1、港珠澳大橋主體工程橋梁工程特點(diǎn)及設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新港珠澳大橋總體情況港珠澳大橋工程特點(diǎn)港珠澳大橋設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新結(jié)語匯報(bào)內(nèi)容港珠澳大橋總體情況港珠澳大橋的責(zé)任和使命“一國兩制”條件下跨越粵港澳三地、國內(nèi)外具有空前影響力的跨海通道工程。以之為平臺，建立推動工程技術(shù)創(chuàng)新的激勵(lì)機(jī)制，把跨海通道技術(shù)創(chuàng)新貫穿工程建設(shè)的全過程，形成具有領(lǐng)先地位的創(chuàng)新型技術(shù)，促進(jìn)我國工程建設(shè)全面發(fā)展，為后續(xù)特大型跨海通道工程建設(shè)提供范本。實(shí)現(xiàn)交通行業(yè)上的突破，成為交通建設(shè)工程的典范，提升我國交通建設(shè)科技發(fā)展水平。是中國交通建設(shè)史上規(guī)模最大、技術(shù)最復(fù)雜、標(biāo)準(zhǔn)最高的工程，其創(chuàng)新建設(shè)理念將引領(lǐng)中國橋梁及交通建設(shè)領(lǐng)域的工業(yè)化革命，是中國邁向

2、橋梁強(qiáng)國的里程碑項(xiàng)目。它無疑是中國交通人的驕傲與夢想。主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)同時(shí)滿足三地標(biāo)準(zhǔn)“就高不就低”原則公路等級：高速公路設(shè)計(jì)速度：100km/h 行車道數(shù)：雙向六車道設(shè)計(jì)使用壽命：120 年建筑限界：橋面標(biāo)準(zhǔn)寬度33.1m，凈高5.1m 設(shè)計(jì)汽車荷載：按汽車-提高25%用于設(shè)計(jì)計(jì)算。按香港United Kingdom Highways Agencys Departmental Standard BD 37/01汽車荷載進(jìn)行計(jì)算復(fù)核 抗風(fēng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：運(yùn)營階段設(shè)計(jì)重現(xiàn)期120年，施工期重現(xiàn)期30年 地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)：地震基本烈度為 VII 度，采用如下的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)（重現(xiàn)期）： 工作狀態(tài)：120年 極限

3、狀態(tài)：通航孔橋1200年、非通航孔橋600年 結(jié)構(gòu)完整性狀態(tài)：2400年 自然建設(shè)條件特點(diǎn)和要求近海離岸跨海通道工程氣象條件惡劣，臺風(fēng)多，風(fēng)力大，高溫高濕水文條件復(fù)雜，水動力條件差，行洪、納潮、防淤要求嚴(yán)海上航線密集，船多而雜，船行密度大；船撞作用機(jī)場航空限高影響環(huán)保要求高且穿越白海豚保護(hù)區(qū)地震設(shè)防水準(zhǔn)高地質(zhì)條件變化大 重要管線穿越橋區(qū)大橋設(shè)計(jì)思想和理念是依據(jù)大橋建設(shè)條件和大橋建設(shè)目標(biāo)和需求提出來的，也服務(wù)于大橋建設(shè)條件和建設(shè)需求。提出了設(shè)計(jì)思想，也是大橋的建設(shè)理念，即“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”。全面踐行全壽命設(shè)計(jì)理念。建設(shè)理念和總體方針海中橋梁勘察設(shè)計(jì)標(biāo)段劃分情況江海直達(dá)船航道橋青州

4、航道橋深水區(qū)非通航孔橋主體工程橋梁工程九洲航道橋淺水區(qū)非通航孔橋港珠澳大橋主體工程橋梁工程非通航孔橋梁采用埋床法全預(yù)制墩臺大型全預(yù)制墩身的起吊、安裝、連接技術(shù)超大尺度箱梁的制作、運(yùn)輸和安裝。鋼橋面板耐疲勞、長壽命技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)保障技術(shù)鋼橋面鋪裝 橋梁工程面臨的技術(shù)難題港珠澳大橋工程特點(diǎn)二、青州航道橋青州航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置橋跨布置：110+236+458+236+110=1150m主梁采用扁平流線形的整體式正交異性橋面板鋼箱梁索塔采用橫向H形框架，索塔高度與主跨之比=0.246標(biāo)準(zhǔn)索距15m；斜拉索采用扇形式布置，空間雙索面，在兩側(cè)錨固青州航道橋設(shè)計(jì)鋼箱梁橫斷面

