富民路双柱大悬臂盖梁图片

一、工程概况

东莞至番禺高速公路桥头至沙田段一期工程（以下简称“莞番高速一期工程”），依次连接广深高速、广深沿江高速和南沙大桥，共8.2km，采用高速公路等级设计，设计速度100km/h，桥梁全长 7700m/5 座，其中特大桥6766.2m/1 座、大桥3666m/4 座，桥隧比例93.9%，互通式立交3处，总投资约30亿元。

项目一期工程，依次连接广深高速、广深沿江高速和南沙大桥，将与南沙大桥共同形成珠江东西两岸之间的又一条重要通道，大大缓解虎门大桥的交通压力，形成便捷高效的区域交通路网。

工程于2017年12月8日开工建设，2019年4月18日竣工，总投资30亿元。

二、主要科技创新内容

1、上跨地铁2号线70m钢箱梁设计、施工关键技术

上跨地铁2号线采用70m钢箱梁，钢箱梁具有自重轻，跨径大的特点。钢箱梁按“标准化、装配化、快捷化运输、轻量化吊装”设计理念，使钢箱梁具有自动化生产程度高，施工快捷，分块灵活等优点。钢箱梁采用多箱单室结构，每片主梁尺寸一致，主梁间采用宽度可调整横隔板和顶板连接，结构简单，装配灵活。主梁尺寸一致有利于钢箱梁批量化制造，可以大大加快钢箱梁的制造速度；结合超限运输和市场平板车运输的要求，合理设计主梁箱体尺寸，实现快捷化运输；通过合理划分箱梁节段，70m钢箱梁横向分成7个块体，纵向分成5段，最大的吊装重量仅41.4t，对吊装设备要求较低，实现轻量化吊装。

钢箱梁结构特点为盖板（顶、底板）包腹板，其中腹板上下主角焊缝要求全熔透，在腹板两侧设有悬臂挑梁，箱型桥面的顶板纵向设置U形加劲肋，底板设置I形加劲肋。现场施工主要包含现场吊装和工地连接两大部分，根据钢箱梁的结构形式和现场安装条件的限制，考虑上跨地铁2号线的保护，采用了搭设临时支架，通过启用380T移动履带吊机完成节段的吊装，节段调整就位后完成现场连接和涂装工作。

钢箱梁的设计、施工使得跨地铁路段施工更加安全，综合比较比混凝土梁更施工效率更快、造型更美、社会效益更显著。

上跨地铁2号线70m钢箱梁施工过程图片

2、沙田东收费站智慧收费亭应用

沙田东收费站智慧收费亭包含背景音乐系统、环境监测系统、新风系统、风幕系统，腿部加热模块，电子门禁系统等，具体如下：新风系统对智慧亭內空气进行过滤、灭毒、杀菌、增氧，不间断的完成亭內空气更换，新增的背景音乐系统，有效的缓解了收费员的工作疲劳；先进的风幕系统，将亭內空气隔开，具有防尘、防污染等功效；智能门禁系统采用密码、刷卡方式，安全方便，如果智能系统失灵则可以可以转换为手动模式；腿部加热模块，有效的缓解了冬天收费员腿脚寒冷的问题；一体化的操作台，将开关门、开关灯、窗帘等控制开关和收费键盘置于同一操作台，解决了以往收费员进行类似操作时需离开窗口而影响窗口服务的问题；智慧亭正前方配有p6全彩屏，可做成公益广告或可变情报板，为驾乘人员提供更贴心的提醒服，为收费员营造了良好的工作环境，使长时间在狭小空间工作的收费员觉得舒适、心情愉悦。

