科研為根 重慶曾家巖大橋工程蹚出創新之路
2023-04-13 14:23:02
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山水橋都,大美重慶。隨著重慶市曾家巖嘉陵江大橋PPP項目(簡稱曾家巖項目)主線順利建成通車,嘉陵江再添一條過江通道,緩解中心城區交通擁堵。項目由“一橋兩隧八連接線一立交”組成復雜的市政交通系統,紐帶連接了重慶主城渝北、江北、渝中、南岸四區以及兩江四岸,對完善重慶市城市交通路網、構建更高效便捷的現代綜合立體交通網絡發揮了極其重要的作用。
曾家巖項目由招商局重慶交通科研設計院有限公司(簡稱招商交科)負責投資、設計、建設管理以及20年的運營管養工作。按照招商局集團董事長繆建民提出的“科研是根,經營是魂”總體要求,招商交科堅持“科研立院、經營富院、人才強院”的發展方略,依托“國家山區公路工程技術研究中心”“橋梁工程結構動力學國家重點實驗室”“公路隧道國家工程研究中心”等國家級、省部級科研平臺,秉承“智慧建造鑄精品、智能管養樹品牌”的科技創新理念,在曾家巖項目建設之初即組建了“建—管—養”一體化創新團隊。一路走來,創新團隊全面探索數字化、信息化應用技術,著力將曾家巖項目打造成為交通科技、智慧交通、生態環保的創新樣板,以及環境、社會、治理的項目樣板。

重慶曾家巖嘉陵江大橋
多項首創 展現科技硬實力
曾家巖項目線路總長約5.6公里,橋隧相連。其中曾家巖大橋全長540米,上層為雙向6車道市政道路、下層為軌道交通10號線;北側劉家臺隧道長約2.8公里,南側曾家巖隧道長約1.9公里,均為雙向4車道市政道路。
曾家巖大橋跨越嘉陵江,為主跨270米剛性懸索加勁鋼桁梁橋。雖跨徑不大,但結構體系新穎,承載了多項領先技術:一是國內首座在橋上設置軌道換乘站的大跨徑鋼梁橋;二是國內首次在大跨徑橋梁上設置調諧式減震浮置板式軌道道床,解決城市軌道交通噪聲擾民問題;三是創新性采用短樁超薄封底工藝,解決大間距群樁基礎超薄封底混凝土在高水頭作用下的安全問題;四是大跨徑橋梁首次采用頂升工藝實現一次落架達到成橋理想受力狀態。
面對如此技術復雜橋梁,招商交科自主投入、自主研發,通過開展“山地城市橋隧集群公軌復合交通設計關鍵技術研究”“城市受限條件下超大跨徑剛性懸索鋼桁架梁橋建造關鍵技術研究”“全生命周期BIM技術應用研究與示范”“大跨徑鋼桁梁橋關鍵構造靜動力及疲勞性能試驗研究”“抗風穩定性試驗及風—車—橋耦合震動研究”“船撞風險評估與設防標準專題研究”等科研課題,形成了一套山地城市橋隧集群復雜交通系統設計關鍵技術及理論,解決了山地城市狹窄地帶橋隧一體施工、空間多曲面墩身復雜線性控制、鋼梁懸臂拼裝跨既有軌道車站和過江高壓的安全控制等難題,大力推動了城市橋隧工程建造技術的進步。
項目除曾家巖大橋外,其余為兩長大隧道﹢八連接線隧道布局,猶如巨龍般穿城而過,貫通南北,是國內唯一隧道進出口穿越城市核心區既有高聳支擋結構、國內罕見小凈距隧道長距離穿越巨厚回填雜土層、國內首次采用三洞長距離超小凈距疊加隧道。穿越1處回填土滑坡區、5條既有或在建軌道線、11處文物保護區、60余處市政管網區、230米人工雜填土段、500余棟居民住宅樓,隧道結構形式及斷面類型多達76種……如此復雜工程,招商交科綜合運用BIM、物聯網、GIS、大數據分析等技術,攻克了長距離深回填土地質、重疊隧道、長大連拱、超小近距、超大跨、地下立交、超近距連續變徑大跨隧道等建造難題,開創6項橋隧工程施工新工法。
為了提升項目智慧化和數字化運維水平,招商交科依托曾家巖項目等先后開展了“城市典型交通基礎設施運維安全關鍵技術研究”“大跨度橋梁檢測作業機器人”“長大公路隧道突發事故應急處置關鍵技術與裝備”等多項國家重點研發計劃項目,以及“隧道通風排煙與應急處置關鍵技術研究”“隧道廣播系統品質提升研究”“城市隧道新型綠色智慧照明技術”“全生命周期BIM技術應用研究與示范”等科研創新項目,形成了基于BIM的曾家巖大橋智慧交通運維平臺,集成了橋梁健康檢測系統、橋梁主被動防撞系統(裝置)、招商“云眼”可視化邊坡智能監測系統、隧道遠程變頻通風智能控制系統、橋隧巡檢機器人、道路路面服務質量感知系統為代表的20余項科技產品,通過基礎設施數字化、健康監測實時化、路產巡查智能化、養護決策科學化、運維管理精細化、應急處置流程化,實現“一屏觀全域、一鍵控全局”的全壽命周期智能管養。
目前,依托曾家巖項目,招商交科形成了一套切實可行的“科技研發—示范應用—升級完善—成果推廣”產業鏈,具有重要的推廣示范價值。
因地制宜 把工程悄悄放進社區
曾家巖隧道進口側穿“曾家巖50號”國家級文物保護單位,與周公館建筑結構最小凈距僅0.4米,豎向高差約16米。項目設計過程中,為避免因項目建設對文物環境產生破壞,招商交科將“直立切坡”的路塹方案調整為“將洞口前置,在隧道上方設置多功能架空建筑層”的綜合體方案,在避免對文物環境造成破壞的同時,進一步拓展了文物的展示空間。目前該框架結構已建設成為紅巖聯線城市會客廳,社會反響良好。
曾家巖大橋南、北橋頭及立交匝道橋緊鄰周邊居民住宅樓,為減小項目建設對周邊居住環境影響,招商交科積極開展公路交通降噪研究,除優選低噪聲橋梁伸縮縫外,還在大橋兩側及匝道橋兩端共設置近500米的全封閉聲屏障,以降低公路層的噪聲污染。同時,根據鋼桁梁結構特點,與重慶市軌道集團協商,在軌道層設置浮置板式道床和全封閉聲屏障。目前未出現一例周邊群眾噪聲投訴,細微之處體現央企擔當。
曾家巖項目還是重慶市第一個市政給水與消防用水共用的橋隧工程,共線總長5.6公里。項目沿主線隧道全線敷設,既充分發揮項目消防功能,又解決主城區市政給水互聯互通,實現了主城市政給水新建管廊開挖少、維修易、成本低等目標,為解決市政大管徑給水管廊提供了新思路新方法。
拓展科普視野 開創智慧交通新局面