5、及構(gòu)造 鋼箱梁為扁平流線形整體單箱三室箱室斷面；梁高4.5m，不計(jì)檢修道風(fēng)嘴頂面33.8m，全寬41.8m除邊跨跨中70m范圍內(nèi)頂板、底板、斜底板及其加勁采用Q420qD材質(zhì)外，其余均為Q345qD青州航道橋設(shè)計(jì)鋼箱梁橫斷面及構(gòu)造 橫隔板間距7.5m，中間包含2道橫肋板，橫肋板間距2.5m斜拉索錨固采用鋼錨箱結(jié)構(gòu)箱外設(shè)置檢查車，箱內(nèi)設(shè)置2臺順橋向全自動小車，各部設(shè)置有人孔通道，能實(shí)現(xiàn)鋼箱梁所有部位的“可達(dá)、可檢、可維修”青州航道橋設(shè)計(jì)橫隔板橫肋板斜拉索布置及構(gòu)造全橋共112 根斜拉索7種型號，PES7-121PES7-475抗拉強(qiáng)度1860MPa，疲勞應(yīng)力幅為200MPa、250MPa單根最長

6、約249 米，單根最大重量約約為37.5 噸青州航道橋設(shè)計(jì)青州航道橋設(shè)計(jì)索塔 采用H橋塔，塔身高163m；其中上塔柱高56.35m，中塔柱高66.65m，下塔柱高40m塔柱為鋼筋混凝土構(gòu)件，下橫梁為全預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，上橫梁采用鋼結(jié)構(gòu)“中國結(jié)”造型塔上錨固為鋼錨箱方案，采用耐候鋼塔柱及下橫梁采用現(xiàn)澆施工結(jié)形撐采用中國結(jié)造型,高50.15m。由上至下分為T1、J1、J2、J3、T2五種節(jié)段。其中，T1、T2分別為塔柱與結(jié)形撐之間的上、下連接段。采用鋼結(jié)構(gòu)箱型橫斷面，寬度（順）為4m，高度漸變?yōu)?.60m4.20m。橫斷面帶有矩形內(nèi)凹倒角，尺寸為0.5m0.5m。結(jié)形撐采用帶切角的矩形斷面，鋼結(jié)構(gòu)

7、， 采用Q345qD。分節(jié)段制造安裝，節(jié)段間栓接、焊接組合形式。最大吊重約249t。總用鋼量約1570t青州航道橋設(shè)計(jì)結(jié)形撐索塔承臺及基礎(chǔ) 索塔承臺平面呈啞鈴形，由2個(gè)分離的D36.5m的圓形承臺通過系梁連接而成。整個(gè)承臺平面輪廓尺寸橫橋向?yàn)?3.75m、縱橋向?yàn)?6.5m，系梁寬15m。承臺厚度方向可分為兩級，一級承臺厚度為5m，二級承臺厚度為4m。承臺采用有底鋼套箱施工，封底混凝土厚度為2m。青州航道橋設(shè)計(jì)鋼管復(fù)合樁基礎(chǔ) 每個(gè)承臺下采用38根D2.5m/D2.15m鋼管復(fù)合樁，梅花形布置，按支承樁設(shè)計(jì)左、右承臺設(shè)計(jì)成不等樁長，樁底嵌入中風(fēng)化巖深度不小于1.5D；樁長約為103137m鋼管內(nèi)

8、徑2450mm，鋼管壁厚分2類：上部壁厚25mm，下部約2m范圍壁厚36mm樁身配置普通鋼筋青州航道橋設(shè)計(jì)輔助墩、過渡墩墩身及基礎(chǔ) 墩身采用預(yù)制節(jié)段拼裝矩形空心墩身，與非通航孔橋墩形一致輔助墩、過渡墩墩身高度分別為37.6m、35.4m，其中0.5m伸入承臺墩身截面外側(cè)尺寸為15m（橫）5.5m（順墩身單節(jié)最大吊重約2533t承臺平面呈八邊形，橫橋向?yàn)?9.5m、縱橋向?yàn)?7.4m；厚度方向分為兩級，一級厚度為3.5m，二級厚度為2.m樁基采用20根2.52.15 m變截面鋼管復(fù)合樁青州航道橋設(shè)計(jì)斜拉索兩端錨固青州航道橋設(shè)計(jì)索塔鋼錨箱最大吊重12.4t索塔施工流程 塔柱采用爬模節(jié)段現(xiàn)澆施工，下

