钢桥设计施工成套技术研究.docx
- 文档编号:18060508
- 上传时间:2023-08-07
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:787.36KB
钢桥设计施工成套技术研究.docx
《钢桥设计施工成套技术研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢桥设计施工成套技术研究.docx(25页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
钢桥设计施工成套技术研究
钢桥设计施工成套技术研究
报告简本
1引言
20世纪90年代以来我国公路交通建设日新月异迅猛发展,桥梁建设事业正在经历一个辉煌的发展时期,建成了一大批结构新颖、技术复杂、设计和施工难度大、具有现代化品位和科技含量高的大跨径钢结构跨江跨海桥梁。
我国在公路钢桥设计、制造、施工和质量检测方面积累了丰富的设计和施工经验,取得了举世瞩目的成就。
其中,润扬长江大桥南汊悬索桥(主跨1490m)是中国第一,世界第三大跨径悬索桥;南京长江三桥主桥采用主跨648米的双塔钢箱梁斜拉桥,桥塔采用钢结构,为国内第一座钢塔斜拉桥,也是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥;江苏苏通大桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,主孔跨度1088米,超过日本多多罗大桥位列世界第一,主塔高度300.4米,最长斜拉索的长度577米,均为列世界第一。
已建成桥梁还有:
东海大桥、杭州湾越江通道、京沪高速铁路上的大胜关长江大桥、舟山群岛连岛工程。
在建的泰州大桥跨江主桥采用了主跨2×1080米的三塔双跨钢箱梁悬索桥,系世界首创。
然而,我国现行《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025-86)颁布至今已近二十年。
远远落后于我国钢桥发展现状,导致钢桥在设计、施工与养护工作中,不得不参考和使用英国、日本、美国等国外的规程和技术标准,而这些国外的规程和技术标准不完全适合我国的国情,我国的公路钢桥荷载情况和钢桥的制作工艺、安装技术水平等也与国外不同,也使得我国目前的钢桥设计、施工和养护缺乏统一的设计理论、计算方法和安全与可靠度指标的评价方法。
因此,很有必要对公路钢桥的设计施工成套技术进行系统研究,及时修订现行《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》,从而对钢桥设计和施工提供有普遍适应性的理论、规范、规程,并作为指导钢桥设计和建设的依据,以更好地适应我国公路钢桥设计、施工、养护等工程需求。
针对这种现状,交通部西部交通建设科技项目领导小组办公室于2004年4月对西部交通建设科技项目“钢桥设计施工成套技术研究”公开招标立项。
2004年7月,交通部公路科学研究院联合中交公路规划设计院有限公司、北京交通大学、同济大学、西南交通大学、重庆市公路局,正式与交通部西部交通建设科技项目领导小组办公室签订了西部交通建设科技项目《钢桥设计施工成套技术研究》合同。
项目启动后,承担单位与各参研单位共同协商了具体研究工作内容和分工,签订科研项目合作研究协议书,落实依托工程,编写研究大纲。
2005年4月召开项目研究大纲专家评审会,并通过了评审。
