摘 要

交 通 部 西 部 交 通 建 设 科 技 项 目 合 同 编 号 :200631800001 密 级 : 千 米 跨 径 斜 拉 桥 建 设 关 键 技 术 研 究 总 报 告 ( 简 本 ) ( 材 料 六 ) 江 苏 省 苏 通 大 桥 建 设 指 挥 部 2009 年 11 月

目 录 1 项 目 概 况... 1 1.1 项 目 概 况... 1 1.2 关 键 技 术 问 题... 1 1.3 主 要 研 究 成 果 与 创 新... 2 2 千 米 跨 径 斜 拉 桥 设 计 关 键 技 术 研 究... 4 3 300m 超 高 索 塔 工 程 技 术... 5 4 超 大 规 模 群 桩 基 础 工 程 技 术... 6 5 577m 超 长 斜 拉 索 工 程 技 术... 7 6 超 大 跨 径 斜 拉 桥 钢 箱 梁 工 程 技 术... 8 7 大 型 复 杂 工 程 管 理 技 术... 9 8 苏 通 大 桥 安 全 与 减 灾 技 术... 10 9 268m 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 关 键 技 术... 10 10 多 跨 连 续 梁 桥 工 程 综 合 技 术... 11

1 项 目 概 况 1.1 项 目 概 况 本 项 目 依 托 苏 通 大 桥 工 程 ( 图 1) 苏 通 大 桥 位 于 长 江 河 口 地 区, 建 设 条 件 复 杂, 结 构 技 术 含 量 高, 建 设 过 程 中 有 多 项 世 界 级 技 术 难 题 需 要 攻 克 交 通 运 输 部 于 2006 年 批 准 设 立 本 项 目, 要 求 对 千 米 跨 径 斜 拉 桥 大 跨 径 预 应 力 混 凝 土 连 续 刚 构 桥 和 节 段 预 制 拼 装 连 续 梁 桥 建 设 关 键 技 术 进 行 攻 关 研 究, 支 撑 苏 通 大 桥 建 设, 同 时 推 动 国 家 经 济 快 速 可 持 续 发 展 桥 梁 建 设 技 术 重 点 跨 越 产 业 结 构 调 整 和 技 术 提 升 图 1.1 苏 通 大 桥 图 本 项 目 包 括 九 个 课 题, 分 别 为 课 题 一 千 米 跨 径 斜 拉 桥 设 计 关 键 技 术 研 究 课 题 二 300m 超 高 索 塔 工 程 技 术 课 题 三 超 大 规 模 群 桩 基 础 工 程 技 术 课 题 四 577m 超 长 斜 拉 索 工 程 技 术 课 题 五 超 大 跨 径 斜 拉 桥 钢 箱 梁 工 程 技 术 课 题 六 大 型 复 杂 工 程 管 理 技 术 课 题 七 苏 通 大 桥 安 全 与 减 灾 技 术 课 题 八 268m 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 关 键 技 术 课 题 九 多 跨 连 续 梁 桥 工 程 综 合 技 术 1.2 关 键 技 术 问 题 本 项 目 研 究 需 要 攻 克 的 关 键 技 术 问 题 主 要 有 : 1

(1) 复 杂 气 象 水 文 地 质 航 运 等 条 件 下 超 大 跨 径 斜 拉 桥 结 构 体 系 与 关 键 参 数 影 响 结 构 性 能 设 计 理 论 和 方 法 ; (2) 超 高 索 塔 施 工 测 量 与 控 制 技 术 ; (3) 深 水 软 基 强 潮 汐 流 条 件 下 超 大 型 钻 孔 桩 群 桩 基 础 承 载 性 能 超 大 型 钻 孔 桩 群 桩 施 工 超 大 型 高 桩 承 台 施 工 超 大 型 群 桩 基 础 冲 刷 防 护 等 技 术 ; (4) 高 强 耐 久 型 拉 索 制 作 技 术 超 长 斜 拉 索 减 振 与 架 设 技 术 ; (5) 长 悬 臂 宽 幅 钢 箱 梁 架 设 与 几 何 控 制 技 术 ; (6) 基 于 综 合 集 成 的 大 型 复 杂 交 通 工 程 建 设 管 理 理 论 ; (7) 基 于 综 合 集 成 的 大 型 复 杂 交 通 工 程 安 全 减 灾 技 术 ; (8) 大 跨 径 预 应 力 混 凝 土 连 续 刚 构 桥 跨 中 下 挠 箱 梁 腹 板 开 裂 及 施 工 控 制 技 术 ; (9) 节 段 预 制 拼 装 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 成 套 技 术 1.3 主 要 研 究 成 果 与 创 新 1) 千 米 跨 径 斜 拉 桥 设 计 关 键 技 术 研 究 发 展 