9、橫梁采用搭設(shè)支架現(xiàn)澆施工。塔柱間設(shè)置臨時(shí)支撐；鋼結(jié)形撐采用分節(jié)段工廠制造、現(xiàn)場吊裝施工。青州航道橋設(shè)計(jì)上部結(jié)構(gòu)施工流程 無索區(qū)邊跨采用大節(jié)段整體吊裝，其余部分采用小節(jié)段橋面吊機(jī)懸臂拼裝法施工。類似規(guī)模及結(jié)構(gòu)的橋梁施工在國內(nèi)具有豐富經(jīng)驗(yàn)，施工方法均為成熟工藝。本橋取消塔旁支架和施工期間的臨時(shí)墩，代之以臨時(shí)抗風(fēng)索。最大雙懸臂長度195m最大單懸臂長度225.2m青州航道橋設(shè)計(jì)江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì) 橋型： 三塔斜拉橋中央單索面、鋼箱梁、鋼塔 橋跨布置：六跨110+129+258+258+129+110 = 994 m 索塔江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì) 索塔造型：海豚、風(fēng)帆形； 塔

10、身形式：全鋼結(jié)構(gòu)-Q345qD； 高約109m，塔底尺寸9m9m 江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)主塔柱副塔柱聯(lián)系桿江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)主塔柱斷面副塔柱斷面聯(lián)系桿斷面三角撐斷面熱軋H型鋼各部件斷面 江海直達(dá)船航道橋設(shè)計(jì)塔底錨固構(gòu)造確定方案螺栓錨固（無粘結(jié)）方式： 形式簡潔、受力明確、技術(shù)成熟74根130mm螺桿/每個(gè)塔螺桿九洲航道橋設(shè)計(jì)橋跨布置為：（85+127.5+268+127.5+85)m=693m通航凈空：210m40m九洲航道橋總體布置圖85127.5127.585268693通航凈空 21040m九洲航道橋設(shè)計(jì)主梁標(biāo)準(zhǔn)斷面隔板斷面 主梁采用雙開口鋼箱結(jié)合混凝土橋面板的整幅斷面形式，兩片主梁間通

11、過箱形斷面的大橫梁連接。 鋼 箱 梁：頂寬12.80m 底寬11.52m 梁高4.485m 標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段長12.5m 材質(zhì)Q345qD橫隔系統(tǒng)：箱型橫梁間距 12.5m 橫隔板間距 4.25m 框架式橫肋板 4.25m加 勁 肋：板式加勁肋剪 力 釘：圓頭焊釘，集束式布置橋 面 板：厚0.26m，支點(diǎn)處0.5m 懸臂長度3.50m箱形橫梁：高3.943.96m 寬4.0m九洲航道橋設(shè)計(jì)主塔鋼塔柱混凝土塔柱為避免浪濺區(qū)水位變動對鋼塔柱的腐蝕，底節(jié)采用混凝土結(jié)構(gòu)。九洲航道橋設(shè)計(jì)造型：風(fēng)帆塔頂高程：+120m塔 高：114.7m塔底高程：+5.3m材料：鋼砼混合結(jié)構(gòu) 立柱：塔頂局部Q345 其余區(qū)段Q3

12、70 混凝土C60 曲臂：Q345 混凝土塔柱高：13.7m 鋼混結(jié)合段： 2.0m 鋼 塔 柱：99.0m九洲航道橋設(shè)計(jì)塔梁固結(jié)區(qū)，主塔順橋向壁板同時(shí)作為主梁腹板，與兩側(cè)腹板對齊。主塔橫橋向壁板同時(shí)作為主梁隔板，與主梁箱內(nèi)隔板對齊。 塔梁固結(jié)構(gòu)造示意主塔施工時(shí)，主梁0#段和固結(jié)區(qū)塔柱作為一個(gè)吊裝節(jié)段，先行安裝。待主塔施工完成后，再在0#段主梁兩端拼裝其余主梁節(jié)段。 塔梁固結(jié)區(qū)九洲航道橋設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋(1) 橋跨布置接島橋結(jié)合部非通航孔橋采用5110m=660m五跨連續(xù)梁橋。接江海直達(dá)船航道橋采用5110m550m五跨變寬連續(xù)梁橋。接淺水區(qū)非通航孔橋采用4110m四跨連續(xù)梁橋。其余采用6

