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申报2020年度陕西省科学技术奖励项目公示

浏览次数:  作者:   发布时间:2020-05-22 17:32  
 


一、项目名称

不等跨刚梁柔拱组合体系桥梁施工控制关键技术研究

二、提名者及提名意见

提名者为安康市人民政府,该项目提名2020年陕西省科技进步奖二等奖及以上。

三、项目简介

对于公路桥梁,跨径200m左右的桥型,采用梁拱组合桥梁有其适用空间和优越性,目前国内外学者对于梁拱组合体系的研究主要体现在结构体系研究、稳定分析、合理成桥状态的探讨以及施工吊杆力的确定、结构参数分析、局部关键构造分析、极限承载力分析方面,研究覆盖了设计、施工与运营较少。

课题针对安康市城东汉江特大桥项目中的重、难点问题及关键技术,在借鉴、吸收目前国内外最新理论研究成果和应用技术成果的基础上,解决依托工程建设中的技术难题,并力求实现关键技术的突破,通过对多孔大跨径宽幅梁拱组合桥梁关键技术展开研究,打通该复杂体系梁拱组合桥梁设计、施工及运营过程中的关键技术节点,对我国今后多孔大跨径宽幅梁拱组合桥梁的设计、施工及运营管理提供了有力的技术支撑,具有重要的工程意义。

四、客观评价

2019年117日,陕西省技术转移中心组织专家对科技成果“多孔大跨径宽幅梁拱组合桥梁关键技术研究”进行评价,专家听取了现场汇报,审阅了相关材料,经质询讨论,形成如下意见:

(一)项目资料完整、齐备,符合评价要求。

(二)项目采取资料调研、理论分析、数值模拟、模型试验等方法,在借鉴、吸收国内外先进研究成果的基础上,依托国内外最大联长、不等跨梁拱组合桥梁——安康市城东汉江大桥工程,实现了多孔大跨径宽幅梁拱组合桥梁设计、施工关键技术的突破,主要技术创新如下:

1.首次提出“隐拱脚”设计构造,优化了大节点结构,将梁拱结合部下沉隐于箱体,改善了结构受力性能及景观效果,并成功应用于实桥。

2.基于梁拱荷载分担比优化研究及全桥荷载试验研究,揭示了多孔不等跨连续梁拱组合桥梁荷载分配规律,提出了合理成桥状态确定方法。

3.针对多孔连续梁拱组合桥梁跨径不等、先梁后拱主梁无法全部对称施工的特点,提出了不等跨结构采用悬臂浇筑和超长合龙段相结合的施工方法。

4.通过持续监测与分析,掌握了联长较长、桥面宽度较大的多孔连续梁拱组合桥梁全寿命期预应力变化规律,为类似桥梁后续设计提供了有力技术支撑。

(三)编制了《大跨径梁拱组合桥梁施工技术指南》,发表学术论文7篇,取得实用新型专利2项,部分研究成果已在类似工程中得到了成功应用,社会经济效益显著,应用前景广阔。

专家组一致认为该成果技术总体水平达到国际领先。

五、应用情况

设计方面,为提高桥梁的景观效果,从多孔拱肋布置,拱脚细部设计方面进行方案优化,并提出隐拱脚的概念,将桥面庞大的拱脚下沉至箱梁的0号块中,虽然构造设计复杂,但经过实桥应用验证了该体系的可行性,获得了较好的应用效果;主梁由于多孔一联,跨径较大且不等跨,多孔桥梁的分孔直接影响内力分布同时大拱梁刚度比等参数对主梁各截面的受力分布均有较大影响,基于矢跨比及拱梁刚度比优化的七孔一联宽幅梁拱组合体系桥梁合理成桥状态研究,确定了拱肋采用的悬链线、矢跨比、净矢高、合理拱梁刚度比,较好的解决了梁拱受力协调的问题,拱肋及主梁内力分布合理,充分发挥了该体系桥梁的优势。

施工方面,采用先梁后拱的施工方法,主梁悬臂浇筑,拱肋采用支架搭设。由于主梁采用了双箱单室的结构形式,双箱之间设置横向联系,提出桥面全宽同步且横系梁滞后施工方法,从挂篮设计和施工工艺等方面给出了解决方案;不等跨梁段的施工、合龙顺序对结构的受力和线形均有较大影响,以“受力合理、线形最优”为原则提出由边跨向中跨逐级合龙的施工方法、33m中跨后浇筑合龙段采用支架法施工;合龙段属病害集中部位,采用课题的研究成果,提出的合龙段高性能混凝土从密实性能、抗裂性能及补偿收缩性方面提高混凝土的使用性能;对钢管混凝土密实度控制研究,从自密实混凝土施工配合比设计、混凝土压注控制施工工艺方面提出了解决方案,并进行了模型试件验证实际效果;梁拱组合体系转换对结构受力和线形有一定影响,对体系转换关键工序如临时固结拆除时间、吊杆张拉方案进行研究,提出临时固结在中跨合龙前解除、吊杆采用对称跳跃式张拉,达到设计预期,梁拱受力协调。