了 包 括 寿 命 周 期 性 能 设 计 极 端 作 用 非 线 性 弹 塑 稳 定 性 抗 风 抗 震 车 辆 作 用 索 塔 锚 固 大 型 群 桩 基 础 斜 拉 索 减 振 在 内 的 桥 梁 设 计 理 论 和 方 法, 创 新 了 静 力 限 位 和 动 力 阻 尼 组 合 的 桥 梁 结 构 体 系, 研 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 空 间 线 性 及 非 线 性 桥 梁 结 构 静 动 力 分 析 软 件 和 基 于 大 涡 模 拟 方 法 的 数 值 风 洞 软 件, 编 制 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 指 南, 形 成 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 核 心 技 术 2)300m 超 高 索 塔 工 程 技 术 建 立 了 钢 锚 箱 精 度 控 制 体 系, 建 立 了 钢 锚 箱 安 装 控 制 技 术 和 方 法, 解 决 了 环 境 干 扰 下 300m 高 空 钢 锚 箱 安 装 控 制 难 题, 系 统 的 提 出 了 基 于 追 踪 棱 镜 的 300m 索 塔 施 工 控 制 技 术 与 方 法, 通 过 实 时 修 正 环 境 因 素 影 响 保 证 控 制 精 度, 实 现 了 全 天 候 放 样, 显 著 提 高 了 施 工 质 量 和 效 率 3) 超 大 规 模 群 桩 基 础 工 程 技 术 发 明 了 全 钢 护 筒 支 撑 钻 孔 平 台 悬 臂 导 向 架 多 功 能 钻 孔 平 台 顶 板 泥 浆 集 中 控 制 分 散 净 化 等 创 新 技 术, 研 发 了 计 算 机 同 步 控 制 整 体 下 放 巨 型 钢 吊 箱 技 术, 首 次 提 出 了 易 冲 刷 河 段 冲 刷 机 理 钢 护 筒 与 封 底 混 凝 土 间 握 裹 力 系 数 等, 提 出 了 2

施 工 期 河 床 临 时 防 护 与 河 床 永 久 防 护 相 结 合 的 技 术 理 念, 在 研 究 多 尺 度 广 角 度 监 测 系 统 的 基 础 上, 利 用 卫 星 遥 感 技 术 对 基 础 施 工 过 程 进 行 全 面 监 测 4)577m 超 长 斜 拉 索 工 程 技 术 开 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 国 产 斜 拉 桥 用 φ7mm 1770MPa 高 强 度 低 松 弛 带 扭 转 镀 锌 钢 丝 和 设 计 寿 命 达 到 50 年 的 耐 久 型 斜 拉 索 体 系, 并 成 功 制 造 出 长 度 为 577 m, 精 度 达 到 1/20000 的 超 长 斜 拉 索, 形 成 了 一 套 系 统 的 长 重 索 施 工 技 术 工 艺 体 系, 以 及 与 之 配 套 的 适 应 于 长 重 索 安 装 施 工 的 关 键 设 备 系 统 5) 超 大 跨 径 斜 拉 桥 钢 箱 梁 工 程 技 术 创 新 了 千 米 级 斜 拉 桥 全 过 程 自 适 应 几 何 控 制 体 系 与 方 法, 编 制 了 苏 通 大 桥 施 工 控 制 手 册 工 法 及 施 工 规 程, 研 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 千 米 级 斜 拉 桥 建 设 的 软 件 专 利 关 键 设 备, 形 成 了 具 有 行 业 推 广 作 用 的 集 施 工 控 制 制 作 和 架 设 于 一 体 的 集 成 技 术 6) 大 型 复 杂 工 程 管 理 技 术 课 题 七 苏 通 大 桥 安 全 与 减 灾 技 术 建 立 了 包 括 基 本 概 念 一 般 原 理 基 本 职 能 和 关 键 技 术 的 大 型 工 程 综 合 集 成 管 理 的 理 论 体 系 ; 构 建 了 基 于 综 合 集 成 管 理 理 论 的 大 型 工 程 的 组 织 模 式 重 大 决 策 的 决 策 机 制 与 技 术 创 新 管 理 平 台 7) 苏 通 大 桥 安 全 与 减 灾 技 术 研 发 了 工 程 施 工 期 气 象 水 文 防 船 撞 等 一 体 化 水 上 安 全 减 灾 预 报 预 警 与 应 急 系 统 8)268m 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 关 