13、110m660m六跨連續(xù)梁橋。(2) 結(jié)構(gòu)體系采用減隔震支座作為約束體系的鋼箱連續(xù)梁橋。深水區(qū)非通航孔橋等寬段標(biāo)準(zhǔn)橫斷面等寬段鋼箱梁梁寬33.1m，底板寬15m。鋼箱梁梁高4.5m，梁高與跨徑比值為1/24.4。采用大懸臂單箱雙室結(jié)構(gòu)，懸臂長度5.675m，根部高度1.45m，端部高度0.5m。鋼箱梁內(nèi)部橫隔板標(biāo)準(zhǔn)間距10m，橫隔板之間設(shè)三道橫肋，橫肋間距2.5m。(3) 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋變寬段整箱變寬橫斷面變寬段分離箱變寬橫斷面變寬段鋼箱梁通過四跨（440m）梁寬由33.1m變化為38.8m（三次拋物線），采用整箱變寬+分離線變寬的結(jié)構(gòu)形式。鋼箱梁梁高4.5m，梁高與跨徑比值

14、為1/24.4。(3) 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)非通航孔橋?yàn)闇p少現(xiàn)場焊接工作量，加快施工進(jìn)度，主梁架設(shè)采用大節(jié)段整孔逐跨吊裝方案。最大控制吊裝重量為：2750噸。(3) 上部結(jié)構(gòu)施工方案深水區(qū)非通航孔橋立面平面 低墩區(qū)基礎(chǔ)每個(gè)承臺設(shè)6根鋼管復(fù)合樁，橫向三排，樁徑2m。承臺為六邊形，邊緣順橋向?qū)挒?0.3m，中心順橋向?qū)?1.1m，橫橋向長14.8m，高4.5m。 高墩區(qū)及變寬段基礎(chǔ)設(shè)6根鋼管復(fù)合樁，橫向三排，樁徑2.2m。承臺為六邊形，邊緣順橋向?qū)挒?1.2m，中心順橋向?qū)?2m，橫橋向長16m，高5m。 下節(jié)段墩身及承臺整體最大吊裝重量2850噸。承臺復(fù)合樁連接件(4) 下部結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)深水區(qū)

15、非通航孔橋支座支座具有常規(guī)使用和減隔震功能，同時(shí)還具備在罕遇地震作用下防落梁功能；支座設(shè)計(jì)壽命為60年。等寬段高墩區(qū)采用高阻尼支座，等寬低墩區(qū)采用鉛芯橡膠支座及雙曲面球型減隔震支座，變寬段采用雙曲面球形減隔震支座。進(jìn)行分區(qū)段設(shè)計(jì)。調(diào)頻質(zhì)量阻尼器(TMD)為了抑制鋼箱梁渦激共振，在每聯(lián)的次邊跨跨中均布置4個(gè)TMD，每聯(lián)共8個(gè)。TMD的阻尼比在為10%左右，安裝TMD后，主梁結(jié)構(gòu)的等效阻尼比大于1.0%。伸縮縫采用多向變位梳形板橋梁伸縮裝置，分為480型、560型、720型三種型號。(5) 附屬結(jié)構(gòu)深水區(qū)非通航孔橋淺水區(qū)非通航孔橋總體布置 85m連續(xù)組合梁分幅方案，56孔一聯(lián)，全長5.44km。橋