四年来经过调研、成果总结、理论分析、试验研究、依托工程、报告指南编写等研究阶段,在各参研单位的共同努力下,完成了项目合同规定的研究任务,并征得交通部西部交通建设科技项目管理中心批准同意进行鉴定验收。
由凤懋润、沈永林、史永吉、郑明珠、鲍卫刚、党志杰等众多国内桥梁工程界权威组成的验收及鉴定委员会充分肯定了本项目科研成果,并一致认为该项目研究成果整体达到国际领先水平。
2主要研究内容及实施方案
2.1总体目标
本项目的总体目标是:
通过总结国内外钢桥设计施工技术的既有经验,结合我国的公路桥荷载特点和钢桥的设计、制造工艺、施工安装技术水平,对我国公路钢桥的设计原则、理念、方法、制作工艺、安装技术、防腐设计及质量控制等进行系统的研究,为公路钢桥设计、施工、养护、检测等方面规范、规程制定开展基础性的研究工作,编制《公路钢桥设计指南》、《公路钢桥制造与施工技术指南》、《公路钢桥检测技术与工程质量检验评定技术指南》和《公路钢桥长效防腐涂装技术标准和实施指南》,推进公路钢桥设计、施工、养护和检测技术的发展。
2.2研究内容
该项目确定的主要研究内容分为四个专题,分别是:
公路钢桥设计;公路钢桥制造和施工;公路钢桥检测技术与质量评定技术;钢桥涂装设计与长效防腐。
具体研究内容如下:
2.2.1公路钢桥设计专题
2.2.1.1公路钢桥可靠度设计方法研究
本方法研究引入可靠度理论,把影响结构可靠性的主要因素均视为随机变量,以实测资料和试验数据为基础,运用统计数学的方法,寻求各随机变量的统计规律,确定结构的失效概率(或可靠度)来度量结构的可靠性,提出以分项系数形式表达的极限状态表达式。
主要进行以下工作:
(1)确定可靠度设计原则;
(2)对公路钢桥结构的作用进行统计分析,主要包括恒载、汽车荷载、人群荷载、汽车荷载冲击系数;公路钢桥车辆制动力、风荷载、温度作用等;(3)对公路钢桥结构构件抗力特性进行统计分析,主要包括结构构件材料性能的不定性、结构构件几何参数的不定性。
结构构件计算模式的不定性等;(4)分析公路钢桥结构目标可靠度:
(5)对公路钢桥结构设计分项系数进行统计分析;(6)确定公路钢桥作用效应组合;(7)给出极限状态设计表达式。
2.2.1.2公路钢桥采用的钢材与栓焊接材料技术指标研究
主要进行两个方面的研究:
(1)现有钢材及栓焊构件技术在公路钢桥中使用总结;
(2)研究公路钢桥钢材及栓焊材料的可靠度指标和计算方法。
2.2.1.3正交异性钢桥面板和钢板梁桥设计方法研究
收集国内外规范中关于正交异性桥面板和钢板梁桥的设计荷载、稳定性分析理论、内力与强度计算方法和满足使用要求的强度和刚度构造要求,在对国内工程没计和施工实例的进行调研与分析的基础上,选取有代表性的工程实例进行数值对比分析和模型试验的方法,研究国外的规范对我国公路钢桥设计的适用性。
对正交异性钢桥面板进行有限元参数分析,通过对实用数值计算方法及拟定的简化公式进行比较,提出适应于现行荷载的钢桥正交异性桥面板和钢板梁桥的设计方法和构造要求。
2.2.1.4钢箱梁桥的构造与设计方法的研究
该专题主要进行了以下几方面研究:
(l)大跨度斜拉桥、悬索桥扁平钢箱梁的构造与设计计算方法;
(2)钢箱梁桥的扭转、畸变与横隔板的合理间距和刚度;(3)钢箱梁桥腹板构造与设计方法;(4)钢箱梁桥U型或V型加劲肋与桥面钢板刚度的匹配与协调;(5)钢箱梁桥轮压荷载对钢箱梁桥面板体系和顶板的作用;(6)钢箱梁桥横隔板(梁)间距的决定因素;(7)钢箱梁桥纵隔板(梁)设置原则;(8)钢箱梁桥梁高的确定原则;(9)提出钢箱梁的构造要求与设计方法。