键 技 术 提 出 了 大 跨 度 连 续 刚 构 桥 梁 质 量 病 害 预 防 对 策 有 效 预 测 及 控 制 大 跨 度 连 续 刚 构 桥 徐 变 效 应 影 响 的 设 计 方 法 大 跨 度 连 续 刚 构 桥 箱 梁 抗 剪 设 计 方 法 和 适 用 于 苏 通 大 桥 高 强 高 性 能 混 凝 土 收 缩 徐 变 的 预 测 模 型, 形 成 了 大 跨 度 连 续 刚 构 桥 关 键 施 工 技 术 与 工 艺 及 施 工 控 制 标 准 9) 多 跨 连 续 梁 桥 工 程 综 合 技 术 形 成 了 连 续 箱 梁 短 线 法 节 段 预 制 悬 拼 成 套 技 术, 研 发 了 大 跨 度 上 行 式 架 桥 机 和 双 曲 面 球 型 减 震 支 座 3

2 千 米 跨 径 斜 拉 桥 设 计 关 键 技 术 研 究 针 对 长 江 河 口 地 区 复 杂 的 建 设 条 件 方 面 的 特 点 和 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 方 面 的 技 术 难 点, 对 超 大 跨 径 桥 梁 总 体 设 计 桥 区 河 势 及 河 床 稳 定 性 分 析 桥 位 设 计 潮 流 研 究 场 地 地 震 动 参 数 及 其 对 大 桥 安 全 性 的 影 响 桥 位 气 象 条 件 与 风 参 数 研 究 船 舶 通 航 条 件 及 技 术 要 求 超 大 跨 径 斜 拉 桥 风 荷 载 及 空 气 动 力 问 题 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 体 系 及 抗 震 性 能 大 跨 度 斜 拉 桥 扁 平 钢 箱 梁 受 力 性 能 与 设 计 理 论 长 江 口 复 杂 河 段 高 桩 承 台 基 础 防 船 撞 设 计 与 应 用 深 厚 软 弱 场 地 上 高 桩 基 础 抗 震 设 计 等 方 面 进 行 研 究 2088 100 100 300 1088 300 100 100 南 通 苏 州 图 2 苏 通 大 桥 主 桥 桥 跨 布 置 ( 单 位 :m) 通 过 研 究, 取 得 了 如 下 主 要 成 果 : 1) 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 特 性 研 究 首 次 发 现 了 千 米 级 斜 拉 桥 气 动 失 稳 的 竖 弯 侧 弯 和 扭 转 的 耦 合 形 态, 揭 示 了 考 虑 非 线 性 静 风 影 响 下 的 千 米 级 斜 拉 桥 静 动 力 失 稳 过 程 及 其 机 理 ; 深 入 开 展 了 千 米 级 斜 拉 桥 的 弹 塑 性 稳 定 性 研 究, 揭 示 了 全 桥 弹 塑 性 屈 服 失 稳 的 发 展 历 程, 给 出 了 提 高 弹 塑 性 稳 定 性 的 有 效 途 径 ; 首 次 开 展 了 大 跨 径 斜 拉 桥 实 桥 从 施 工 至 成 桥 多 阶 段 多 状 态 的 静 动 力 性 能 综 合 测 试, 获 取 了 苏 通 大 桥 实 桥 的 结 构 静 动 力 特 性 和 参 数, 对 设 计 计 算 进 行 了 全 面 和 详 细 的 验 证 2) 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 体 系 与 关 键 参 数 影 响 研 究 深 入 研 究 了 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 的 静 动 力 特 性 和 有 效 提 高 桥 梁 刚 度 与 阻 尼 的 方 法, 在 国 内 外 首 次 提 出 了 具 有 额 定 行 程 的 静 力 限 位 和 动 力 阻 尼 组 合 装 置 系 统 这 一 创 新 性 的 结 构 体 系 和 参 数, 解 决 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 的 技 术 瓶 颈 ; 明 确 了 结 构 体 系 静 力 稳 定 性 抗 风 稳 定 性 和 斜 拉 索 减 振 能 力 是 制 约 斜 拉 桥 跨 径 提 升 的 关 键 因 素, 基 于 苏 通 大 桥 技 术 的 斜 拉 桥 跨 越 能 力 可 提 升 到 1500m 左 4

