一、基本情况
获奖项目名称:大跨度扭转变截面钢拱桥分析理论及建造关键技术与应用
主要完成单位:中建钢构股份有限公司、佛山大学、东南大学、中建科工集团有限公司、天津城建设计院有限公司
主要完成人:邓德员、陈舟、蔡建国、卢汉文、戴维、于相平、徐曼、张振学、汤洪雁、刘锐
二、项目背景
党的二十大报告中明确提出要加快建设交通强国,《加快建设交通强国五年行动计划(2023—2027年)》明确了未来五年加快建设交通强国的思路目标和行动任务,构建现代化基础设施体系。
桥梁工程作为重要基础设施建设工程之一,不仅要满足交通的需要,也要作为一件空间艺术作品以满足人们的审美需求。钢拱桥作为重要的桥梁形式之一,常采用变截面、拱肋倾斜与扭转等设计来满足美学要求。但拱轴线复杂,截面多变会影响其整体和局部力学性能,对结构分析、设计和建造等造成巨大挑战。
三、创新成果
1.创建了复杂环境下扭转变截面钢拱桥结构分析理论和设计方法
提出了一种变截面钢拱面内外承载力计算方法;研发了考虑温度荷载、拱脚变位的拱桥承载力的计算方法。
2.提出了贯通栓钢-混组合拱脚节点抗剪承载力设计方法
结合高强栓钉抗剪实验和现场拱脚应力实测,提出了钢-混组合拱脚节点的抗剪承载力计算公式。
钢-混组合拱脚节点的抗剪承载力计算公式:
3.提出了扭转变截面构件智能制造技术和大跨度拱桥数字化建造技术
开发了智能下料集成系统、切割智能代码远程控制技术、机器人免编程高精度智能切割技术;研发了基于多体动力学的大跨度扭转变截面拱桥建造技术。
项目已获授权国家专利16件,其中发明专利8件;软件著作权3项;国内外权威期刊上发表了26篇论文(其中SCI论文22篇)。
四、推广应用
技术成果成功应用于惠阳半岛桥及连接路升级改造工程、跨锡澄运河桥梁工程、深圳燕罗人行桥、肇庆枫湾桥等空间弯扭钢拱桥梁工程,经济社会效益显著,对以后类似工程具有借鉴、推广、开拓意义。