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中国交通报 | 科研为根 重庆曾家岩大桥工程蹚出创新之路

2023-04-14新闻来源:中国交通报


山水桥都,大美重庆。随着重庆市曾家岩嘉陵江大桥PPP项目(简称曾家岩项目)主线顺利建成通车,嘉陵江再添一条过江通道,缓解中心城区交通拥堵。项目由“一桥两隧八连接线一立交”组成复杂的市政交通系统,纽带连接了重庆主城渝北、江北、渝中、南岸四区以及两江四岸,对完善重庆市城市交通路网、构建更高效便捷的现代综合立体交通网络发挥了极其重要的作用。


曾家岩项目由招商局重庆交通科研设计院有限公司(简称招商交科)负责投资、设计、建设管理以及20年的运营管养工作。按照招商局集团董事长缪建民提出的“科研是根,经营是魂”总体要求,招商交科坚持“科研立院、经营富院、人才强院”的发展方略,依托“国家山区公路工程技术研究中心”“桥梁工程结构动力学实验室”“公路隧道国家工程研究中心”等国家级、省部级科研平台,秉承“智慧建造铸精品、智能管养树品牌”的科技创新理念,在曾家岩项目建设之初即组建了“建一管—养”一体化创新团队。一路走来,创新团队全面探索数字化、信息化应用技术,着力将曾家岩项目打造成为交通科技、智慧交通、生态环保的创新样板,以及环境、社会、治理的项目样板。


曾家岩大桥科技展馆


重庆曾家岩嘉陵江大桥


多项首创展现科技硬实力


曾家岩项目线路总长约5.6公里,桥隧相连。其中曾家岩大桥全长540米,上层为双向6车道市政道路、下层为轨道交通10号线;北侧刘家台隧道长约2.8公里,南侧曾家岩隧道长约1.9公里,均为双向4车道市政道路。


曾家岩大桥跨越嘉陵江,为主跨270米刚性悬索加劲钢析梁桥。虽跨径不大,但结构体系新颖,承载了多项领先技术:一是国内首座在桥上设置轨道换乘站的大跨径钢梁桥;二是国内首次在大跨径桥梁上设置调谐式减震浮置板式轨道道床,解决城市轨道交通噪声扰民问题;三是创新性采用短桩超薄封底工艺,解决大间距群桩基础超薄封底混凝土在高水头作用下的安全问题;四是大跨径桥梁首次采用顶升工艺实现一次落架达到成桥理想受力状态。


面对如此技术复杂桥梁,招商交科自主投入、自主研发,通过开展“山地城市桥隧集群公轨复合交通设计关键技术研究”“城市受限条件下超大跨径刚性悬索钢析架梁桥建造关键技术研究”“全生命周期BIM技术应用研究与示范”“大跨径钢析梁桥关键构造静动力及疲劳性能试验研究”“抗风稳定性试验及风—车—桥耦合震动研究”“船撞风险评估与设防标准专题研究”等科研课题,形成了一套山地城市桥隧集群复杂交通系统设计关键技术及理论,解决了山地城市狭窄地带桥隧—体施工、空间多曲面墩身复杂线性控制、钢梁悬臂拼装跨既有轨道车站和过江高压的安全控制等难题,大力推动了城市桥隧工程建造技术的进步。


项目除曾家岩大桥外,其余为两长大隧道+八连接线隧道布局,犹如巨龙般穿城而过,贯通南北,是国内唯—隧道进出口穿越城市核心区既有高耸支挡结构、国内罕见小净距隧道长距离穿越巨厚回填杂土层、国内首次采用三洞长距离超小净距叠加隧道。穿越1处回填土滑坡区、5条既有或在建轨道线、11处文物保护区、60余处市政管网区、230米人工杂填土段、500余栋居民住宅楼,隧道结构形式及断面类型多达76种.....如此复杂工程,招商交科综合运用BIM、物联网、GIS、大数据分析等技术,攻克了长距离深回填土地质、重叠隧道、长大连拱、超小近距、超大跨、地下立交、超近距连续变径大跨隧道等建造难题,开创6项桥隧工程施工新工法。


