技术方案。

顶推滑移过程中结构受力复杂、线形较难控制，钢桁梁纵向水平同步控制和横向纠偏控制技术难度特别大，需采取科学有效的顶推滑移新技术、机电一体化控制技术、协同控制技术等手段。

在钢桁梁带拱顶推过程中，施工工况特别多，导致主体桥梁结构和辅助支架结构受力复杂多变，同时桥梁线形控制严格，少数杆件承载力有待加强，因此对施工整个过程进行结构全过程工况受力计算与分析，提出相应的杆件加强措施。

由于地形条件的限制，跨越合宁高速公路临时辅助支架之间跨度特别大钢桁梁最大悬臂长度达153m，重量达1350吨，计算的最大竖向变形为1480mm，可能会发生严重的桥梁倾覆和失稳破坏，需要科学制定最优的技术方法确保安全上墩。

（2）大跨度柔性拱架设及合龙关键技术研究

主跨229.5m柔性拱在顶推过程中，吊杆由拉杆变成压杆，会出现整体失稳或局部屈曲，需要研发稳定支撑体系和抱箍装置增强吊杆和拱肋的整体稳定性，保证结构安全。

吊装方法和设备对拱肋拼装影响重大。

在拱肋拼装过程中需要制定科学合理的吊装方案，并对吊装设备机型及站位进行合理设计。

柔性拱精确合龙是确保桥梁大跨度结构安全的关键施工步骤之一，也是新型施工技术“钢桁梁带拱顶推、柔性拱拱脚合龙”的重要环节。

需要根据合龙口实测数据及合龙计算结果，比选确定最优的墩顶起顶方式，采用数值仿真和全程监控，从而实现辅助支架系统的结构安全和柔性拱拱脚合龙。

（3）铁路钢桥正交异性不锈钢复合桥面板关键技术研究

不锈钢复合板焊接属于异种钢的焊接，但又不同于两种不同材质材料的对接，在复合钢板的焊接中，是在层间的焊接过程中，实现异种钢的焊接。

而焊接接头既要保证基层的力学性能，还要保证不锈钢复合层焊缝的耐腐蚀、抗氧化等性能。

因此，选择性能优越的焊材及合理的焊接工艺，确保焊接质量就显得尤为重要。

不锈钢复合桥面板在焊接过程中，由于Q345qD与321不锈钢的线膨胀系数不同，在焊接过程中会产生不同于同种材质焊接时的焊接变形，且难以矫正，超差的变形会降低结构的承载力，因此需要采用有效的、针对性强的焊接方法和质量控制手段加以解决，从而提高焊接质量和整体桥梁施工质量。

不锈钢复合桥面板焊缝质量要求高，无损检测难度大，需要制定科学的检测方法。

在桥面板与纵肋焊接处及在纵肋与横隔板连接处，会产生很高的应力集中，极易产生疲劳裂纹。

因此，需要对不锈钢复合正交异性桥面板进行静力试验和疲劳试验，并与有限元计算结果进行分析对比，验证此新型不锈钢复合正交异性桥面板的静力性能和抗疲劳性能。

（4）超长超高万吨级钢桥的顶推滑移辅助工程关键技术研究

大型辅助支架的强度、刚度、稳定性及变形直接影响到特大钢桥施工的质量及安全性。

要综合考虑现场地形条件、支架高度、支架成本等因素。

由于本桥为461m的钢桁梁柔性拱，只能节点受力，上滑道不能连续布置；由于高速公路的隔断，下滑道也无法连续。

根据结构自身特点及现场实际情况，需要合理设置顶推滑移平台系统以实现多点顶推。

（5）铁路客运专线特大钢桥BIM技术应用研究

本项目基于建筑信息模型BIM技术，结合南淝河特大桥和经开区特大桥工程，首次将BIM技术应用于铁路客运专线特大钢桥的设计、制造、施工、监控中，进行了可视化设计、数字化制造、虚拟仿真建造、施工进度管理、结构安全监控等系统应用研究，克服了传统二维CAD技术缺点，在项目全寿命周期的信息构建有显著优势。

实现了461m大跨度钢桁梁柔性拱结构的分段拼装、顶推滑移、起顶上墩、拱脚合拢、落梁就位等复杂关键施工步骤，确保了整个项目的施工安全、施工进度、施工造价和施工质量，为我国铁路客运专线大跨度钢桥的设计和施工提供科学的参考依据。

2.2研究的技术指标

（1）通过科学论证和施工实践，研究解决主跨229.5m钢桁梁柔性拱带拱顶推滑移技术，使钢桁梁柔性拱在153m最大悬臂状态下结构安全稳定，并在钢桁梁大吨位多点同步顶推，大挠度导梁上墩、多频次起落梁就位等技术方面取得突破。

