科技成果

近日，西安城投市政建设集团“一种斜拉桥环形塔支撑装置”获国家发明专利授权。该发明专利依托陕西省住建厅科技研发计划项目，在甘州区水生态环境修复治理项目A1桥成功应用。相关成果“异型塔组合结构斜拉桥数字化仿真建造技术研究”融合有限元模拟与BIM技术，攻克了异型塔高精度建造难题，先后荣获中国施工企业管理协会BIM三等成果、西安市职工经济技术创新优秀成果，工程荣获陕西省市政工程最高质量水平评价等奖项。

一、专利装置破难题 同步提升控线形

环形钢塔随高度增加，施工占地扩大、塔体稳定性控制难度加大，是异型塔施工的核心瓶颈。研究团队自主研发同步平台提升系统，为高空拼装提供稳固支撑和同步提升保障，有效解决了环塔线形精度与圆度控制难题。全过程验证表明，该装置减少施工占地面积40%，塔体垂直度偏差控制在1/5000以内，优于设计要求，达到行业领先水平。

二、数字仿真先行 精准建造受控

依托专利装置，项目构建“仿真先行、参数协同、精准加工”数字化建造体系。采用Midas Civil建立施工全过程有限元模型，分析钢箱梁、钢主塔、钢混结合段、斜拉索在各类工况下的内力与变形，识别关键控制节点；对比两种施工及合龙顺序下主梁应力应变差异，确定索塔跨中合龙最优方案。成桥监测显示：塔基顶部最大位移≤16毫米，各跨跨中最大位移在±0.8毫米以内，成桥内力与设计值偏差均小于5%。

在加工环节，运用BIM实时采集现场钢结构尺寸与内力数据，反向参数化调整工厂板单元加工，实现现场与工厂数据高度一致；结合Midas数值模拟与数控工艺优化下料。检测结果表明，环形塔半径偏差≤2厘米，优于设计允许偏差5厘米；现场组拼16次，均一次拼装成功，一次成功率达100%。

三、绿色低碳增效 经济社会效益显著

通过数字化仿真优化材料与工艺，项目较传统钢箱梁节约用钢7.45%，累计节约钢材567吨、降低成本414.11万元，从源头减少钢铁消耗与碳排放；同步提升系统减少施工占地40%，降低临时设施投入与生态扰动，切实践行绿色建造理念。

该成果积极响应国家智能建造、交通强国和“双碳”战略部署，以发明专利为核心、数字仿真为驱动，形成了集支撑装置、有限元分析、BIM参数化协同、数控精准加工于一体的成套技术，可广泛推广应用于各类异型塔斜拉桥及复杂钢结构桥梁，为建筑业数字化转型和新质生产力发展提供了可复制、可推广的“陕西样板”。