2.2.1.5钢桁架桥设计理论与方法研究
该专题主要进行了以下工作:
(1)进一步优化钢桁架桥的设计,采用整体焊接节点板设计,简化工地拼装接头工艺方法,便于防腐涂装和养护维修技术;
(2)优化的钢桁架桥的桥面系设计,开展公路钢桥面或钢筋混凝土结合的桥面系设计构造及空间受力分析方法;(3)钢桁架桥杆件的合理构造设计,提高可检查和可维修性能的工艺方法;(4)提出钢桁架桥设计方法。
2.2.1.6钢桥塔设计方法研究
钢桥塔为典型的压弯结构,施工与使用阶段的稳定性分析,以及施工期塔柱直立状态的风振控制研究十分必要,采用的钢板厚度较大(可达100mm以上),其稳定性能、焊接构造与工艺必须经过论证;此外钢塔与混凝土基础的连接构造处理亦需认真分析并通过试验确定。
钢搭设计研究方面进行了以下研究:
(1)基于可靠度的钢桥塔设计理论与方法;
(2)钢桥塔设计中的截面选型与合理连接构造设计方法;(3)钢桥塔稳定性能、扭转特性与极限承载能力理论分析与试验;(4)钢塔与混凝土基础连接方法与构造型式的分析与试验研究。
2.2.1.7公路钢桥抗疲劳与防断裂设计理论与方法研究
该专题研究内容如下:
(1)建立标准车及荷载谱;对我国现有公路交通轮载进行调研与分析评估;确定是否全面满足编制疲劳标准车及荷载谱的要求。
对目前公路运营荷载水平的研究方法与测量设备进行调研。
了解国际上对疲劳标准车的制定方法与过程,结合我国交通荷载的发展趋势,探讨我国疲劳标准车的轴载形式。
(2)对常见构造细节与疲劳抗力进行分级。
收集各国规范中录入的疲劳细节、国际焊接协会最新研究报告以及国外试验资料,与国内已做的疲劳试验数据对比分析。
结合国外文献资料与我国实际钢桥中常见的疲劳构造细节分类,制作工艺要求与质量检验要求(含焊接变形与残余应力水平,焊缝几何缺陷以及制作误差等),制定各种构造细节和相应的疲劳抗力分级。
通过资料分析或通过模型试验确定长寿命区疲劳抗力曲线形态。
(3)建立疲劳设计方法及参数曲线。
视桥梁结构不同部位构造细节及其重要性,提出不同的抗疲劳设计方法及构造要求。
为适合广大工程技术人员应用,尽量将疲劳设计公式表达简洁,并将相关系数制定成曲线或表格进行查用。
针对钢板梁桥、钢桁梁桥、钢箱梁桥、钢桥面板及钢桥塔提出适用于疲劳应力分析的计算模型。
(4)进行疲劳可靠性设计;针对各类桥型,选用实际桥例,进行模拟疲劳设计分析;采用分项安全系数方法给出疲劳设计解析式,确定目标可靠度。
(5)研究疲劳与板件稳定交互作用。
对承压板件中,由于焊接残余应力与变形,使用中由于疲劳作用可能引起加劲肋根部焊接疲劳开裂,对这种平面疲劳作用机理进行研究,以便合理布置加劲肋。
(6)研究桥钢韧性及焊接引起的变形。
通过宽板试验方法,确定母材、焊缝以及热影响区的韧性指标及其变化规律,总结出各种因素(板厚,温度等)下的相关曲线;并将冲击功与断裂力学参数间建立起联系。
(7)提出焊接钢桥容许最大板厚。
钢板愈厚,抗脆断的能力就愈差,因此有必要规定各类桥梁用钢板在钢桥焊接中的容许最大板厚。
(8)建立防脆断设计方法。
应用断裂力学方法,建立钢桥防脆断设计方法与相应图表和引用参数曲线,采用分项系数法考虑防脆断设计的可靠性。
2.2.1.8钢桥的局部与整体稳定理论分析与加劲构件设计方法研究
该专题主要进行以下工作:
(1)进行钢桥整体与局部的稳定理论分析,包括:
①钢桥整体失稳与局部失稳性能的研究;②钢桥失稳判别准则的研究;③钢桥在成桥状态和施工过程中稳定安全系数的研究;④高腹板的稳定性设计方法研究。