右 3) 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 理 论 与 方 法 基 于 寿 命 周 期 设 计 理 论 和 性 能 设 计 方 法, 首 次 建 立 了 大 跨 径 桥 梁 抗 震 和 抗 风 设 计 理 论 方 法 与 标 准 率 先 定 义 了 极 端 作 用 ( 荷 载 ), 并 建 立 了 斜 拉 桥 极 端 地 震 组 合 拉 索 断 裂 等 极 端 作 用 的 设 计 方 法 和 决 策 过 程 ; 深 入 开 展 了 千 米 级 斜 拉 桥 结 构 非 线 性 及 稳 定 性 特 性 研 究, 提 出 了 非 线 性 实 用 简 化 设 计 方 法 和 弹 塑 性 稳 定 性 失 效 判 定 方 法 ; 率 先 建 立 车 桥 耦 合 振 动 分 析 确 定 汽 车 荷 载 动 力 放 大 系 数 的 方 法 随 机 车 流 模 拟 确 定 汽 车 荷 载 横 向 折 减 系 数 的 方 法 风 汽 车 桥 梁 系 统 空 间 耦 合 分 析 确 定 大 跨 度 桥 梁 安 全 行 车 风 速 标 准 的 方 法 ; 研 究 了 索 塔 锚 固 区 钢 锚 箱 组 合 结 构 的 水 平 和 竖 向 传 力 机 理, 发 展 了 结 构 设 计 计 算 方 法 ; 改 进 了 超 长 大 直 径 群 桩 基 础 的 设 计 理 论, 首 次 建 立 了 超 长 大 直 径 钻 孔 灌 注 桩 群 桩 承 载 力 位 移 协 调 的 等 效 墩 实 用 设 计 方 法 揭 示 了 桩 端 后 注 浆 的 超 长 大 直 径 钻 孔 灌 注 桩 的 承 载 机 理, 并 提 出 了 实 用 设 计 方 法 提 出 了 适 用 于 大 型 群 桩 基 础 的 非 线 性 地 震 反 应 分 析 p-y 方 法 ; 提 出 了 斜 拉 索 风 阻 系 数 计 算 方 法 和 减 振 设 计 方 法 及 控 制 目 标 ; 自 主 研 发 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 的 核 心 技 术 分 析 工 具 : 空 间 线 性 及 非 线 性 桥 梁 结 构 静 动 力 分 析 软 件 -Binas 和 基 于 大 涡 模 拟 方 法 的 数 值 风 洞 软 件 LESFluid; 综 合 集 成 大 跨 径 斜 拉 桥 的 建 设 经 验 苏 通 大 桥 工 程 实 践 和 课 题 研 究 成 果, 基 于 寿 命 周 期 设 计 理 论 和 基 于 性 能 的 设 计 方 法, 编 制 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 指 南, 填 补 了 千 米 级 斜 拉 桥 设 计 指 南 方 面 的 空 白 3 300m 超 高 索 塔 工 程 技 术 以 苏 通 大 桥 为 工 程 背 景, 重 点 开 展 300 米 索 塔 施 工 控 制 技 术 方 面 研 究 主 要 研 究 成 果 如 下 : 1) 索 塔 施 工 控 制 技 术 针 对 索 塔 锚 固 区 采 用 钢 锚 箱 混 凝 土 组 合 结 构, 建 立 了 钢 锚 箱 精 度 控 制 体 系, 建 立 了 钢 锚 箱 安 装 控 制 技 术 和 方 法, 解 决 了 环 境 干 扰 下 300m 高 空 钢 锚 箱 安 装 控 5

4810 1250 2310 1250 1000 1690 2221 2810 2221 1690 1000 净 175 净 85 545 12200 11700 12200 11700 250 250 550 250 300 500 500 600 500 832.4 832.4 590.7 200 制 难 题, 确 保 了 安 装 精 度 ; 2) 索 塔 形 态 测 控 技 术 提 出 了 基 于 温 度 效 应 补 偿 的 索 塔 测 量 技 术 追 踪 棱 镜 技 术, 通 过 在 放 样 竣 工 前 后 观 测 追 踪 棱 镜, 有 效 补 偿 ( 改 正 ) 温 度 效 应 的 影 响, 使 索 塔 施 工 可 以 全 天 候 施 工, 大 大 提 高 了 工 作 效 率 将 基 于 温 度 效 应 补 偿 的 索 塔 测 量 技 术 应 用 于 苏 通 大 桥 实 际 工 程, 从 索 塔 单 节 段 施 工 严 整 了 该 技 术 方 法 的 有 效 性, 并 给 出 了 采 用 温 度 效 应 补 偿 技 术 的 中 下 塔 柱 竣 工 测 量 优 良 结 果 针 对 苏 通 大 桥 的 实 际 情 况 提 出 基 于 统 一 平 差 的 全 站 仪 自 由 设 站 技 术, 推 导 了 该 方 法 