成果名称：山区大跨拱桥数智建养关键技术与工程应用

所属领域: 先进制造 联系人:周银 电话: 18323187344

成果简介/BRIEFINTRODUCTION

    1.成果背景/BACKGROUND

拱桥受力合理、刚度大、经济性好，是山区主力桥型。然而，山区复杂的气候地理环境给拱桥建养带来了极大挑战。一是大跨拱桥安装合龙精度要求达毫米级，但山区大温差、峡谷阵风下拱肋实际变形达数十厘米，长时间高空悬臂施工风险高，精准快速成拱是亟待解决的首要难题；二是山区复杂环境与交变荷载作用加速拱桥隐蔽病害发展，是威胁桥梁安全运营的“第一杀手”，服役性能的精准诊断是亟待攻克的世界性难题；三是山区地震烈度高、危害大，传统基于一次成桥的抗震分析理论不再适用，考虑成拱过程的抗震分析理论尚属空白。

2. 关键技术路线/KEY TECHNOLOGY

 建立了以还原拱肋节段制造构形与相对关系为拼装目标的原形成拱理论，创建了考虑多轮次预拼误差传递的拱桥数字预拼控制技术体系，研发了融合热-形-力全域识别与自动修正的环境自适应安装调控技术与装置，拱肋节段预拼工期缩短25%、场地节约30%，安装调控时间缩短50%。发明了短吊杆应力状态磁谐振识别技术、钢节点疲劳损伤磁记忆监测技术、钢管混凝土拱肋脱空降温激励红外检测技术，提出了考虑局部损伤与拱轴线形双重演化的大跨拱桥结构“体”状态评估方法，实现了拱桥整体性能的快速诊断。率先提出了考虑成拱过程非连续应力叠加效应的大跨拱桥非线性抗震理论与方法，开发了大跨拱桥专用抗震分析软件，自主研制了主拱超长防屈曲横撑、拱上建筑电磁惯质阻尼器等高适应性耗能减震装置，建立了“震损路径预调控+耗能装置可牺牲”的大跨拱桥抗震韧性多维提升技术，抗震冗余度提升30%，填补了大跨拱桥考虑成拱过程的抗震分析理论和方法的空白。

      3. 成效与应用/ EFFECTIVENESS AND APPLICATION

成果支撑了世界最大跨上承式钢管混凝土拱桥—贵州德余乌江特大桥、世界最大跨双连拱桥—重庆双堡特大桥等4座世界级拱桥的精准快速成拱，500m级拱桥合龙精度优于两毫米；支撑了包括重庆巫山长江大桥、云南怒江特大桥在内的100余座拱桥服役状态的精准感知与诊断，钢管混凝土灌注时单根拱肋检测时间小于20分钟，检测时间缩短90%以上；成果解决了荞窝特大桥、金沙江大桥两座位于近断层强震区的大跨钢管混凝土拱桥的抗震设计与韧性提升难题，显著提升抗震冗余度37%。

4. 研究团队/RBSEARCE TEAM

    团队先后承担国家杰出青年基金、国家重点研发计划、973计划项目等重大项目，深度参与港珠澳大桥、进藏高速公路等国家重大工程的科技攻关。围绕拱桥“精准建造—状态感知—性能提升”开展全链条创新研究，突破拱桥全生命周期建养的关键技术瓶颈，创建大跨拱桥原形成拱理论和技术体系，研发拱桥内在病害诊断新方法，构建山区拱桥加固成套技术，成果应用于包括8座世界级拱桥在内的600多座拱桥的建设运维，助推我国大跨拱桥建设运维水平的国际引领。