一、基本情况 

　　获奖项目名称:安罗黄河大桥钢-混凝土组合结构建设关键技术与应用

　　主要完成单位:河南省黄河高速公路有限公司、中交第二公路工程局有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司、西南交通大学、北京科技大学、中铁宝桥集团有限公司、中交武汉港湾工程设计研究院有限公司 

　　主要完成人:李攀、刘江、许春荣、尉鹏、汤剑辉、张凯、冯良平、牟林、林昱、赵灿晖、刘越、穆保岗、刘治国、胥奇、陈亮

　　二、工程概况

　　项目的依托工程-安罗高速原阳至郑州段，其控制性工程-安罗黄河特大桥，全长约15公里，主桥为钢混组合斜拉桥，引桥为钢混组合梁桥，全桥钢结构用量约22万吨，是黄河上最长的公路、内陆地区钢结构用量最大的公路桥梁。

　　黄河中下游河床宽浅、“有水不能行舟、无水不能通车”、地基承载力低、环保标准高，亟待攻克轻量化组合桥梁结构、工业化建造和智能化监控技术等科技难题，向安全强韧、智能建造、轻量低碳方向发展。项目经八家单位联合攻关，通过结构-建造-监控融合创新，发明了轻量化钢混组合桥梁结构、建立了集约高效的工业化建造技术、研发了系列智能化监控装备，形成创新成果如下：

　　三、创新成果 

　　（1）研发了轻型钢混组合桥梁系列结构。发明了弯钩PBL钢混界面连接技术，建立了无主筋钢壳-混凝土组合索塔新型结构体系，建立了考虑钢壳对混凝土的受拉裂缝抑制与受压延性提升效应的静力与抗震设计方法，屈服弯矩提升25%，震后变形减小30%；研发了百米级、宽幅、无盖梁、无承台的轻量化、标准化钢混组合结构形式及多目标评估决策方法，减少碳排放约3.34万吨；研制了适应于厚砂层地质的无承台排架式下部结构，揭示了钢管复合桩分布式后压浆承载性能提升机理，竖向承载力提升110%，水平变形峰值减少39%，解决了跨黄河桥梁工业化、绿色化建造难题。

图1 无主筋钢壳-混凝土组合索塔现场照片

图2 轻量化排架式下部结构

　　（2）建立了覆盖塔、梁的系列智能化建造技术。研发了曲面索塔钢壳节段机器人自动焊接技术、一体化虚拟预拼装技术和自适应控制的精细安装技术，索塔垂直度偏差小于1/36000；构建了基于模糊-PID复合算法的分布式自适应控制系统，研发了温度自适应型分体式步履顶推系统，平均工效提升1.6倍，实现了1700m长距离连续顶推，提升了我国钢结构桥梁高效、高质量智能化建造水平。

图3 长距离连续顶推现场照片

　　（3）发明了高精度、信息化监控设备。研发了自感知CFRP绞线-钢绞线组合索及其锚固体系，通过界面压接与黏结强度匹配优化，锚固效率提升至95%以上；研制了高效监测的便携式毫米波雷达，监测精度超过95%；建立了基于轨道巡弋毫米波雷达+自感知CFRP绞线的斜拉索索力智能化动态监测系统，实现了大跨斜拉桥索力高效、高精度的长效监测。

图4 主桥斜拉索现场照片

　　四、推广应用情况 

　　项目的研究成果成效显著，成功入选了交通运输领域-基础建设重点工程、智能交通先导应用试点项目，并在安罗高速黄河特大桥、沁伊高速黄河特大桥等多个重大工程中，得到了推广应用。