的 理 论 计 算 公 式, 给 出 具 体 实 施 方 法 该 方 法 在 顾 及 温 度 效 应 影 响 的 基 础 上, 实 现 快 速 设 站 与 定 位, 获 取 统 一 坐 标 系 下 的 索 塔 真 实 位 置 该 方 法 成 功 应 用 于 南 北 索 塔 上 塔 柱 的 施 工, 效 果 优 良 首 次 成 功 研 制 开 发 了 基 于 测 量 机 器 人 的 索 塔 变 形 自 动 监 测 系 统 ; 根 据 实 际 需 要, 制 定 了 系 统 开 发 的 总 体 目 标, 给 出 了 开 发 原 则 目 标 与 要 求 ; 考 虑 系 统 特 点 与 需 要, 对 系 统 进 行 了 功 能 设 计 与 结 构 设 计 ; 在 解 决 了 观 测 方 法 限 差 设 置 目 标 搜 索 范 围 的 确 定 等 关 键 技 术 问 题 的 基 础 上, 成 功 实 现 了 系 统 自 动 监 测 的 功 能 4 超 大 规 模 群 桩 基 础 工 程 技 术 C 行 船 方 向 1/2A-A 1/2D-D 11375/2 11375/2 C 2000 1150 1985 552.5 552.5 1985 1150 2000 200 200 6.324 5.600 4.907 4.907 6.324 ( 承 台 顶 面 最 高 点 ) ( 承 台 顶 面 最 高 点 吊 ) 箱 切 除 部 分 -1.000-1.800 ( 吊 箱 切 割 线 ) B-B 4810 1560 1690 1560 200 6.324 吊 箱 切 除 部 分 -1.800( 吊 箱 切 割 线 ) -7.000( 承 台 底 面 ) -7.000( 承 台 底 面 ) 600 仓 壁 混 凝 土 -12.500( 封 底 底 面 ) 仓 壁 混 凝 土 -12.500( 封 底 底 面 ) 仓 壁 混 凝 土 600 400-26.423 ( 地 面 线 ) 400 600 400-26.423( 地 面 线 ) D280 131D280 D280 131D280-52.190( 最 大 冲 刷 线 ) -52.190( 最 大 冲 刷 线 ) 护 筒 底 高 程 护 筒 底 高 程 D250 131D250 D250 131D250 大 样 A 675 641 337.5 14=4725 737.5737.5 337.5 14=4725 C-C 11375-124.000 545 8=4360 K19+456.000-124.000 770 3635 730 1105 730 3635 770 1468.1 B 1238 1468.1 A D 净 85 D A 1468.1 B 3100 2587.5 1468.1 A 图 3 苏 通 大 桥 主 塔 墩 基 础 构 造 6

针 对 普 遍 存 在 于 越 江 跨 海 工 程 大 型 深 水 群 桩 基 础 施 工 过 程 中 的 技 术 难 题, 以 保 证 结 构 设 计 要 求 提 高 施 工 精 度 和 安 全 性 为 目 标, 采 用 理 论 计 算 室 内 和 现 场 试 验 工 程 实 践 相 结 合 的 方 法 开 展 研 究, 取 得 了 以 下 成 果 : 1) 深 水 潮 汐 河 段 钻 孔 灌 注 桩 施 工 平 台 搭 设 技 术 提 出 了 采 用 超 长 大 直 径 钢 护 筒 作 为 支 撑, 搭 设 施 工 平 台 的 方 案 和 新 型 施 工 工 艺, 解 决 了 深 水 强 潮 汐 河 段 平 台 稳 定 问 题 ; 研 发 了 悬 臂 导 向 架 结 构, 解 决 了 超 长 大 直 径 钢 护 筒 定 位 与 打 设 精 度 问 题 2) 超 长 大 直 径 钻 孔 灌 注 桩 施 工 技 术 提 出 了 高 效 的 PHP 集 成 泥 浆 系 统, 解 决 了 深 孔 护 壁 稳 定 难 以 保 证 等 难 题 ; 提 出 了 超 长 大 直 径 钻 孔 灌 注 桩 桩 底 压 浆 工 艺, 解 决 了 长 桩 施 工 桩 底 沉 渣 厚 的 难 题, 增 强 群 桩 整 体 性 ; 提 出 了 大 型 深 水 钻 孔 灌 注 桩 群 桩 水 上 独 立 集 约 化 施 工 体 系 及 组 织 方 法, 提 高 了 施 工 效 率, 降 低 了 施 工 风 险 3) 巨 型 承 台 钢 吊 箱 施 工 技 术 提 出 了 采 用 群 顶 计 算 机 同 步 控 制 整 体 下 放 钢 吊 箱 的 工 艺, 实 现 5800t 钢 吊 箱 的 整 体 同 步 下 放 ; 研 