监测方面,安康城东汉江大桥为七孔一联连续中间五孔设置拱肋的拱梁组合体系,主孔跨度160m,且具有联长较长、桥面宽度大的显著特点,吊杆索力变化、预应力损失及温度效应对主梁的受力、线形均有较大影响,通过研究选取具有代表性的关键部位布设传感器对运营期结构状态进行持续监测,确定于32号墩柱小里程16#箱梁截面布置42个温度传感器,监测梁截面温度分布规律,主跨布置5个预应力长期监测点,监测全寿命周期预应力变化情况,五孔拱肋布置31个锚索计监测吊索力变化,桥面线形永久测点布置共设156个测点持续监测线形变化情况。监测数据能反应结构状态,同时为后续同类型桥梁的设计提供重要依据。

本项目的部分研究成果已在类似工程中得到了成功应用,如宝汉高速石门水库特大桥为主跨248m钢管混凝土拱桥,该桥在钢管拱施工过程中应用了高性能钢管混凝土应用研究这一研究成果,取得了显著的经济效益;渭南综合廊桥为五联跨径组合(65+3×110+65m连续梁桥,该桥在施工过程中应用了长联多跨桥梁合理合龙顺序这一研究成果,取得了显著的经济效益。截止目前,经济效益已达1.03亿元。

课题研究成果产生的经济效益、社会效益显著,研究成果在科学指导大跨径梁拱组合桥梁应用的基础上,对今后同类工程的建设具有重要的理念指导意义和工程借鉴价值,具有广阔的应用前景。

六、主要知识产权和标准规范等目录

序号

论文名/专著名

期刊名

出版年

作者

1

多跨连续梁拱组合体系桥梁施工关键

问题研究

桥梁建设

201708

梅葵花

王贤良

2

高墩大跨连续刚构桥顶推合龙控制技术研究

世界桥梁

201407

魏家乐

3

基于等效弹性支承刚度确定梁拱组合体系桥梁吊杆力

公路交通科技

201810

孙胜江

梅葵花

4

基于钢束应力测试的预应力混凝土箱梁承载力评估方法

长安大学学报

201901

赵煜

5

悬臂施工连续梁桥施工预拱度影响因素分析及曲线拟合

重庆交通大学学报

201706

邬晓光

6

系杆拱桥吊杆张拉及索力调整方法研究

公路交通科技

201407

魏建斌

魏家乐

7

不同合龙方案对桥梁施工监控的影响分析

公路交通科技

201405

赵志刚

张记众

序号

专利名

专利号

专利权人

发明人

1

一种大跨径梁拱组合体系桥梁隐拱脚构造

ZL 2019 2 1208357.3

长安大学

陕西通宇公路研究所

有限公司

梅葵花、黄平明、王贤良等

2

一种大跨宽幅多组梁拱体系桥梁

ZL 2019 2 1201789.1

陕西通宇公路研究所

有限公司

魏家乐、杨继承、舒涛等


七、主要完成人情况

主要完成人名单附后。

八、主要完成单位及创新推广贡献

龙虎官网平台(市人民防空办公室)是根据《中共陕西省委办公厅、陕西省人民政府办公厅关于印发〈安康市人民政府转变职能和机构改革方案〉的通知(陕办字[2015]50号),设立市住房和城乡建设局,为主管全市住房和城乡建设工作的市政府工作部门。负责本项目的建设监管及统筹协调,对于工程管理、研究成果的推广起到重要作用。

陕西通宇公路研究所有限公司始建于200110月,是专门从事室内外检测、工程设计、工程勘察、工程咨询、技术咨询及新材料研发等工作的科技公司。多年来公司积累了丰富的检测、设计、勘察成果和经验。公司到目前为止取得了公路工程桥隧专项检测资质、公路工程专业设计甲级资质、公路工程勘察专业乙级资质、工程咨询乙级资质、水土保持方案编制乙级资质。该公司是本项目的科研咨询单位,对于研究推进、成果提炼、专利申报及成果推广起到重要作用。