16、面總寬33.1m，兩幅主梁中心距16.8m，橋梁中心線處梁縫寬0.5m，單幅橋面寬16.30m，橋面橫坡2.5。淺水區(qū)非通航孔橋橫斷面布置淺水區(qū)非通航孔橋梁高：4.3m梁寬：16.30m懸臂：3.50m鋼主梁：頂寬9.30m 底寬6.70m 設(shè)一道縱梁橫隔系統(tǒng)： 桁架式橫隔板和框架式橫肋板交替布置，間距2.0m淺水區(qū)非通航孔橋 混凝土橋面板采用C60高性能混凝土，寬16.3m，橫橋向跨中部分厚26cm，鋼梁腹板頂處厚50cm，懸臂板端部厚22cm，其間均以梗脅過渡。橋面板橫橋向整體化、縱橋向分塊預(yù)制，在鋼梁腹板頂間斷開孔。橋面板分塊示意圖 淺水區(qū)非通航孔橋橋面板橫向采用部分預(yù)應(yīng)力體系，5-s1

17、5.2，間距50 cm。 墩頂負(fù)彎矩區(qū)適當(dāng)布置縱向預(yù)應(yīng)力鋼絞線，7-s15.2。 控裂設(shè)計(jì)a)均布式 b）集束式剪力釘：集束式釘群布置 直徑22mm 高250mm 縱向間距126mm 橫向間距125mm 釘群間距1000mm鋼筋混凝土構(gòu)件，局部采用高配筋率防腐蝕鋼筋施加適量預(yù)應(yīng)力，改善受力性能，提高安全儲備混凝土外摻劑淺水區(qū)非通航孔橋港珠澳大橋設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗

18、拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)的需要社會發(fā)展的需要行業(yè)發(fā)展的需要 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目總體景觀設(shè)計(jì)理念 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)景觀文化內(nèi)涵橋梁元素特征視點(diǎn)分析（1）中西合璧的地域文化（2）粵港文化融合（3）古今文化交融 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì) 地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì) 地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì) 地標(biāo)性的景觀設(shè)計(jì) 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì) 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì) 地標(biāo)性橋梁建

19、筑設(shè)計(jì)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新為將阻水比控制在10%以內(nèi)，基礎(chǔ)需埋置在海床以下。由于全線地質(zhì)條件復(fù)雜，大部分

20、區(qū)域覆蓋層較厚，預(yù)制沉箱或沉井方案對不同地質(zhì)的適應(yīng)性差，而且下沉較深、規(guī)模大、造價(jià)高，因此橋梁工程基礎(chǔ)采用樁基礎(chǔ)方案。在廣泛吸收國內(nèi)外跨海橋梁基礎(chǔ)建設(shè)的有益經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過對打入樁、鉆孔灌注樁和鋼管復(fù)合樁綜合比選，最終確定采用鋼管復(fù)合樁 。鋼管與鋼筋混凝土共同組成樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主體。整個(gè)樁身由兩部分組成：有鋼管段、無鋼管段。有鋼管段的長度根據(jù)地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)受力和剛度、沉樁能力、施工期承載等綜合確定。復(fù)合樁鋼管內(nèi)徑2450/2150/1950mm，樁尖約2m范圍壁厚為36mm，其余壁厚為25mm。在頂部一定區(qū)段鋼管內(nèi)壁設(shè)置多道剪力環(huán)。復(fù)合樁混凝土強(qiáng)度等級采用水下C35，樁身根據(jù)受力配置鋼筋。全橋約

21、1500根樁方案的選擇 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用鋼管制造 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 鋼管制造 鋼管制造 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 基礎(chǔ)施工 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用大直徑鋼管復(fù)合樁優(yōu)點(diǎn)承載力高延性好可靠性好便于施工風(fēng)險(xiǎn)可控費(fèi)用相對經(jīng)濟(jì) “鋼管+核心混凝土”樁以復(fù)合體形式表現(xiàn)出良好的共同工作性能，使得在深海樁基工程中具有極大的發(fā)展前景 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用目前國內(nèi)外對于鋼管復(fù)合樁復(fù)合結(jié)構(gòu)的受力機(jī)理、協(xié)同工作性能以及設(shè)計(jì)計(jì)算理論還不完善，缺乏系統(tǒng)理論研究。工程上常常只是把鋼管作為鉆孔樁的臨時(shí)護(hù)筒，設(shè)計(jì)時(shí)未將鋼管與核心混凝土作為復(fù)合體加以共同考慮。計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法的研究大大落后于