发 了 千 斤 顶 可 调 水 平 定 位 技 术, 解 决 了 大 型 钢 吊 箱 在 急 流 强 潮 条 件 下 调 整 定 位 难 题, 实 现 大 型 吊 箱 的 高 精 度 安 装 定 位 4) 河 床 冲 刷 防 护 技 术 提 出 了 双 向 潮 汐 流 作 用 下 特 大 型 复 杂 布 置 群 桩 基 础 局 部 冲 刷 机 理 及 其 预 测 方 法, 解 决 了 复 杂 水 文 条 件 下 复 杂 群 桩 基 础 冲 刷 深 度 难 以 确 定 的 难 题, 开 发 了 特 大 桥 梁 深 水 群 桩 基 础 永 久 冲 刷 防 护 理 念 及 设 计 技 术, 攻 克 了 深 水 大 流 速 双 向 潮 汐 条 件 下 基 础 防 护 方 案 防 护 结 构 防 护 材 料 抛 投 与 定 位 成 型 检 测 等 技 术 难 题, 形 成 了 群 桩 基 础 冲 刷 防 护 成 套 技 术 5 577m 超 长 斜 拉 索 工 程 技 术 以 苏 通 大 桥 斜 拉 桥 的 超 长 斜 拉 索 为 工 程 背 景, 针 对 复 杂 建 设 条 件 和 超 大 跨 径 斜 拉 桥 重 大 工 程 技 术 问 题, 开 展 长 索 制 作 架 设 及 减 振 技 术 研 究 与 示 范 主 要 研 究 成 果 有 : 1) 高 强 钢 丝 超 长 斜 拉 索 制 作 技 术 开 发 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 国 产 斜 拉 桥 用 φ7mm 1770MPa 高 强 度 低 松 弛 7

带 扭 转 镀 锌 钢 丝 和 寿 命 达 到 50 年 的 耐 久 型 斜 拉 索 体 系, 并 成 功 制 造 出 长 度 为 577 m, 精 度 达 到 1/20000 的 超 长 斜 拉 索 2) 超 长 斜 拉 索 安 装 技 术 形 成 一 套 系 统 的 长 重 索 施 工 技 术 工 艺 体 系, 以 及 与 之 配 套 的 适 应 于 长 重 索 安 装 施 工 的 关 键 设 备 系 统 3) 斜 拉 索 拉 弯 疲 劳 试 验 技 术 采 用 双 向 双 束 同 步 并 行 动 静 载 分 离 的 拉 弯 疲 劳 试 验 技 术 开 发 千 吨 级 斜 拉 索 拉 弯 疲 劳 试 验 设 备, 并 在 国 内 首 次 进 行 斜 拉 索 轴 向 拉 伸 疲 劳 荷 载 与 横 向 弯 曲 疲 劳 荷 载 组 合 试 验, 形 成 了 一 套 斜 拉 索 疲 劳 试 验 技 术 4) 斜 拉 索 减 振 技 术 利 用 空 气 动 力 学 措 施 并 结 合 减 振 器 技 术, 有 效 抑 制 了 斜 拉 索 的 风 雨 激 振, 将 斜 拉 索 的 整 幅 控 制 在 1/1700L 的 范 围 内 6 超 大 跨 径 斜 拉 桥 钢 箱 梁 工 程 技 术 围 绕 千 米 级 斜 拉 桥 施 工 全 过 程 控 制 理 论 与 技 术 开 展 研 究, 重 点 研 究 并 解 决 千 米 级 斜 拉 桥 架 设 与 控 制 中 的 一 系 列 关 键 理 论 与 技 术 问 题, 并 通 过 苏 通 大 桥 进 行 示 范 项 目 以 大 跨 度 斜 拉 桥 施 工 控 制 研 究 为 核 心 和 主 线, 对 结 构 构 件 制 造 构 件 安 装 与 架 设 施 工 控 制 等 相 关 理 论 与 关 键 技 术 进 行 系 统 研 究, 其 总 体 研 究 框 架 如 图 4 所 示 全 过 程 几 何 自 适 应 控 制 系 统 研 究 全 过 程 控 制 全 过 程 控 制 千 米 级 斜 拉 桥 施 工 控 制 理 论 和 方 法 构 件 安 装 及 控 制 技 术 研 究 构 件 制 作 及 控 制 技 术 研 究 全 过 程 控 制 图 1.3 研 究 内 容 及 相 关 内 容 8

