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湖南大学原创技术“钢-STC轻型组合桥面”在业内获得高度认可

通讯员: tmxyuser1 初审: 复审: 时间: 2018-09-26

近日,《中国公路学报》(我国交通运输工程学科影响力指数排名第一的期刊)公布了各栏目近10年(2008-2017年)的高被引论文,邵旭东教授团队三篇论文位列桥梁工程栏目高被引论文TOP50榜单,其中正交异性钢板-薄层RPC组合桥面基本性能研究被引频次居第二位(作者排名居第一位)


1. 邵旭东教授团队三篇论文位列《中国公路学报》桥梁工程栏目近十年高被引论文

《正交异性钢板-薄层RPC组合桥面基本性能研究》发表在《中国公路学报》2012年第2期。论文针对钢桥领域的重大关切问题—钢桥面疲劳开裂、沥青铺装破损,首次提出了颠覆性原创技术:钢-超高韧性混凝土(STC)轻型组合桥面结构,介绍了新结构的特点与优势,通过理论分析和模型试验对其可行性进行了验证。《STC钢桥面铺装新体系的力学计算与实桥试验对比分析》发表在该杂志2014年第3期,介绍了该技术在广东肇庆马房大桥中的应用效果,计算了STC层应力状态,与实桥检测结果进行对比。《超高性能混凝土轴拉性能试验》发表在该杂志2015年第8期,介绍了超高性能混凝土轴拉试验结果,提出了本构模型。

钢桥具有轻质高强、施工快捷、环保耐久等优点。但钢桥的桥面系因局部刚度过低,存在两大公认的世界性难题:1)正交异性钢桥面板疲劳开裂;2)钢桥面沥青铺装破损。桥梁和道路学者分别对此开展了大量研究,但常规对策均难以治本。

邵旭东教授团队的核心思路是:研发基于新材料的新结构,一体化同时解决上述两大难题。湖南大学从1993年开始研究超高性能混凝土(UHPC),是国内最早开展相关研究的单位之一。长期致力于研究用UHPC强化钢桥面的技术,经过艰苦攻关,于2010年在国际上率先研发成功钢-STC轻型组合桥面新结构。与传统钢桥面系相比,新结构提高桥面局部刚度30倍以上,大幅延长钢桥面的疲劳寿命,同时,将昂贵的钢桥面铺装转化为经济的混凝土桥面铺装。因此,新结构为根治传统钢桥面系的世界性难题找到了一条有效途径。

该团队从材料、构件、结构等多层面对钢-STC轻型组合桥面进行了系统研究,共开展了800多个模型试验。克服了常规UHPC应用于钢桥面因抗裂强度低、收缩变形大而极易开裂的技术瓶颈,研发成功钢桥面专用的超韧性混凝土STC;研发成功矮剪力键、强化接缝等多项关键配套构造;构建了薄层组合结构设计理论,提出了界面抗剪、STC抗裂等计算公式。同时,联合施工单位研发了成套施工装备,实现了STC的优质高效施工,形成轻型组合桥面的理论和技术完整体系,为大规模推广应用奠定了基础。

目前该技术已推广应用于我国20个省市60余座实桥,涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型,既有旧钢桥桥面加固,也有新建钢桥桥面施工。其中规模最大的是杭瑞高速洞庭湖大桥,为主跨1480m的钢桁梁悬索桥。

1列出了已施工的20余座实桥。基于大量实验室数据与实桥数据的对比测算,该技术的使用寿命可超百年,是目前唯一有望实现桥面体系终身无需大修的技术。

1. -STC轻型组合桥面技术部分应用实桥

序号

桥名

跨径(m)

桥型

STC层厚(mm

应用年份

STC运营现状

1

广东肇庆马房大桥第11

64

简支梁桥

50

2011

未见病害

2

广东佛山佛陈大桥

58.51+112.8+58.51

连续梁桥

45

2014

未见病害

3

湖南长沙河西交通枢纽市政配套工程

54

简支梁桥

50

2015

未见病害

4

北京通州通惠河大桥

11.5+60+18.5

上承式梁拱组合桥

50-100

2015

未见病害

5

天津滨海新区海河大桥

310

独塔斜拉桥

45

2015

未见病害

6

北京通州北运河大桥

30+40+70+40+30

上承式拱桥

50

2016

未见病害

7

湖南株洲枫溪大桥

300

自锚式悬索桥

50

2016

未见病害

8

广东汕头礐石大桥

518

双塔双索面斜拉桥

45

2016

未见病害

9

广东东莞梨川大桥

138

无背索竖琴式斜拉桥

60

2016

未见病害

10

浙江嘉兴焦山门桥

36.5

梁桥挂孔

70

2016

未见病害

11

贵州贵阳歆民路桥

32+56+32

钢结构V构桥

50

2016

未见病害

12

广东江门广中江高速龙溪互通A匝道桥

28+50+28

连续梁桥

50

2016

未见病害

13

浙江嘉兴沈荡大桥

72

钢桁梁桥

50

2016

未见病害

14

浙江湖州五一大桥

60+128+60

-砼混合梁连续梁桥

50

2017

未见病害

15

杭瑞高速岳阳洞庭湖大桥

1480+453.6

钢桁梁悬索桥

45

2017

未见病害

16

广东深圳岗厦北交通枢纽钢便桥

30+2×46+34+32

连续梁桥

60

2017

未见病害

17

湖南长沙桐关大桥

50+50

连续梁桥

50

2017

未见病害

18

湖南湘潭昭华大桥

168+228

自锚式悬索桥

50

2018

未见病害

19

湖南郴州赤石大桥

165+3×380+165

斜拉桥(混凝土梁加固)

50

2016

未见病害

20

四川成都日月大道(成温路)快速路改造

37+46+46(左幅)

46+46+42(右幅)

连续梁桥

46-50

2018

未见病害

21

四川成都云龙湾大桥

30+80+205+80+30

自锚式悬索桥

50

2018

施工中

22

沪通长江大桥天生港航道桥铁路桥面

141.5+336+141.8

刚性梁柔性拱桥

60

2018

施工中

23

海南铺前跨海大桥

2×230(主桥)

10×58(引桥)

斜拉桥

钢箱简支梁

45

2018

施工中

目前该团队已获授权国家发明专利21项,出版技术规程2部、专著2部,发表期刊论文110篇,其中SCI/EI收录60余篇。经同行专家鉴定,该技术达到国际领先水平。获教育部技术发明一等奖、中国公路学会科学技术一等奖。

 

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