《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第二部分桥梁《装配式组合桥梁设计施工关键技术及工程应用》​

本期项目简介

完成单位: 苏交科集团股份有限公司、 南京工业大学、 东南大学、 江苏中铁山桥重工有限公司、 江苏星诚源工程咨询有限公司

主要完成人: 刘朵、 张建东、 刘钊、 邓文琴、 贺志启、 汪昕、 彭森、 黄雪林、 陈朝军、 刘志国、 陆军、 何新原、 郑新、 王克星、 王贤强

项目简介

　　随着工业化建造技术的发展,装配式组合结构桥梁因其可以充分发挥材料特性和利用率,在桥梁建设中得到推广应用。然而,在使用过程中,尚存在以下问题亟待解决:桥梁产品装配设计理论;组合部位精细化分析方法;高效施工及质量保证;耐久性保障与提升。

　　因此,为推动装配式组合结构桥梁的高质量发展、提升标准化与精细化建造水平,打造平安品质百年工程,本项目通过“科研-设计-施工-管养冶全过程的产业相融合,共同开展装配式组合桥梁设计施工关键技术及工程应用。

　　本项目重点从精细化设计理论、高效快速施工、耐久性提升策略和标准化应用等四个方面开展了系统研究,建立了考虑结构-材料-界面协同效应的、由整体到局部的多维度一体化设计理论,创新性研发了面向集约化施工的装配式波形钢腹板组合板梁结构体系和高性能哑铃型栓钉连接件,提出了负弯矩区混凝土开裂后组合梁性能评估方法及抗裂提升策略,研发了高性能纤维模壳-混凝土组合桥面板,形成了装配式组合桥梁“设计-施工-检测-养护冶成套标准,研究成果为装配式组合桥梁技术进步发挥了引领和示范作用,有力推动了我国装配式组合桥梁的高品质发展。

　　获中国交通运输协会科学技术和中国公路学会科学技术一等奖各1项,授权专利26项(12项发明),发表论文34篇(27篇SCI/EI),主编地方标准3部、团体标准1部,编制通用图集5部。

项目创新点

　　(1)建立了基于集簇式栓钉连接的装配式钢混组合梁“宏观整体结构-微观局部连接冶的一体化设计理论,实现了组合桥梁的精确高效计算分析与精细化设计。

　　(2)提出了面向集约化施工的装配式组合桥梁结构优化体系,减少了工厂焊接、现场架设的临时措施及剪力槽区混凝土浇筑的湿作业量,实现了组合桥梁的高效率、快速化施工。

　　(3)建立了装配式组合梁“弹性-开裂-裂缝扩展冶全过程刚度退化模型及阶段性能评价方法,提出了负弯矩混凝土抗裂性能提升策略;研发了高性能复合材料组合桥面板,解决了海洋环境下装配式组合桥梁面临的长寿命和耐久性问题。

　　(4)建立了装配式桥梁上部结构适用性的定量评价方法,编制了地方标准、设计通用图集,实现了装配式组合桥梁科学选型及“设计-施工检测-养护冶标准化应用。

同类项目比较

本项目研究成果突破了全面推广装配式组合结构桥梁发展的技术瓶颈, 开发了一批具有自主知识产权的核心产品, 形成了一系列产业化程度高、 实用性能强的标准化技术成果, 突破了 “结构合 理 化、 设 计 标 准 化、 构 件 部 品 化、施工装配化冶 4 项技术, 实现了桥梁产品节能环保、 全生命周期价值最大化的可持续发展模式, 提高了桥梁建设的高效率、 高质量、 高耐久性、 安 全 性, 实 现 了 节 能 环 保 和 经 济 效 益,进一步提升了我国桥梁建设的工业化水平, 促进了交通行业的转型升级 。

应用案例

　　项目研究成果已在云南红河特大桥引桥、广东中开高速中山段、昆明南二环改造工程、江苏312国道改扩建工程、浙江绍兴市二环路改造工程等实际工程中应用。

社会效益与经济效益

　　本项目突破了全面推广装配式组合结构桥梁发展的技术瓶颈,攻克了装配式钢-凝组合梁桥在结构选型、设计计算、快速化施工和耐久性提升中若干技术难题,并制定了“设计-施工-检验-养护冶一体的标准体系,填补了现有设计规范及行业标准针对装配式钢混组合梁桥的空白,基本实现了桥梁产品节能环保、全生命周期价值最大化的可持续发展模式,提高了桥梁建设的高效率、高质量、高耐久性、安全性,进一步提升了我国桥梁建设的工业化水平,促进了交通行业的转型升级,取得了显著的经济效益,促进了装配式组合桥梁的标准化应用和高质量发展。