(2)进行加劲构件设计方法研究,包括:
①加劲肋在中心压杆和压弯杆件中的作用和结构行为研究;②带加劲肋的中心压杆轴向稳定系数研究;③带加劲肋的压弯杆件的承载力计算方法研究;④带加劲肋杆件局部与整体相关屈曲的极限承载力研究;⑤板件极限承载力研究。
2.2.1.9钢桥的细部构造与连接设计方法研究
该专题主要进行以下工作:
(1)钢桁梁桥的整体节点技术研究;
(2)钢锚箱结构的设计方法研究;(3)全焊接设计方法研究;(4)焊缝强度及断裂韧性准则的制定;(5)提出钢桥细部构造与连接的设计方法。
2.2.1.10钢桥合理刚度与冲击系数研究
该子专题研究内容如下:
(1)对钢桥梁耦合振动理论进行研究;
(2)对钢桥梁合理刚度限值进行研究,提出合理刚度限值;(3)对钢桥梁冲击系数进行研究。
2.2.2公路钢桥制造与施工技术专题
2.2.2.1公路钢桥制造技术的研究
该专题研究内容如下:
(1)钢桥制造数控化、自动化和流程化的理论研究结合计算机辅助制图/制造(CAD/CAM),探讨钢桥制造的数控化、自动化和流程化;
(2)钢桥构件及节段组装三维模拟控制与虚拟拼装技术;(3)钢梁焊接技术研究,主要包括:
焊接技术标准、工厂焊接、工地焊接、焊接工艺评定、焊接质量检查;(4)焊接变形控制技术及构件初始几何缺陷统计分析的理论研究;(5)焊接残余应力控制及其分布规律的统计分析;(6)高强度螺栓连接技术研究;(7)钢桁梁节点和整体节点制造标准化研究;(8)钢板梁、钢箱梁的正交异性板和横隔板的构造细节研究;(9)钢拱桥、斜拉桥、悬索桥的锚固节点等特殊截面或构件的专用生产流程研究。
2.2.2.2公路钢桥制造工艺细则研究
该专题围绕制定公路钢桥制造工艺细则,重点从以下几个方面展开工作:
(1)基本规程制定;
(2)原材料检验及成品进场技术要求;(3)钢桥构件生产流程质量管理;(4)钢构件焊接工艺;(5)高强度螺栓连接工艺;(6)中小跨度钢板梁的制造与安装工艺;(7)钢桁梁节点构造与连接;(8)钢箱梁制造与安装;(9)斜拉索锚固结构;(10)悬索桥的附属构件。
2.2.2.3公路钢桥施工安装技术和工艺工法研究
重点从以下几个方面展开工作:
(1)钢桥安装技术研究。
包括:
①大跨度钢桁梁(钢箱梁)的悬臂拼装技术;②大跨度钢桁梁(钢箱梁)的拖拉架设技术;③大跨度钢桁梁(钢箱梁)的分段和整体浮运架设技术;④中小跨度钢梁的整体或分片吊装技术;⑤满布膺架上的钢梁拼装技术。
(2)钢桥安装施工设计,包括:
①大跨度钢桁粱(钢箱梁〕空间稳定性分析;②钢梁杆件施工应力分析。
分析大跨度钢梁在悬臂拼装过程中的杆件应力状况,并结合安装技术提出控制措施;③结构施工变形分析。
分析大跨度钢梁在悬臂拼装过程中间结构变形,并结合工地连接方式分析跨中合龙的技术要点;④确定施工荷载:
研究钢桥施工设计中所需考虑的各种施工临时荷载和环境荷载。
(3)工艺工法研究。
该研究内容主要包括下面四项:
①钢梁安装的工地连接(焊接、栓接,冲钉)技术要点;②钢箱梁工地焊接工艺;③钢桁梁(钢箱梁)的工地高强度螺栓施拧工艺;④杆件组拼工艺。
(4)在依托工程中进行现场试验研究
2.2.2.4大型钢斜拉桥分段吊装及张拉过程的数值跟踪技术研究
主要开展以下工作:
(1)大跨度钢斜拉桥施工控制与数值跟踪技术研究。
该研究内容主要包括下面两项:
①施工控制理论研究;②建立数值跟踪体系。
(2)大跨度钢斜拉桥分段施工过程的力学特性研究。
该研究内容主要包括下面四项:
①结构在施工全过程中的整体时变力学特征研究;②结构的非线性特性研究;③结构和构件在制造、吊装、拼接、焊接、张拉、铺装等各个工艺过程中的局部受力特征研究;④建立施工过程概念分析模型。
(3)大跨度钢斜拉桥分段施工过程内力与变形监测方法研究。
该研究内容主要包括下面四项:
①确定测试截面和测点最佳布置方式及合理数量;②传感器类型和技术性能要求;③自动测试与网络技术应用。
(4)大跨度钢斜拉桥分段施工过程内力与线形控制方法研究。
研究内容主要包括:
①成桥理想状态确定方法;②斜拉索合理初张力及后期调索力确定方法;③主梁线形控制方法;④混凝土桥塔收缩徐变的影响及分析;⑤钢桥塔拼装线形控制方法;⑥施工顺序、临时荷载、吊装方式、拼接焊接方法等对结构线形和内力的影响;⑦误差修正与参数识别技术;⑧主体结构和临时结构关键部件强度和变形控制方法。
2.2.2.5悬索桥的施工技术与施工监控方法研究
主要研究内容如下:
(1)悬索桥加劲梁施工吊装与焊接技术;
(2)研究悬索桥钢桁架加劲梁施工吊装与连接技术;(3)研究悬索桥施工线形监控计算新理论和施工监控新技术。
主要包括:
①建立悬索桥施工监控计算新理论;②建立施工测量新技术和监控显示系统;③主缆丝股架设线形控制新技术。
(5)研究悬索桥施工监控技术标准。
2.2.3公路钢桥检测技术与质量评定技术专题
主要研究内容如下:
(1)公路钢桥检测仪器与设备适用性研究;
(2)无损检测技术应用与分析方法研究;(3)公路钢桥构件质量检验与关键部位检测技术研究;(4)公路钢桥检测技术指标与评价方法研究。
2.2.4钢桥涂装设计与长效防腐专题
主要研究内容如下:
(1)钢桥的腐蚀环境和原理与防腐涂装体系设计;
(2)钢桥结构的防腐蚀涂状分类研究;(3)公路钢桥的表面处理技术研究;(4)公路钢桥的涂装施工技术研究;(5)防腐涂装的涂料和涂层的实验检验技术研究;(6)有机涂层失效的试验方法研究;(7)公路钢桥防锈涂料的新产品性能的开发与试验检测。
2.3研究方法和技术路线
在研究手段上,本项目以四本指南各个阶段的编写为基础,采用国内外现有成果总结、理论分析、试验研究、依托工程实施、专家咨询相结合的技术路线。
首先进行调研,对国内外资料进行总结和分析,提出各指南的初稿,结合指南的编写明确重点进行理论分析和试验研究的内容;第二,对重点研究的内容进行理论分析和试验研究,并将得到的成果应用于依托工程;总结工程应用中出现的问题,进一步的理论分析和试验研究,将成功的经验总结于指南,形成指南征求意见稿;第三,对不同意见进行相应的研究求证,形成讨论稿;第四,咨询相关行业专家,对专家意见进行和研究求证,形成指南终稿。
在这个过程中,各项研究内容不断深化、完善,最终实现项目研究目标。
在研究方式上,采用划分专题和子专题的技术路线。
由于涉及范围广,研究内容多,为便于项目顺利进展,本项目分四大专题进行研究,各专题下再进一步划分子专题,如上所述。
对以上子专题,项目主要承担单位和参加单位进行明确分工,由有相关经验和实力的单位承担相应子课题,各子专题都设有负责单位和负责人,各子专题均制定详细的子专题调研、试验、理论分析、工程应用以及进展计划,提出相应的子专题研究报告,然后总结各子专题报告,形成专题报告和研究总报告,并根据各专题研究成果,编写相应的指南。
2.4依托工程
2.4.1浙江杭州湾大桥
杭州湾跨海大桥北航道桥采用布跨为70+160+448+160+70=908m钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥,南航道桥采用布跨为100+160+318=578mA型独塔双索面钢箱梁斜拉桥,三跨连续结构。
