全国市政工程行业科技成果展示大跨波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究.pdf

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1、器行业采风SpecialBusinessReport全国市政工程行业科技成果展示大跨波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究“大跨波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究”项目于2010年3月立项，2013年9月结题并通过了广东省交通厅组织的项目成果鉴定。该项目研究由深圳市市政设计研究院有限公司、交通运输部公路科学研究院合作完成。该研究项目成果获2014年度“全国市政行业市政工程科学技术奖”一等奖。其成果主要应用于公路、市政工程中新型组合结构桥梁——大跨度波形钢腹板PC组合箱梁桥的施工过程分析及控制。项目研究技术原理“大跨

2、波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究”项目研究所采用的技术原理如下。针对大跨波形钢腹板PC组合箱梁桥的施工及控制技术问题。在详细调研国内外实桥资料、相关文献和全面总结前期科研成果的基础上．通过系统的理论分析、数值模拟和依托工程现场实测、施工控制等一系列的研究工作。基于大型通用有限元软件ANSYS编的大跨度波形腹板PC箱梁桥悬浇施工全过程精细化空间数值仿真软件方法。解决了常规桥梁计算程序在计算分析此类桥梁的腹板褶皱效应、截面剪切变形、扭转和畸变效应等复杂因素时所存在的不足．可为今后该类结构的设计计算提供有力的工具。2)针对

3、此类桥梁的悬浇施工。提出了基于灰色理论的施工过程自适应控制方法．建立了桥梁立模标高计算、桥面线形预测与调整、施工挠度计算和预拱度设计等关键施工控制技术。与国内外同类技术的比较该项目的科技成果查新检索结果表明．国内目前制了波形钢腹板PC组合箱梁桥参数化建模和计算程序，避免了常规软件杆系模型的弊端，为此类新型组合结构的数值仿真分析提供了可靠的软件方法；然后分析了温度、收缩徐变、施工荷载等因素对此类结构大悬臂施工状态挠度及线性的影响。并基于灰色理论建立了波形钢腹板PC组合箱梁桥的立模标高的自适应控制方法，解决了此种结构施工控制关键技

4、术；最后在两座大跨悬臂施工的波形钢腹板PC组合箱梁桥工程实施中取得了成功验证。研究成果及技术刨新点“大跨波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究”项目研究的主要成果及创新点如下。1)建立了基于大型通用有限元软件平台二次开发4啼荭投术2016No．2(Mar．)V01．34还没有同类技术的研究，其研究成果具有新颖性。该项目成果的创造性、先进性主要体现在以下两方面。1)国内外首次基于ANSYS二次开发了波形钢腹板预应力组合箱梁桥的参数化建模和计算模块CBCW．可为今后该类结构的设计计算提供有力的工具。2)系统研究了波形钢腹板梁式

5、桥施工全过程受力性能、线形预测与调整方法，首次建立施工监控系统。可为大跨度波形钢腹板组合桥梁的施工过程控制提供技术保障。项目应用成果与效益该项目研究成果已成功应用于大跨径波形钢腹板组合箱梁桥的工程实践。该项目所开发的软件方法和相关施工技术的有效性，经历了大跨度桥梁工程实践的检验，在目前国内已建的两座最大跨径波形钢腹板组合箱梁桥。山东鄄城黄河公路大桥(70m+llxl20m+70m)和桃花峪黄河大桥跨大堤桥(75m+135m+75m)的施工控制中取得了成功应用。获得良好的经济及社会综合效益。经济效益该项目推广应用的经济效益主要体

6、现在以下两方面：1)波形钢腹板组合梁桥最大特点就是用波形钢腹板取代了常规混凝土梁桥的混凝土腹板，使箱梁重量减轻20％～25％，节约了大量砂石等不可再生资源的利用．同时减轻了预应力钢束及下部结构的工程量，有效节约工程一次性造价约10％～20％。根据国内外已有工程经验和发展方向，波形钢腹板组合箱梁桥在一定范围内，特别是中大跨度公路桥梁、市政桥梁领域取代常规的混凝土箱梁桥是必然趋势．符合国家节能环保的产业发展导向。随着桥梁用波形钢腹板加工产业的成熟与普及，该类型桥梁的建设成本将进一步降低。行业采风器SpecialBusinessRe

7、port该项目研究成果有效解决了国内波形钢腹板组合梁桥大跨悬臂施工分析与控制的技术难题，对此类新型组合结构桥梁的快速推广具有重要意义。以鄄城黄河公路大桥为例。波形钢腹板组合梁桥方案比常规混凝土腹板梁桥方案节约造价约2000万元，如果全国中大跨度的梁式桥均采用波形钢腹板组合梁方案，预计每年可节约资金数亿元，直接经济效益显著。2)波形钢腹板组合梁桥显著改善或避免了常规混凝土腹板梁桥腹板开裂、长期下挠等病害的发生，波形钢腹板、体外预应力束等部件易于检测、维护和更换，大大降低了服役期间的管养成本，提高了桥梁寿命和全寿命期的经济性。，．

8、隰撰溅≥‘1厂再ft0，二”刁，蝣“7社会效益“大跨波形钢腹板PC箱梁桥施工过程及控制技术研究”项目研究成果将被直接应用于大跨波形钢腹板PC箱梁桥的施工中，在提高大跨度波形钢腹板PC箱梁桥的施工质量和施工运营安全性、减少桥梁施工对环境的影响、提高施工效率等方面等产生巨大的社会