长安大学直属国家教育部,是教育部和交通运输部、自然资源部、住房和城乡建设部、陕西省人民政府共建的国家“211工程”重点建设大学,国家“985工程优势学科创新平台”建设高校,国家世界一流学科建设高校。2000年由始建于二十世纪50年代初的原西安公路交通大学、西安工程学院、西北建筑工程学院合并组建而成。学校座落于历史文化名城西安,现有校本部和渭水2个校区、太白山和梁山2个教学实习基地,校园面积3745亩。校本部毗邻西安大雁塔,渭水校区位于国家级西安经济技术开发区。建校60多年来,长安大学逐步发展成为以工为主,理工结合,人文社会科学与基础学科协调发展,以培养公路交通、国土资源、城乡建设等专业人才为办学特色,在国内外有一定影响的高等学府,已为国家培养各类毕业生27万余人。长安大学是本项目科研合作单位,多篇论文及科研成果均为合作完成,且对成果推广起到重要作用。

中铁五局集团有限公司是世界500强企业中国中铁股份有限公司主力成员企业,始建于1950年,原为中国铁道部第五工程局,2000年从中国铁道部分离,改制为中铁五局集团有限公司。公司主要从事建筑工程投资、设计、施工及运营管理,经营范围涵盖房地产开发、酒店经营、机械制造、物资贸易等业务。拥有中国铁路、建筑、公路、市政工程等施工总承包特级资质6项;水利、市政、公路、机电工程等施工总承包一级资质19项;桥梁、隧道、路基、公路路面、铁路铺架、混凝土预拌等各类专业施工承包资质59项;铁道行业甲(Ⅱ)级、建筑、公路、市政行业等甲级设计资质6项。享有外经、外贸权及对外援助成套项目总承包资格,是中国对外承包工程商会会员单位,市场遍及26个国家和地区。中铁五局集团有限公司为本项目施工总承包单位,现场施工管控得力、成品感观良好、检验合格,且对成果推广起到重要作用。

九、完成人合作关系说明

王贤良,男,汉族,出生于197110月,博士,正高级工程师,安康龙虎官网平台总工,交通部甲级造价工程师、专业监理工程师、试验检测工程师,安康市首届有突出贡献专家,本项目负责人,著有多篇论文,对于项目成果推广起关键作用,是本项目的科研中坚力量。

魏家乐,男,出生于1984年,硕士,西安交大MBA,高级工程师,本项目技术负责人。陕西交通运输科技创新青年新星,现任陕西通宇公路研究所有限公司总经理。从业至今参与多项陕西省、西北地区重点工程建设项目,主持完成多项重大工程项目的检测、监控以及健康监测项目,为陕西省乃至西部地区的交通建设事业做出了积极贡献,著有多篇论文,是本项目的科研中坚力量。

李春轩,男,汉族,出生于19759月。1997年毕业于西安公路交通大学桥梁工程专业,陕西省桥梁专家,正高级工程师。科研项目获得国内多个奖励,被授予“第四届中国公路百名优秀工程师”称号; 主持了多项桥梁及隧道防腐涂装工程、桥梁顶升和平移工程、公路安全罩棚工程及桩基后压浆工程等重点工程的施工技术管理,是本项目的科研中坚力量。

廖邦友、陈尚任职于安康龙虎官网平台,舒涛任职于陕西通宇公司,梅葵花、赵煜等任职于长安大学,李合德任职于中铁五局集团公司,长安大学杨炳成教授对整个研究过程给予了全程指导,以上项目合作人分别为项目设计、施工、研发、推广等做出了应有的贡献。

公示时间为2020522日到2020528日,公示期间如有异议,请及时向龙虎官网平台办公室(0915-3234031)反映。



龙虎官网平台(市人民防空办公室)

2020年522

主  要  完  成  人  名  单

序号

姓名

性别

出生年月

技术职称

文化程度

工作单位

对成果创造性贡献

1

王贤良

1971.10

正高级

工程师

博士

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项目负责人

2

魏家乐

1984.8

高级工程师

硕士

陕西通宇公路研究所有限公司

技术负责人

3

李春轩

1975.9

正高级

工程师

本科

陕西通宇公路研究所有限公司

施工专项负责人

4

 

1987.8

工程师

硕士

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监测专项负责人

5

梅葵花

1974.4

 

博士

长安大学

设计专项负责人

6

廖邦友

1972.9

工程师

硕士

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设计专项技术负责人

7

 

1988.6

工程师

博士生

陕西通宇公路研究所有限公司

监测专项技术负责人

8

 

1974.6

 

博士

长安大学

施工专项技术负责人

9

李合德

1986.7

工程师

本科

中铁五局集团有限公司

施工管理及工艺优化