（2）对柔性拱架设和合龙工况详细分析，实现大跨度柔性拱安全架设和精确合龙。

（3）创新设计钢桁梁柔性拱拼装支架、辅助墩支架、墩旁托架以及桩基础工程，满足“安全可靠、施工快捷、循环利用、因地制宜”的原则和要求。

（4）以焊接工艺评定和模型加载试验为手段，并制定焊焊缝质量无损检测规程，证明不锈钢复合桥面板焊接及检测技术满足铁路钢桥的设计要求。

（5）在铁路钢桥深化设计、数字化加工、虚拟建造、施工进度管理以及安全监控过程中应用BIM技术，解决施工难题，为项目提供增值服务。

（6）形成相应成果及工法，为类似铁路桥梁的施工提供借鉴。

2.3研究的技术路线和方法

本项目首创的“分段拼装、钢桁梁带拱顶推、柔性拱拱脚合龙”施工新技术、不锈钢复合正交异性桥面板焊接技术、铁路客运专线特大桥BIM技术应用是两座特大桥的关键技术及创新点，该关键技术遵循“调查研究→计算分析→试验研究→专家评审→工程实施→安全监控”的路线，保证方案实施前综合各级专家意见，充分论证，通过试验取得最有效计算参数，做到方案稳妥、可行、可靠。

科研技术研究管理始终坚持在课题研究主体单位的统一协调下，充分发挥各专题小组的能动性，按期举行技术会议，分析进展情况，在关键节点实施前必须召开专家评审会，充分考虑，确保方案的可实施性，主要采用以下研究方法：

（1）联合合肥工业大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司等技术力量，成立专题开发研究小组，实行课题组长负责制，积极开展课题攻关活动，定期进行课题汇报及评审工作。

（2）开展广泛调研，加强技术交流，结合本桥结构特点及现场环境，提出多种钢桁梁柔性拱架设方法，比选确定最优方案；优化钢桁梁顶推滑移、柔性拱拱脚合龙施工工艺；对各施工方案及施工工艺进行专家评审。

（3）与合肥工业大学、中铁第四勘察设计院集团有限公司合作，应用大型结构分析软件，对钢桁梁带拱顶推滑移施工工况进行数值仿真分析，充分做到理论研究指导工程实践。

同时，根据研究成果研发和设计科学合理的顶推滑移辅助工程系统。

（4）与同济大学、中国船舶重工集团公司-725研究所及中铁第四勘察设计院集团有限公司等高校及科研单位合作，研究不锈钢复合正交异性桥面板的新材料及新技术的应用及推广，填补国内该项技术空白。

（5）中铁四局集团钢结构有限公司成立BIM技术研发课题组，首次将BIM技术应用于铁路客运专线特大钢桥，创新地开展了深化设计、加工制造、虚拟建造、施工管理、安全监控等BIM技术。

（6）委托合肥工业大学、西南交通大学2家有资质的监控单位分别对南淝河特大桥和经开区特大桥全桥施工进行全方位监控，确保施工新技术的实施。

（7）收集钢桁梁带拱顶推，柔性拱拱脚合龙等相关施工资料，组织技术人员进行技术讨论和研究，学习其先进的施工工艺，并能正确的运用到现场施工中。

（8）按照研究计划和施工进展，实施相应的施工技术及工艺研究。

3.关键技术研究和技术创新点

南淝河特大桥跨越合宁高速公路、南淝河、关镇河，经开区特大桥跨越绕城高速公路，为避免钢桁梁柔性拱架设在高速公路的上空作业，对高速公路的交通安全造成影响，经多方案比选论证，南淝河特大桥、经开区特大桥采用“分段拼装、钢桁梁带拱顶推、柔性拱拱脚合龙”架设钢桁梁柔性拱。

在高速公路运营限界外单向退步法架设柔性拱，大大降低了安全风险，确保钢桁梁柔性拱架设安全可靠。

对于拱脚合龙，充分利用研发的辅助工程系统来调整钢桁梁的线形，解决了合龙技术复杂、精度要求高、高空作业难度大等技术难题。

该方案具有技术先进性和良好的经济性。

3.1大跨度钢桁梁柔性拱桥带拱顶推滑移关键技术研究

根据多种方案比选，确定的施工方案为：

在边跨沿钢桁梁顶推方向设置六个节间的拼装作业平台，节间数量需满足顶推工况，抗倾覆稳定性要求。

利用跨线龙门吊拼装导梁、钢桁梁和桥面板，完成高栓施拧和桥面板焊接后，利用机电液集中控制系统控制水平连续穿心液压千