1) 千 米 级 斜 拉 桥 施 工 控 制 理 论 和 方 法 基 于 几 何 控 制 理 念 提 出 并 发 展 了 斜 拉 桥 全 过 程 自 适 应 施 工 控 制 理 论 和 方 法, 建 立 了 大 跨 度 斜 拉 桥 全 过 程 自 适 应 施 工 控 制 方 法 和 成 套 施 工 技 术 ; 通 过 GPS 测 量 机 器 人 数 据 通 讯 等 现 代 先 进 技 术 的 理 论 融 合 和 技 术 集 成, 研 发 了 自 动 智 能 化 动 态 数 据 采 集 与 传 输 系 统 ; 发 展 了 大 跨 度 斜 拉 桥 关 键 构 件 制 造 和 安 装 全 过 程 数 字 化 控 制 方 法, 实 现 了 钢 箱 梁 从 制 造 到 安 装 的 全 过 程 精 确 控 制 2) 钢 箱 梁 安 装 及 控 制 技 术 提 出 并 研 发 了 大 节 段 钢 箱 梁 匹 配 与 安 装 技 术, 具 有 安 装 精 度 高 架 设 速 度 快 等 优 点, 实 现 了 边 跨 提 前 贯 通, 降 低 了 施 工 风 险 ; 研 发 了 具 有 重 量 分 布 合 理 钢 箱 梁 变 形 小 的 集 牵 引 导 向 于 一 体 的 双 桥 面 吊 机 系 统, 提 高 了 节 段 匹 配 的 高 精 度 和 施 工 期 结 构 的 安 全 性 ; 研 发 了 中 跨 辅 助 顶 推 合 龙 技 术, 为 成 桥 内 力 和 线 形 的 高 质 量 控 制 奠 定 了 坚 实 基 础 7 大 型 复 杂 工 程 管 理 技 术 在 总 结 凝 练 国 内 大 型 复 杂 工 程 的 建 设 管 理 经 验 和 实 践 的 基 础 上, 从 系 统 科 学 和 复 杂 性 科 学 角 度 深 入 研 究 了 如 何 认 识 组 织 和 控 制 大 型 工 程 建 设 管 理, 特 别 是 大 型 工 程 建 设 的 系 统 分 析 管 理 ( 方 法 论 ) 体 系 综 合 集 成 管 理 安 全 减 灾 关 键 技 术 等, 取 得 了 如 下 主 要 成 果 : 1) 大 型 复 杂 工 程 的 系 统 分 析 技 术 首 次 提 出 通 过 大 型 复 杂 工 程 的 工 程 复 杂 性 系 统 复 杂 性 管 理 复 杂 性 的 分 析 路 径, 揭 示 了 大 型 复 杂 工 程 管 理 的 系 统 特 征 和 本 质 ; 提 出 了 目 标 凝 练 与 综 合 技 术 系 统 分 析 与 综 合 技 术 多 级 递 阶 结 构 分 析 技 术 等, 丰 富 了 大 型 复 杂 工 程 系 统 分 析 的 技 术 和 方 法 2) 大 型 复 杂 工 程 的 管 理 方 法 论 与 管 理 体 系 研 究 首 次 提 出 了 由 程 序 管 理 系 统 ( 项 目 ) 管 理 复 杂 性 管 理 组 成 的 大 型 复 杂 工 程 三 层 管 理 方 法 论 体 系 在 上 述 方 法 论 体 系 的 指 导 下, 优 化 设 计 了 苏 通 大 桥 工 程 建 设 管 理 体 系, 构 建 了 包 括 基 础 管 理 控 制 三 个 等 级, 十 三 个 子 系 统 的 苏 通 大 桥 工 程 管 理 体 系 3) 大 型 复 杂 工 程 综 合 集 成 管 理 研 究 9

首 次 提 出 了 具 有 实 际 操 作 性 的 面 向 大 型 工 程 建 设 的 综 合 集 成 管 理 体 系, 对 综 合 集 成 管 理 的 一 般 原 理 基 本 职 能 和 关 键 技 术 等 进 行 了 较 深 入 的 研 究 8 苏 通 大 桥 安 全 与 减 灾 技 术 针 对 苏 通 大 桥 施 工 特 点 和 施 工 过 程 中 存 在 的 安 全 风 险 因 素, 在 充 分 借 鉴 国 内 外 成 功 经 验 与 理 论 成 果 的 基 础 上, 开 展 了 大 型 复 杂 工 程 安 全 减 灾 体 系 和 减 灾 技 术 的 研 究, 取 得 了 以 下 成 果 : 1) 基 于 综 合 集 成 管 理 的 大 型 复 杂 工 程 安 全 减 灾 体 系 构 建 了 大 型 复 杂 工 程 建 设 安 全 减 灾 体 系, 并 运 用 检 测 技 术 信 息 技 术 控 制 技 术 管 理 技 术 等 构 建 了 安 全 减 灾 管 理 体 系, 通 过 人 机 结 合 定 性 与 定 量 相 结 合 科 学 原 理 与 专 家 经 验 相 结 合 科 学 实 验 和 施 工 现 场 相 结 合 多 部 门 多 单 位 多 地 区 相 结 合, 形 成 了 对 工 程 建 设 风 险 与 灾 害 的 预 报 预 警 和 应 急 综 合 系 统 2) 大 型 复 杂 工 程 的 安 全 减 灾 关 键 技 术 建 立 了 气 象 水 情 等 预 警 预 报 系 统, 对 桥 位 气 象 和 水 文 环 境 开 展 实 时 监 测 预 警 服 务 ; 制 定 了 水 上 安 全 施 工 风 险 导 则 和 通 航 安 全 维 护 方 案 ; 通 过 合 理 设 计 的 桥 塔 区 域 局 部 风 障, 改 善 桥 塔 附 近 的 风 环 境, 提 高 全 桥 的 行 车 安 全 标 准 风 速, 便 