沙田东收费站智慧收费亭图片

3、富民路双柱大悬臂盖梁应用

一期工程占用现状富民路设置高架桥，为避免阻断现状富民路正常通行，满足长期规划要求，富民路段采用双柱大悬臂盖梁结构，标准段大悬臂盖梁全长31.7m，悬臂长度为12.9m，目前为东莞最大悬臂结构。此结构具有占地少，空间利用率高，造型优美，技术先进等特点，充分利用桥下道路中央分隔带处的空间设置桥墩，避免了设置边墩对周围环境、行车视野等的干扰。在外侧车道停靠一排120t重车的偏载情况下，双柱大悬臂盖梁满足抗倾覆要求，通过优化设计，预应力采用单端张拉，减少结构尺寸，盖梁根部高度仅为3.5m，厚度为2.2m，技术先进，造价低。技术先进、造型优美的双柱大悬臂盖梁的创造性应用，兼顾了富民路的现状通行及远期规划，获得了良好的的社会效益和经济效益。

富民路双柱大悬臂盖梁全宽31.7m，盖梁采用变截面形式，顺桥向厚度2.2m，根部高度3.5m，悬臂高度1.7m；桥墩采用圆形墩，墩柱直径2.1m。盖梁采用C50混凝土，墩柱采用C35混凝土。双柱间距5.9m，盖梁单侧悬臂端部至墩柱中心距离为12.9m，这比常规的盖梁悬臂长度要大得多，为桥下道路建设提供了充足的空间，有效保证既有道路正常通行。同时大悬臂盖梁通过计算优化了预应力设置，采用单端交错张拉的预应力设置方式，进一步减小盖梁结构尺寸，也使得墩顶处的预应力布置尽可能的密集，实现预应力效应最大化。

4、二氧化碳气体致裂配合机械法进行路基石方爆破技术

东莞市莞番高速施工第一合同段厚街南互通立交K55+315～K55+855段为路基工程，该段路基需要进行山体爆破，因该路段上方电力线路密集，为确保电力设施的安全，供电部门不允许施工单位使用炸药进行爆破施工。但由于该项目工期较紧，施工单位拟在该段路基施工完成后，在路基上建设预制梁场一座，因此该段路基施工工期将严重影响到项目总工期，然而上跨高压线迁改需要省里审批，迁改进度缓慢，等待迁改完成后再进行石方爆破明显不能满足施工工期要求，故如何在保证不影响项目工期和高压线安全的前提下，安全顺利快速地完成该段路基石方施工成为了技术难题。施工单位根据施工现场周边环境及现有国内施工技术条件，采用二氧化碳无炸药气体致裂配合机械凿除的工艺进行施工，最终在保证安全和进度的前提下，圆满顺利地完成了相关施工任务。

三、新技术应用与效果

莞番高速一期工程建成后，与南沙大桥共同形成珠江东西两岸之间的一条重要通道，大大缓解南沙大桥的交通压力，快速连接南沙大桥、沿江高速、广深高速，形成便捷高效的区域交通路网，大大缓解珠江两岸交通压力，助推珠江两岸经济转型升级。

新材料、新工艺、建筑业十项新技术及自创新技术等应用情况：

本工程中应用2017年版建筑业十项新技术6大项10小项，目录如下：1.混凝土桩复合地基技术；2.非开挖埋管施工技术；3.预应力技术；4.销键型脚手架及支撑架；5.预制节段箱梁模板技术；6.预制预应力混凝土构件技术；7.预制构件工厂化生产加工技术；8.钢结构防腐防火技术；9.施工扬尘控制技术；10.施工噪声控制技术。

绿色施工的实施，如二氧化碳气体致裂配合机械法进行路基石方爆破技术的实施，一方面降低能源损耗，保护环境，同时降低噪音，粉尘污染，对保护现场工人的职业健康与周围居民的生活作息具有重要意义。

莞番高速一期工程于2017年12月8日开工建设，历时一年半时间，2019年4月25日一期工程建成通车，通车运营后莞番高速日均车流量在10万辆车次，实现“路通则财通”。莞番高速一期工程建成通车极大带动了周边经济的发展，助推东莞更好地融入粤港澳大湾区“一小时”经济圈。

四、获奖情况

1、2021年荣获东莞市土木建筑学会“第二届东莞市土木工程詹天佑故乡杯奖”；

2、2020年荣获中国中铁杯优质工程项目。