22、工程應(yīng)用。一方面，實(shí)際工程中經(jīng)常出現(xiàn)因樁基沉降過大等引起的工程事故，另一方面也暴露出樁基設(shè)計(jì)中存在著保守的趨勢和現(xiàn)象。鑒于此，對鋼管復(fù)合樁的變形分析、承載力計(jì)算理論以及樁的合理構(gòu)造形式等方面開展了系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究，在充分了解其承載特性和受力機(jī)理的基礎(chǔ)上，獲取了大直徑鋼管復(fù)合樁的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，提出了鋼管復(fù)合樁豎向和水平承載能力計(jì)算方法，并將研究成果應(yīng)用于設(shè)計(jì)。研究背景 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用在現(xiàn)場調(diào)查和測試試驗(yàn)基礎(chǔ)上，針對鋼管復(fù)合樁的管內(nèi)剪力環(huán)加固，泥皮、防腐層削弱等效應(yīng)，通過鋼管復(fù)合樁壓剪彎和推出試驗(yàn)，首次開展了在壓-彎-剪復(fù)雜荷載作用下14根、16次的有/無鋼管、有/無剪力環(huán)、有/無

23、泥皮、有/無防腐涂層不同組合的鋼管復(fù)合樁承載能力和變形特性的系統(tǒng)試驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，采用極限平衡理論和全過程分析法，研究了有/無鋼管、有/無剪力環(huán)、有/無泥皮、有/無防腐涂層的鋼管復(fù)合樁在彈性狀態(tài)、彈塑性階段、極限狀態(tài)下的組合強(qiáng)度、換算剛度、聯(lián)結(jié)性能等重要指標(biāo)和相關(guān)參數(shù)，揭示在多工況下鋼管復(fù)合樁的承載能力和變形特征的發(fā)展變化規(guī)律。研究內(nèi)容 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用研究成果不僅對于大橋工程建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義，而且對于完善鋼管混凝土樁基設(shè)計(jì)計(jì)算理論、優(yōu)化施工工藝、拓展應(yīng)用范圍、為相關(guān)規(guī)范的修訂和完善提供技術(shù)支持等具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和直接的應(yīng)用價(jià)值。 研究意義 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用近年來美國、日本

24、、新西蘭和加拿大等國家對采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)制作樁基進(jìn)行了大量的研究。日本已采用離心法工藝生產(chǎn)空心鋼管復(fù)合樁加拿大學(xué)者對鋼管復(fù)合樁在海洋環(huán)境中的防腐蝕性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。認(rèn)為在鋼管中灌注聚合物混凝土具有可靠的應(yīng)用價(jià)值，研究結(jié)果表明，鋼管復(fù)合樁中鋼管的銹蝕程度以及可見缺陷，均處于容許限度之內(nèi)。鋼管復(fù)合樁在國外已成功應(yīng)用在一些重要工程中： 舊金山第二Benicia-Martinez大橋、孟加拉國Jamuna河大橋 、日本喜入油田終端海港、Kosan大橋、多多羅大橋、本四3線生口橋、東神戶大橋、韓國西海大橋。國外研究現(xiàn)狀 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用近些年來，隨著水下高性能混凝土配方與工藝的開發(fā)和工程機(jī)械的

25、發(fā)展，大大地促進(jìn)了鋼管復(fù)合樁在深水工程中的推廣應(yīng)用。國內(nèi)研究現(xiàn)狀 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用不足與建議未形成樁基作為鋼管混凝土構(gòu)件的承載能力計(jì)算的直接計(jì)算公式關(guān)于尺度對復(fù)合構(gòu)件的套箍效應(yīng)的影響尚缺乏系統(tǒng)研究成果應(yīng)用尚需工程長期運(yùn)營實(shí)踐檢驗(yàn) 大直徑復(fù)合樁研究與應(yīng)用地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔

26、整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新預(yù)制承臺及首節(jié)墩身的構(gòu)造設(shè)計(jì) 埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)非通航孔橋鋼管底沒有進(jìn)入全風(fēng)化層時(shí)，鋼管復(fù)合樁豎向傾斜不大于1/400；若鋼管底進(jìn)入全風(fēng)化時(shí)，鋼管復(fù)合樁豎向傾斜不大于1/320；鋼管復(fù)合樁中心平面位置允許絕對誤差小于150mm，各樁之間允許相對誤差小于50mm。 采用整體式導(dǎo)向架、液壓振動錘同