于 全 桥 针 对 主 桥 跨 中 桥 面 制 定 统 一 的 管 理 措 施 9 268m 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 关 键 技 术 针 对 近 年 来 预 应 力 混 凝 土 连 续 刚 构 跨 中 下 绕 腹 板 开 裂 等 病 害, 对 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 连 续 刚 构 桥 梁 箱 梁 抗 剪 性 能 空 间 受 力 性 能 砼 收 缩 徐 变 施 工 技 术 和 施 工 工 艺 进 行 系 列 研 究, 提 出 相 应 的 设 计 施 工 技 术 和 工 艺 的 优 化 措 施 10

6 6 6 6 图 5 苏 通 大 桥 辅 桥 桥 型 布 置 图 1) 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 箱 梁 抗 裂 性 能 研 究 提 出 箱 梁 桥 的 抗 剪 设 计 方 法, 并 进 行 了 模 型 试 验 验 证 和 修 正, 可 供 设 计 研 究 参 考 根 据 箱 梁 空 间 应 力 分 析 结 果 提 出 了 诸 多 优 化 设 计 建 议 2) 苏 通 大 桥 辅 桥 连 续 刚 构 收 缩 徐 变 及 其 影 响 研 究 提 出 了 适 合 苏 通 大 桥 连 续 刚 构 所 用 的 高 强 高 性 能 混 凝 土 的 修 正 收 缩 徐 变 模 式, 对 配 筋 混 凝 土 收 缩 徐 变 规 律 桥 梁 时 效 的 不 确 定 性 进 行 了 研 究, 探 讨 了 影 响 大 跨 径 混 凝 土 梁 桥 长 期 挠 度 的 多 种 原 因 3) 大 跨 径 连 续 刚 构 桥 施 工 技 术 及 工 艺 研 究 在 高 性 能 混 凝 土 施 工 技 术 预 应 力 损 失 控 制 工 艺 箱 梁 节 段 几 何 尺 寸 控 制 墩 顶 0# 块 施 工 技 术 及 水 化 热 控 制 措 施 中 跨 跨 中 合 龙 施 工 技 术 等 方 面 进 行 优 化, 提 高 了 大 跨 连 续 刚 构 桥 的 施 工 质 量 10 多 跨 连 续 梁 桥 工 程 综 合 技 术 针 对 苏 通 大 桥 75m 预 制 节 段 拼 装 砼 连 续 箱 梁 的 工 程 和 结 构 特 点, 开 展 了 超 长 多 跨 连 续 梁 桥 抗 震 性 能 及 减 隔 震 应 用 技 术 预 制 节 段 拼 装 砼 连 续 梁 桥 体 外 预 应 力 技 术 施 工 工 艺 和 技 术 以 及 上 行 式 砼 连 续 箱 梁 节 段 悬 拼 架 桥 机 的 研 究 与 开 发 1) 多 跨 连 续 梁 桥 抗 震 性 能 及 其 对 策 研 究 得 到 了 反 映 工 程 场 地 实 际 地 质 地 形 条 件 影 响 的 超 长 多 跨 连 续 梁 桥 的 多 点 地 震 输 入 ; 揭 示 了 相 邻 联 连 续 梁 桥 的 地 震 振 动 耦 联 性 ; 提 出 了 基 于 结 构 抗 震 性 能 目 标 和 能 力 / 需 求 分 析 (Capacity/Demand Analysis) 的 多 跨 连 续 梁 桥 地 震 易 损 性 分 析 实 用 方 法 ; 研 发 了 减 震 耗 能 支 座 11

2) 预 制 拼 装 混 凝 土 连 续 梁 体 外 预 应 力 技 术 首 次 对 体 外 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 在 弹 性 阶 段 和 极 限 阶 段 的 计 算 理 论 与 计 算 方 法 进 行 了 较 系 统 完 整 的 研 究, 满 足 了 大 桥 工 程 设 计 的 要 求, 并 为 规 范 的 补 充 提 供 了 技 术 支 撑 ; 3) 75m 跨 径 预 制 节 段 拼 装 混 凝 土 连 续 梁 综 合 技 术 研 究 及 工 程 应 用 国 内 首 次 成 功 应 用 架 桥 机 悬 拼 技 术 与 工 艺 ; 自 主 研 发 了 以 大 型 数 据 库 为 核 心, 集 模 型 计 算 与 预 测 系 统 误 差 分 析 与 修 正 系 统 预 制 放 样 与 拼 装 测 量 系 统 于 一 体 的 短 线 预 制 拼 装 线 形 控 制 软 件 系 统 ; 自 行 设 计 开 发 了 主 天 车 吊 重 180t 最 大 悬 挂 重 量 1107.8t 的 上 行 式 节 段 悬 拼 架 桥 机 12