南北航道桥的主梁均采用扁平钢箱梁,梁高3.5m,梁宽37.1m,钢箱梁采用工厂预制成组件,组拼场组拼成节段,标准节段长15m,斜拉索与钢箱梁采用耳板锚固。
本课题研究为杭州湾跨海大桥钢箱梁的设计制造,为钢箱梁构造的合理确定提供了理论指导。
2.4.2苏通大桥
钢桥的局部与整体稳定理论分析与加劲构件设计方法研究中,钢箱梁U肋加劲桥面板、外腹板的抗压承载力和横隔板极限承载力的试验研究以苏通大桥主桥(如图2.4.2-1)1088米跨径钢箱梁斜拉桥为工程背景,钢箱梁采用抗风性能好、整体性强、线条美观的封闭式流线型扁平钢箱,梁宽41m,宽跨比为1/27,中心线处高度4.0m高跨比为1/272。
横向设置两道纵隔板。
钢箱梁沿全长都设置两道实腹式外腹板,标准梁段设置两道桁架式纵隔板、4.0m间距的实腹式横隔板;而索塔附近及其辅助墩附近的梁段则设置两道实腹式纵隔板。
图2.4.2-1苏通长江公路大桥
图2.4.2-2苏通长江公路大桥钢箱梁横截面图(单位:
mm)
本项目完成的钢箱梁U肋加劲桥面板、外腹板的抗压承载力和横隔板极限承载力的试验的研究结果,为苏通大桥主桥钢箱梁(如图2.4.2-2)设计提供了依据,研究报告作为苏通长江公路大桥施工图设计的配套性技术文件应用。
苏通长江大桥于2003年6月开工,2008年6月竣工通车,该依托工程与项目有良好的时间对应关系。
本项目依托该工程对大型钢斜拉桥分段吊装及张拉过程施工控制及数值跟踪体系进行了系统深入的研究,实现了对超大跨度钢斜拉桥施工的全过程控制,进行了全过程非线性数值仿真分析,形成了一套科学的普遍适用的施工控制组织管理体系,较好地掌握了千米级钢斜拉桥的施工控制技术。
研究成果在大桥建设中得到了较好的应用,确保了当今世界上跨度最大斜拉桥的安全顺利建设,并提前一年建成通车,说明实际工程与科研相结合取得了较好的效果。
2.4.3南宁大桥
在钢拱桥整体稳定和整体局部相关稳定分析研究中,以南宁大桥为工程背景,本项目钢拱桥整体稳定和整体局部相关稳定分析研究成果,为南宁大桥主桥设计提供了依据,研究报告作为南宁大桥施工图设计审查的技术文件应用。
2.4.4南京长江第三大桥
本研究以南京长江第三大桥为工程依托,以钢桥塔为研究对象,开展各项研究。
根据南京长江三桥的截面型式,本研究中设计了带切角矩形截面的钢桥塔模型,进行了相关的模型试验,研究了该种截面型式钢桥塔的受力特性。
依托工程对于本专题的研究提供了具有价值的工程实例和具有应用前景的研究方向,为研究目标的实现奠定了良好的基础,取得的研究成果为同类型钢桥塔的设计计算及研究提供了有益的参考。
2.4.5重庆菜园坝长江大桥
重庆菜园坝长江大桥(如图2.4.5-1)为国内首座特大公轨两用无推力式钢箱系杆拱桥,大桥主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱、桁梁的组合结构,见图2.4.5-1。
系杆拱桥主跨420m,对称布置的边跨及侧跨分别为102m和88m,主桥全长800m。
图2.4.5-1重庆菜园坝长江大桥
重庆菜园坝长江大桥于2003年12月开工,2007年10月竣工通车,依托工程与项目均有良好的时间对应关系。
