超宽混合梁扭背索斜拉桥建造关键技术研究
来源:成果转化处、省对外科技交流中心 时间:2020-04-01 14:26

  ①课题来源与背景:本课题来源于2016年度福建省交通运输科技发展项目,目前国内外斜塔扭背索斜拉桥案例较少,且台风地区桥梁建造技术待进一步研究。

  ②技术原理及性能指标:a通过建立主塔不同倾斜角度的全桥结构有限元模型、进行加载分析对比,选择最优主塔倾斜角度;通过对最佳主塔倾斜角全桥结构有限元模型进行单幅及双幅加载,分析比对关键截面应力及位移,确定超宽混合梁的变形及扭转畸变影响;通过建立全桥有限元模型,采用Ernst公式进行弹性模量修正,获得全桥索力的基本分布状态,对主边跨弹性模量修正值、同一钢锚箱主边跨索力值、主边跨成桥索应力进行比对分析,研究扭背索与准单索混用状态桥梁受力影响。完成了世界最宽(梁宽51m)独塔扭背索混合梁斜拉桥设计,实现了城市桥梁对复杂结构受力与景观美学的统一协调。b通过BIM技术的正向应用,对斜拉桥重点部位进行建模,对塔梁墩固结段结构钢筋及预应力的碰撞问题进行检查,实现结构的精细化设计;应用BIM技术模拟施工期间各主要设备运行状况,确定合适的施工设备及最佳的参数、驻位,对出现相互干扰的工况采取措施进行有效规避或调整,确保施工顺利进行。c大潮差水域、起重装备受限、超厚圆砾层高强斜岩地质等综合复杂环境下,对钢护筒的下放技术、钻孔灌注桩的成孔技术、承台围堰结构及施工技术进行研究形成复杂环境下大型水上桥梁基础施工系列工法,发明了圆弧拱形效应的围堰结构及相应工装,攻克了沿海复杂水文地质环境下大型水上桥梁基础施工系列难题;对沿海涨落潮台风地区超宽混合梁扭背索斜拉桥上部结构施工技术进行系统性的研究,发明了超宽超厚砼梁施工的组合型支撑体系结构、超大变幅可自适应姿态调节的A型吊臂桥面吊机、空中轨道对接检修车安装技术、空间扭背索侧导向安装技术,并形成相应工法,解决了该类桥梁施工的系列难题,降低了安全风险,提高了工程质量。d针对独斜塔混合梁扭背索斜拉桥这一独特的桥梁结构体系,构建适用的施工控制体系,提出灰色模型以几何控制法相结合的、适用于超宽混合梁扭背索斜拉桥的施工控制方法,建立自适应控制体系,研发了三维实时监控系统,编制了系统软件,并获软件著作权,实现了超宽混凝土梁的内力有效控制及扭背索超宽钢箱梁的高精度安装。

  ③技术的创造性与先进性:依托课题项目研究,获得了发明专利2项、实用新型专利13项及1项软件著作权,形成工法5部,编写核心期刊论文5篇。

  ④技术的成熟程度:本研究成果目前在多个项目进行推广应用,产生良好的经济与社会效益,技术成熟可靠;成果适用广,在国内桥梁建造中均具有较大的应用前景;成果应用安全可靠。

  ⑤应用情况及存在的问题:研究成果已在漳州厦漳同城大道第三标段西溪主桥工程中成功应用。同时独斜塔混合梁扭背索结构已在南昌市英雄大桥北主桥、济宁市太白楼西路梁济运河大桥主桥应用;三维实时监控技术已在新建郑州至万州铁路河南段站前工程、沪通长江大桥天生港航道桥推广应用,钢护筒精准下放技术已在漳江湾特大桥及连接线工程、运城至灵宝高速公路运宝黄河大桥及漳州市金峰大桥及连接线工程推广引用, "小剂量爆破+块石回填"灌注桩成孔技术已在漳江湾特大桥及连接线工程推广应用,大流态聚丙烯纤维微膨胀混凝土配置技术及空间索导管定位技术在兰州南绕城高速公路LRN14合同段西固黄河大桥推广应用,主梁变幅式A型吊臂桥面吊机节段安装技术已在武汉沌口长江公路大桥项目推广应用。成果经多个工程应用验证,技术成果成熟。

  ⑥历年获奖情况:《超厚圆砾层高强斜岩地区桥梁基础施工关键技术研究》获得2017年上半年公路工程科技创新成果二等奖《超宽扭背索混合梁斜拉桥上构施工关键技术研究》获得2017年下半年公路工程科技创新成果二等奖;

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