1平南三桥科技创新建设成果

一、获奖情况

平南三桥采用的钢管混凝土拱桥建造技术《超500m跨径钢管混凝土拱桥关键技术》获国家科学技术进步二等奖；第二届“优路杯”全国BIM技术大赛和“型建香港”第五届国际BIM大奖赛中，依托平南三桥项目的参赛作品《BIM技术在世界第一拱桥建设中的关键应用》获“最佳BIM路桥施工企业大奖”。

二、主要完成单位

广西路桥工程集团有限公司、广西荔玉高速公路有限公司、广西交通设计集团有限公司

三、主要完成人

郑皆连、杜海龙、韩玉、秦大燕、张荫成、李江华、刘东、甘彩华、李玉彬、秦曙光、吕东滨、马耀宗、李蓬伟、杨国恒、刘聪、王洛徽、谢来坤、陈嘉臻、蒋伟、李鑫、吴刚刚、罗小斌、高丰、秦振辉、杨茗钦、熊明茂、廖汝锋、陈召桃、王彬鹏。

四、项目简介

平南三桥是荔玉高速平南北互通连接线上的一座特大型钢管混凝土拱桥。该桥在国内首次把“圆形地连墙+卵石层注浆加固”方案成功运用到拱桥领域中；研发了塔架位移智能调载纠偏技术，独创以力主动控制代替刚度被动控制；首创《基于影响矩阵原理的钢管混凝土斜拉扣挂一次张拉计算理论与控制技术》，有效解决大桥拱圈线型控制难题；研发了超大跨径拱桥快速施工建造技术，实现一天完成一个节段安装的高效安装，降低安装作业风险；构建智慧工地新模式，建立立体化信息网络。

五、主要技术内容及创新点

（一）主要技术内容。

1.公路桥梁智慧工地信息化建设技术。建立信息智能采集、管理高效协同、数据科学分析、过程智慧预测的立体化信息网络，打造监控指挥中心和混凝土集控中心，具备安全监管、生产调度、智慧办公、智慧展厅、物料管理五大职能。基于BIM+技术，整合PM、云计算、数字化加工、AR三维交底、VR安全教育、无人机+GIS、3D打印、鹰眼监控等信息技术。

2.复杂地质条件下深厚覆盖层地区拱座地连墙基础施工控制技术。复杂地质条件下“圆形地连墙+卵石层注浆加固”，建成了大跨度拱桥中首个具有套箍约束的复合柔性拱座地基，开展的密闭空间内可灌性差的砂卵石层固结灌浆技术研究，提供了新的注浆控制参数及施工技术。

3.超大体积混凝土的水化热控制技术。大体积混凝土施工改变了以往通过冷却水管对混凝土水化热进行释放的手段，掺入抑制剂，温控防裂效果良好。

4.超大跨径钢管混凝土拱桥智能施工与控制技术及设备。在超大跨径拱肋的施工建造技术上，采用基于斜拉扣挂悬拼的拱桁单元设计，精加工弦管内法兰接头以及匹配装焊技术，采用具有集中控制功能的横移式缆索起重机、测量机器人等拱圈节段快速安装技术。安装过程位移变形小，索力变化小，合龙后变形差。

缆索吊装系统电气系统、监控系统升级改造，采用以北斗卫星定位系统、智能张拉等技术为主的扣塔塔顶位移智能调载纠偏系统，将塔偏控制在20mm内。

（二）创新点。

1.施工项目信息化管理建设实现全覆盖、全过程、自动监控、远程监管，打造了监控指挥中心和混凝土集控中心，在国内公路施工项目信息化建设走在前列。

2.大体积混凝土配合基于水化热抑制剂优化突破，实现无冷水管施工。

3.缆索起重机模块化设计，分组布置，电气系统（电源系统、拖动系统、控制系统、安全监控系统等），控制系统以可编程控制器PLC作为控制核心，控制集装箱均设有CPU，CPU之间、CPU与各分站之间通过通讯连接。塔顶偏位采用基于全球卫星定位导航系统进行智能张拉控制。

4.钢管混凝土拱桥施工技术属世界前列，一是基于影响矩阵原理的钢管混凝土斜拉扣挂一次张拉计算理论及控制方法进一步实现突破，施工控制参数取值最优，拱桥合龙精度30mm内，拱肋合龙钢管偏差3mm；二是制造精度采用BIM+激光扫描仪控制，法兰盘对接偏差0.2mm内；三是创新斜拉扣挂体系，有效缩短施工工期，提高施工安全。

六、标准及专利情况

专利完成缆索起重机用跑等11项，已受理一种拱肋节段翻转方法、一种基于PLC的缆索起重机电气控制系统、一种多操作模式缆索起重机及其电气控制系统、一种采用冗余设计的缆索起重机电气控制通讯网络等35项。

七、推广应用和社会经济效益情况

平南三桥的建设，开创了在不良地质条件下修建大跨径钢管混凝土拱桥的先河，进一步探讨了跨径700m级钢管混凝土拱桥的设计建造技术，大幅提升大跨径钢管混凝土拱桥的建造适用范围。项目取得的信息化建设、大体积水化热控制、大跨度拱肋节段吊装、超大跨径钢管混凝土拱桥智能施工与控制技术及设备等经验技术及成果，在天湖特大桥等新建项目推广应用，有效推动广西桥梁建设科技创新突破及示范，为打造“中国桥梁”国家新名片贡献智慧，为广西建筑行业增添“信息化、智能化”标签。

八、项目照片

图1、2监控指挥中心及混凝土集控中

图3、4缆索起重机塔架偏位控制智能系统

图4、5、6缆索起重机全景、控制系统、监控系统

九、项目联系人及电话

罗小斌，13407720899