本项目依托该桥对钢桁梁整体节点构造细节及制造工艺、钢桁梁整体节段预拼装及吊装技术、钢桁梁拼装节点和整体节点的构造与连接工艺、缆索吊装施工的数值仿真技术、悬臂拼装架设的数值仿真技术等进行了研究,研究成果在大桥建设中得到了较好的应用,确保了世界最大跨径钢桁拱桥的安全顺利建设,并使钢梁制造与施工的各项指标均达到了设计要求,说明实际工程与科研相结合取得了较好的效果。
2.4.6重庆朝天门长江大桥
重庆朝天门长江大桥(如图2.4.6-1)于2004年12月开工,2008年5月全桥合拢,依托工程与项目均有良好的时间对应关系。
本项目依托该桥,对钢桁梁整体节点构造细节及制造工艺、钢桁梁整体节段预拼装及吊装技术、钢桁梁拼装节点和整体节点的构造与连接工艺、缆索吊装施工的数值仿真技术、悬臂拼装架设的数值仿真技术等进行了研究,研究成果在大桥建设中得到了较好的应用,确保了世界最大跨径钢桁拱桥的安全顺利建设,并使钢梁制造与施工的各项指标均达到了设计要求,说明实际工程与科研相结合取得了较好的效果。
图2.4.6-1重庆朝天门长江大桥
2.4.7广东湛江海湾大桥
广东湛江海湾大桥(如图2.4.7-1)于2002年11月开工,2006年12月竣工通车,该依托工程与项目有良好的时间对应关系。
依托该工程对钢箱梁制造与安装工艺、斜拉索锚固结构的制造与安装工艺等进行了系统深入研究,研究成果在大桥建设中得到了较好的应用,确保了依托工程的安全顺利建设,并使钢梁制造与施工的各项指标均达到了设计要求,说明实际工程与科研相结合取得了较好的效果。
图2.4.7-1湛江海湾大桥主桥
2.4.8西堠门大桥
西堠门大桥于2005年5月开工,2007年12月完成钢箱梁(如图2.4.8-1)吊装,该依托工程与项目均有良好的时间对应关系。
本项目依托该工程对大跨度悬索桥施工技术与监控方法进行了系统深入的研究,推动了我国特大跨径桥梁的施工技术发展水平,降低了桥梁施工风险。
研究成果在大桥建设中得到了较好的应用,确保了跨度居世界第二、中国第一的特大型悬索桥的安全顺利建设,估计可使大桥建设提前9个月建成,说明实际工程与科研相结合取得了较好的效果。
图2.4.8-1西堠门大桥的分体式钢箱梁
3主要研究成果及创新性成果
3.1主要研究成果
本项目最终完成了涉及公路钢桥设计、施工、检测、防腐四个专题的共计十八本研究子报告,编制了《公路钢桥设计指南》、《公路钢桥塔设计指南》、《公路钢桥制造与施工技术指南》、《钢桥塔施工及防护指南》、《公路钢桥检测技术与评定指南》及《公路钢桥防腐涂装技术指南》共计六本指南。
为我国公路钢桥设计、施工、检测养护及防腐规范的制定奠定了基础。
3.2创新性成果
本项目开展了广泛的调研、国内外相关规范的对比分析、系统的理论和试验研究工作,在公路钢结构桥梁的设计、施工、检测、防腐涂装等方面取得了成套技术研究的创新性成果:
1)开展了公路钢桥概率极限状态设计方法研究,提出了相关设计参数和可靠指标的建议值。
2)采用嵌入板壳子结构的整体杆系有限元模型,提出了考虑钢箱梁轴力、弯矩、剪力共同作用的桥梁结构箱梁整体与局部稳定分析的方法。
3)进行了大比例U肋加劲桥面板、外腹板、横隔板的极限承载力试验研究,提出了大跨斜拉桥扁平钢箱梁横隔板吊机荷载分配率的计算方法。
4)采用弹性稳定理论和压溃试验成果,提出了基于欧拉应力计算稳定系数的简化计算方法。
5)分析了国内外钢桥疲劳破坏的事例,提出了钢桥抗疲劳设计相关建议。
6)进行了矩形截面及带切角矩形截面钢桥塔模型试验研究,提出了钢桥塔壁板局部失稳破坏状态分析方法。
7)进行了钢
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 设计 施工 成套 技术研究