为了提升项目智慧化和数字化运维水平,招商交科依托曾家岩项目等先后开展了“城市典型交通基础设施运维安全关键技术研究”“大跨度桥梁检测作业机器人”“长大公路隧道突发事故应急处置关键技术与装备”等多项国家重点研发计划项目,以及“隧道通风排烟与应急处置关键技术研究”“隧道广播系统品质提升研究”“城市隧道新型绿色智慧照明技术”“全生命周期BIM技术应用研究与示范”等科研创新项目,形成了基于BIM的曾家岩大桥智慧交通运维平台,集成了桥梁健康检测系统、桥梁主被动防撞系统(装置)、招商“云眼”可视化边坡智能监测系统、隧道远程变频通风智能控制系统、桥隧巡检机器人、道路路面服务质量感知系统为代表的20余项科技产品,通过基础设施数字化、健康监测实时化、路产巡查智能化、养护决策科学化、运维管理精细化、应急处置流程化,实现“一屏观全域、一键控全局”的全寿命周期智能管养。


目前,依托曾家岩项目,招商交科形成了一套切实可行的“科技研发—示范应用—升级完善—成果推广”产业链,具有重要的推广示范价值。


因地制宜把工程悄悄放进社区


曾家岩隧道进口侧穿“曾家岩50号”国家级文物保护单位,与周公馆建筑结构最小净距仅0.4米,竖向高差约16米。项目设计过程中,为避免因项目建设对文物环境产生破坏,招商交科将“直立切坡”的路堑方案调整为“将洞口前置,在隧道上方设置多功能架空建筑层”的综合体方案,在避免对文物环境造成破坏的同时,进一步拓展了文物的展示空间。目前该框架结构已建设成为红岩联线城市会客厅,社会反响良好。


曾家岩大桥南、北桥头及立交匝道桥紧邻周边居民住宅楼,为减小项目建设对周边居住环境影响,招商交科积极开展公路交通降噪研究,除优选低噪声桥梁伸缩缝外,还在大桥两侧及匝道桥两端共设置近500米的全封闭声屏障,以降低公路层的噪声污染。同时,根据钢析梁结构特点,与重庆市轨道集团协商,在轨道层设置浮置板式道床和全封闭声屏障。目前未出现一例周边群众噪声投诉,细微之处体现央企担当。


曾家岩项目还是重庆市第一个市政给水与消防用水共用的桥隧工程,共线总长5.6公里。项目沿主线隧道全线敷设,既充分发挥项目消防功能,又解决主城区市政给水互联互通,实现了主城市政给水新建管廊开挖少、维修易、成本低等目标,为解决市政大管径给水管廊提供了新思路新方法。


拓展科普视野开创智慧交通新局面


为做好交通行业科普宣传,招商交科对曾家岩项目在建设和运营过程中研发和应用的科技产品进行了全面梳理,在曾家岩大桥运营监控中心建设约700平方米的“曾家岩大桥科技展馆”用于科普宣传。目前该科技展馆处于试运行阶段,预计2023年5月正式开馆。


创新是引领发展的第一动力。抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。在曾家岩项目发展道路上,创新团队取得了可喜的成绩。曾家岩大桥“建—管—养”一体化创新团队荣获招商局集团创新集体二等奖,项目获中国公路学会隧道与地下空间工程创新奖特等奖、重庆市勘察设计协会优秀工程勘察设计奖等近20项荣誉。


依托曾家岩项目,招商交科将持续加大科技研发投入,以“强韧提质、降本增效”为主题,以“数据链”为主线,以场景与需求为内动力,贯穿“两化”(基础设施数字化、全寿命周期智能化)“两融”(数字技术与运营管养业务深度融合、桥隧设施与区域路网深度融通)“两新”(现代信息技术集成应用创新、基础设施运营管养模式创新)的发展理念,以数据驱动为核心,创新资产管理与数据治理模式,全面提升数字化水平,提升城市建设基础设施的韧性和活性,不断为加快建设交通强国贡献招商交科智慧力量。