成果名称: 大跨度钢桁混凝土组合桥梁建造关键技术与应用
完成单位: 深圳市桥博设计研究院有限公司、深圳大学、广东省长大公路工程有限公司、重庆交通大学、哈尔滨工业大学深圳研究生院、苏交科集团股份有限公司、中铁大桥局集团有限公司
主要人员: 李勇、杜宏彪、周志祥、王中文、刘人怀、査晓雄、张建东、高燕梅、李敏、陈增顺、刘念琴、焦少鹏
介绍: 所属科学技术领域:土木建筑领域。
主要技术内容:在交通部应用基础研究、建设部科技计划等科研课题的支持下,通过产学研联合技术攻关,对大跨度钢桁PC组合桥梁进行了理论研究、模型试验、试点工程、实桥检测、推广应用系统研究,攻克了大跨度桥梁新结构、新方法、新工艺等关键技术难题,主要技术发明成果如下:
1、发明了曲线钢桁腹PC组合桥梁及其建造方法。基于钢桁腹PC梁与钢箱组合梁剪应力形成机理不同,通过试验研究和理论分析,揭示了钢桁PC梁桥点支承结构体系受力机理,建立了组合节点剪应力计算理论与设计方法;创新提出了无弦桁元法,研发了整体式PBL组合节点,解决了钢桁PC桥梁设计与施工关键技术难题。
2、发明了双层桥面钢桁腹PC组合桥梁及其建造方法。基于双层桥面钢桁腹PC组合桥梁无横隔板抗扭、无体外束抗弯的技术难题,提出了钢桁腹PC梁扭矩影响面的空间设计方法、桁式组合截面等效抗弯刚度计算方法,研发了空间放射性钢管混凝土V型桥墩,解决了双层桥面与曲线桁式组合桥梁纵向抗弯、横向抗扭等关键技术难题。
3、发明了装配式钢桁-混凝土组合桥梁及其建造方法。提出了装配式钢桁PC桥面板组合连续刚构桥结构体系,研发了PCSS剪力联结构造,系统开展了装配式钢桁-PC组合梁结构承载能力试验研究和理论分析,建立了其整体应力与局部应力计算一般方程,揭示了钢桁PC组合桥梁点支承结构体系受力机理,增大了桥梁跨越能力,为200-400米特大跨连续刚构桥建设提供了新途径。
4、发明了大跨度钢桁-PC组合桥梁悬臂施工方法。首次提出了钢桁PC组合梁桥顶推方法,先顶推小弦杆钢桁架就位,再按设定加载程序浇筑混凝土桥面板,解决了传统钢桁梁弦杆用钢量大、无弦杆钢桁腹无法顶推的技术难题,实现了钢桁腹PC组合梁无支架施工和现代新型组合桥梁工厂制造、现场安装绿色施工。
技术经济指标:应用表明,钢桁PC组合桥梁与钢梁桥相比,可节省钢材40%-50%,降低造价30%~40%;与混凝土梁相比,可减轻结构自重30%~40%,明显缩短工期,降低造价5%~10%;除现场焊接外,钢桁、桥面板预制安装及联结可实现量化质检达95%以上。
促进科技进步:获授权发明专利22项:其中,中国发明专利17项、美国、日本、英国、韩国发明专利各1项、PCT国际发明专利4项;出版专著3部;主编地方标准1部;发表SCI、EI收录论文100余篇,推动了我国组合桥梁科技进步和发展。
应用推广情况:本项目成果应用于国道107深圳机场立交桥、深圳大学1号桥、深圳湾内海大桥、广佛肇高速青歧涌特大桥、肇庆创业路立交桥、海南三亚西海大桥、湖南衡阳清江大桥、潮惠榕江特大桥、重庆涪陵来龙河大桥、孟加拉帕德玛大桥、日本猿田川大桥等国内外桥梁工程,近3年累计节省投资超过50亿元。推广应用于我国广东、重庆、海南、云南、湖南、江苏等20多个省市及日本、孟加拉等国桥梁。实现了组合桥梁的"安全、经济、轻质、美观、高强"的目标,社会经济效益与环境效益显著,应用前景广阔。
经院士鉴定:该项目研究成果总体达到国际先进水平,部分成果达到国际领先水平。
批准登记号: 粤科成登(2)字【2017】0210
登记日期: 2017-05-31
研究起止时间: 2004.03 至2015.05
所属行业: 交通运输、仓储和邮政业
所属高新技术类别: 现代交通
评价单位名称: 中国公路学会
评价日期: 2016.06.28