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宽幅异形加劲自锚式悬索桥关键技术

2025-07-18    

一、技术简介

技术原理:针对宽幅异形加劲自锚式悬索桥结构,从关键部位的设计方法、精细化有限元分析理论、复杂受力状态下的钢-混结合段模型试验及计算分析理论、钢-混结合段有限元参数分析、施工过程关键技术等方面进行了系统研究。技术特点:提出了关键部位的设计方法和构造、揭示对应的受力性能规律,提出分析理论和优化方法,建立了对应的承载能力计算理论,研发了对应施工技术方案,形成了一套集构造体系、受力机理、承载力计算分析理论、施工方案为一体的关键技术。解决的具体问题:(1)解决了宽幅异形加劲自锚式悬索桥在复杂受力状态下钢-混结合段传力机理不明确,缺乏适用于混合梁的承载力计算理论的问题。(2)解决了钢-混结合段中栓钉等构造不同模拟方式对结构整体及局部受力性能的影响及高效有限元模拟方法的问题。(3)解决了宽幅异形加劲自锚式悬索桥施工关键技术缺乏理论支撑,施工方法不完备的难题。

二、主要技术指标

1)针对宽幅异形加劲自锚式悬索桥建立了复杂受力状态下自锚式悬索桥钢-混结合段内力传递受力机理和承载力计算分析理论。(2)针对此类特殊结构的钢-混结合段,对比了栓钉等构造不同模拟方式对结构整体及局部受力性能的影响规律,进行了关键构造参数分析,优化了结构受力和有限元模拟方法,分析了钢-混结合段关键构造设计参数取值影响。(3)提出了宽幅异形加劲自锚式悬索桥关键部位的构造体系,验证了单靠剪力钉以及预应力联结方法在宽幅异形加劲自锚式悬索桥中的应用安全可靠,形成了钢-砼结合段、异形加劲梁、锚固实体段等主要构造的设计关键技术。(4)研发了高空超宽索塔横梁施工,主缆架设调整、主缆锚管定位、吊索张拉、钢砼结合段施工等技术方案,形成了对应宽幅异形加劲自锚式悬索桥施工方法。

三、社会经济效益、应用情况及适用范围

1)社会经济效益:以某自锚式悬索桥为例,本技术提出的方案相较于常规混凝土主梁方案减轻自重约15%,相较于全钢箱梁方案节约投资约5%,以桥跨布置为主导优化了全梁的钢混梁段布置,达到了最优的受力状态和最节约的建设方案,缩短施工周期约7%,建设期内取得直接经济效益约5000万元。以某190m跨连续梁为例,本技术提出的钢混结合梁可实现大跨度梁桥跨越,相较于同跨度部分斜拉桥或拱桥方案节省投资约8%,项目建设运行效率提升6%,取得直接经济效益约10128万元。本技术为我国宽幅异形加劲自锚式混合梁悬索桥的设计提供了理论与技术支持,对宽幅异形加劲自锚式悬索桥的建设推广提供了较高的借鉴和指导意义;同时降低了工程材料的消耗,提高资源利用率,符合当前国家环境生态保护和可持续发展的要求,具有较大的社会和环境效益。

2)应用情况:成果在湖南省高堰舞水大桥项目、滨州黄河大桥项目上得到应用,在2018至2022年间,创造直接经济效益约15128万元,同时在华中科技大学、西南交通大学、郑州大学、中国地质大学教学实践中得到推广。

3)适用范围:技术可广泛适用于公路、铁路、市政、水利水电等行业桥梁工程中涉及到宽幅异形梁、钢混结合段的结构,特别是自锚式悬索桥、钢-混组合梁等结构。

四、技术图片

 

 

五、其他

技术持有单位:黄河勘测规划设计研究院有限公司中铁七局集团武汉工程有限公司

技术联系人:怀臣子,公司三级工程师,15890120615,0371-66020376,417151458@qq.com