异形钢管网壳拱桥关键技术研究与应用：东一线跨绛溪河大桥的创新设计

本项目简介

获奖项目名称

异型钢管网壳拱桥关键技术研究与应用

主要竣工单位

江苏沪宁钢铁机械有限公司、中国水利水电第七工程局有限公司、同济大学、上海市政工程设计研究院（集团）有限公司

主要完成人

齐伟波、李春泉、应天一、周峰、吴文平、夏学成、王伟、邓锐、王振坤、钱聪、谢伟、侯和平、胡海国、苏方舟、朱天强

一

项目背景

东一线跨江西河大桥位于成都天府国际机场以西半径300m的东一线线弯道地段。跨江西江东线大桥经国际征集后，采用了异型钢管格壳拱桥结构体系。

由于异型钢管网壳拱桥结构体系在国际上首次采用，因此有必要对其设计理论与方法、关键节点承载力与疲劳性能、制造与焊接等方面进行系统研究。这个结构体系的过程。

江西江东线大桥建筑效果图

二

创新成果

01

提出了异形钢管网壳拱桥的结构体系，对曲梁、拱的合理设计参数进行了系统研究，建立了空间曲线网壳拱桥的设计方法。

通过高精度空间有限元数值分析，揭示了异型钢管网壳拱桥结构体系的受力特征。分析复杂内力条件下加劲相交节点的静力和疲劳应力特性，探索桥梁钢管节点的结构解决方案。采用局部高精度空间有限元数值分析方法结合荷载试验结果完善全桥钢管节点结构方案，细化同类节点的设计思路。

K型节点

X型节点

02

创新了加劲相交接头结构，系统地开展了接头承载能力和疲劳性能的实验研究，揭示了其受力行为和疲劳性能特征。

通过工程规模真型接头静载、疲劳加载试验和高精度有限元数值分析，研究了关键K型节点和X型节点在静载作用下的力学性能以及裂纹萌生和扩展情况，揭示了疲劳载荷下的热点应力。 、疲劳寿命等疲劳特性，以验证设计期内的疲劳可靠性。

K型节点静载试验

X型节点疲劳试验

03

开发了大规格半圆管双面整体压制成型技术和高强钢厚壁弯扭异型钢管节点全熔透相贯焊接工艺，解决了高强度钢厚壁弯扭异形钢管节点的制造难题-强度钢厚壁弯扭异型钢拱门

将两侧的半圆形钢管整体卷制成圆管，然后用大型液压机将管子整体弯曲。采用“跳法”对钢管进行切割、分段，形成半圆弧管；采用智能相贯线切割技术，实现高精度相贯线。切割;首次采用先内焊、根部清理、后外焊的交叉焊接工艺，保证全焊透焊缝等级。

大口径钢管压弯

基于研究成果，申请发明专利4项，授权实用新型专利3项，发表学术论文4篇。该成果经行业权威专家评估，一致认为整体水平达到国际先进水平，其中半圆管压制成型技术、相贯节点全熔透焊接工艺达到国际领先水平。

三

推广应用

该项目的研究成果系统地解决了异型钢管网壳拱桥结构体系的设计理论与方法、关键节点的承载能力和疲劳性能以及结构体系的制造和焊接工艺问题。 。成功应用于成都东一线跨江西河大桥，取得显著成效。经济效益、社会效益和环境效益得到各方好评。

该项目在国内外桥梁工程领域具有良好的创新和示范意义。对此类桥梁工程具有重要的参考和指导意义。为今后我国相关标准的制定和修订提供依据和参考。也将提高我国钢结构桥梁的建设水平。该水平意义重大，推广应用具有重要价值。

2007年3月，经国家科学技术奖励办公室批准，中国钢结构协会（以下简称“协会”）设立“中国钢结构协会科学技术奖”（国家科学奖社会证书号） .0163），每年进行审查。 。

对符合国家科学技术奖励申报要求的“中国钢结构协会科学技术奖”获奖项目进行提名并推荐申报国家科学技术奖励。目前，协会已多次提名国家科技进步奖项目，4年内有6个项目获奖，其中国家科技进步奖一等奖2项、二等奖4项。

协会的奖项坚持公益性质，不收取任何费用。协会按照国家科学技术奖励办公室的要求，完成了《社会科学技术奖励年度工作报告》和社会科学技术奖励第三方评审工作，取得了良好的社会效果，获得钢结构。得到业界及政府相关部门的高度认可。

联络人：

刘莉 010-82229059 13810524096

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