拓展科普視野 開創智慧交通新局面

曾家巖大橋科技展館
為做好交通行業科普宣傳,招商交科對曾家巖項目在建設和運營過程中研發和應用的科技產品進行了全面梳理,在曾家巖大橋運營監控中心建設約700平方米的“曾家巖大橋科技展館”用于科普宣傳。目前該科技展館處于試運行階段,預計2023年5月正式開館。
? 創新是引領發展的第一動力。抓創新就是抓發展,謀創新就是謀未來。在曾家巖項目發展道路上,創新團隊取得了可喜的成績。曾家巖大橋“建—管—養”一體化創新團隊榮獲招商局集團創新集體二等獎,項目獲中國公路學會隧道與地下空間工程創新獎特等獎、重慶市勘察設計協會優秀工程勘察設計獎等近20項榮譽。
? 依托曾家巖項目,招商交科將持續加大科技研發投入,以“強韌提質、降本增效”為主題,以“數據鏈”為主線,以場景與需求為內動力,貫穿“兩化”(基礎設施數字化、全壽命周期智能化)“兩融”(數字技術與運營管養業務深度融合、橋隧設施與區域路網深度融通)“兩新”(現代信息技術集成應用創新、基礎設施運營管養模式創新)的發展理念,以數據驅動為核心,創新資產管理與數據治理模式,全面提升數字化水平,提升城市建設基礎設施的韌性和活性,不斷為加快建設交通強國貢獻招商交科智慧力量。
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