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项目年度编号
1400230461
中图分类号
U448.22
成果公布年份
2010
成果简介
钢管混凝土拱桥在结构性能、施工、造价及外观上具有明显的优越性和很强的竞争力，已成为500米以下跨径桥梁的主要桥型。钢管混凝土用于拱桥建设最早出现在前苏联，由于缺乏研究，发展缓慢。1990年中国建造第一座钢管混凝土拱桥，随后得到快速发展，至2000年为止，共建成114座。但由于对钢管混凝士拱桥的设计理论、施工与养护技术缺乏系统深入研究，没有专门的钢管混凝土拱桥设计、施工与养护规范，制约了钢管混凝土拱桥的进一步发展。为此，国家自然科学基金委、交通部、重庆市、湖南省等设立专项，投入经费2000余万元，由14家高校、科研院所及设计、施工企业近150人参与对钢管混凝土拱桥结构体系与构造、设计理论与方法、施工工艺与控制技术以及养护检测技术等开展系统研究。通过7年的研究与工程实践，取得了以下创新性成果：1．在国际上率先开展了钢管混凝土哑铃型、桁式构件以及肋拱多点加载的试验研究，揭示了钢管混凝土拱受力特性及破坏机理；为设计理论奠定了基础，首次提出了修正格构式法、等效长细比法、等效梁柱法的极限承载力计算方法以及钢管混凝土节点应力集中系数确定和疲劳寿命预估方法，为设计规范制定提供了理论依据。2.国内外首次系统开展了钢管混凝土收缩、徐变试验，揭示了收缩、徐变长期发展规律，完善了收缩、徐变计算理论和方法；建立了单肢、哑铃型和格构型钢管混凝土拱桥考虑钢管初应力的承载力影响系数计算公式；提出了钢管混凝土拱肋截面温度模型及稳定性分析方法；提出了大直径钢管混凝土本构关系修正计算方法及公式。3.首次系统地提出了钢管混凝土拱桥合理结构体系、构造、设计参数取值及防腐体系，为钢管混凝土拱桥设计规范的编制提供了可靠的依据。4.系统地提出了适合于钢管混凝土拱桥的建造技术，攻克了钢管结构制造、吊扣塔一体化、多跨缆吊、提篮拱安装、管内高性能混凝土设计、灌注及防脱空等技术难题，形成了“大跨径钢管混凝土拱桥无支架吊装斜拉扣挂施工”等4项国家级工法。首次提出了扣索索力增量比较法和拱肋安装二步定位法，解决了施工控制效率和精度等难题。5.揭示了超声波在钢管壁内沿弧长的传播路径，首次提出了用超声波定量检测管内混凝土脱空的方法，建立了运营阶段安全评价指标体系。6.首次形成了钢箭混凝土拱桥建设成套技术。编制了钢管混凝土拱桥设计、施工及养护技术指南，设计并建成了主跨460米的世界最大跨径钢管混凝土拱桥-巫山长江大桥和主跨368米的同类桥型世界最大跨径的茅草街大桥。为中国延续钢管混凝土拱桥世界领先水平提供强力支撑。项目研究成果已获得省部级一等奖4项，特别贡献奖1项，二等奖2项，发表论文79篇，编制了3部指南，获得专利10项(发明2项)，工法7项(国家级4项)，培养博士、硕士55名。研究成果成功应用于100多座桥梁建设，填补了国内外桥梁建设技术空白，社会与经济效益显著，推动了钢管混凝土拱桥建设与中国桥梁的发展，经鉴定，研究成果总体上达到了国际领先水平。
完成人
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