27、時(shí)振沉，確保其精度。根據(jù)埋置式預(yù)制承臺的模型試驗(yàn)成果，可以達(dá)到以上精度的要求。鋼管復(fù)合樁精度控制 埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)預(yù)制承臺與鋼管復(fù)合樁連接施工流程（一）步驟一：鋼管插打完畢后采用三維激光掃描系統(tǒng)測量樁頂平面坐標(biāo)和傾斜度參數(shù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)調(diào)整承臺中心與墩身中心及傾斜度等幾何關(guān)系，采用調(diào)整后的幾何參數(shù)在復(fù)合樁施工期間進(jìn)行承臺墩身預(yù)制，同時(shí)制作鋼套箱、懸掛系統(tǒng)及吊具等；步驟二四：承臺及墩身預(yù)制完畢后，分塊安裝鋼套箱、支撐系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)及吊具。 埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)施工方案及工藝設(shè)計(jì) 埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)預(yù)制承臺與鋼管復(fù)合樁連接施工流程（二）步驟五六：吊裝預(yù)制承臺，將

28、懸掛系統(tǒng)擱置在4根鋼管復(fù)合樁樁帽上；利用樁帽頂部調(diào)位裝置調(diào)整承臺及墩身的平面位置及垂直度；步驟八：利用膠囊止水（膠囊的止水能力應(yīng)不小于16m水深） ，抽水后灌注速凝砂漿，焊接承臺與鋼管復(fù)合樁連接件；步驟九十：澆注軸線處兩個(gè)預(yù)留孔混凝土；拆除懸掛系統(tǒng)完成體系轉(zhuǎn)換，澆注其余四個(gè)預(yù)留孔混凝土；步驟十一：鋼套箱內(nèi)部充水，拆除鋼套箱，完成預(yù)制承臺與鋼管復(fù)合樁的連接。施工方案及工藝設(shè)計(jì) 埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)首節(jié)墩臺吊具總體結(jié)構(gòu)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)

29、計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新在“四化”方針的指導(dǎo)下，橋墩均采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場安裝。受制于預(yù)制、吊裝能力，墩身劃分為23節(jié)，并通過D75mm的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行連接。墩身接縫采用干接縫，設(shè)置匹配的凹凸剪力鍵，接縫處涂抹滿足技術(shù)要求的環(huán)氧樹脂。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較，預(yù)應(yīng)力采用全螺紋粗鋼筋。最大吊

30、重3000ton構(gòu)造設(shè)計(jì) 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)步驟一：下節(jié)段墩身承臺與鋼管復(fù)合樁連接施工；步驟二：浮吊起吊中節(jié)段墩身，擱置于臨時(shí)墊塊上，連接預(yù)應(yīng)力粗鋼筋和塑鋼復(fù)合波紋管，接縫面噴涂環(huán)氧樹脂，取走墊塊下落墩身，張拉連接預(yù)應(yīng)力粗鋼筋；步驟三：安裝上節(jié)段墩身；步驟四：28天后，補(bǔ)張預(yù)應(yīng)力粗鋼筋至設(shè)計(jì)值；步驟五：實(shí)施真空輔助壓漿，澆注封錨混凝土。 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)大直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋性能及研發(fā) 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)鑒于預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋（GB/T 20065-2006）最大規(guī)格僅50mm，為此，在廣泛調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)水平及市場情況基礎(chǔ)上，確定采用75mm預(yù)應(yīng)

31、力螺紋粗鋼筋，屈服強(qiáng)度830MPa，抗拉強(qiáng)度1030MPa。要求采用精軋螺紋鋼筋或滾壓連續(xù)外螺紋粗鋼筋，均應(yīng)符合預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋（GB/T 20065-2006）、Guideline for European Technical Approval of Post-tensioning Kits for Prestressing of Structures（ETA-013 2002）、Hot Rolled and Hot Rolled and Processed High Tensile Alloy Steel Bars for the Prestressing of Concrete（B

32、S 4486）、Standard Specification for Uncoated High-Strength Steel Bars for Prestressing Concrete（ASTM A 722/A 722M-07）等規(guī)定的尺寸、外形及技術(shù)性能要求。高強(qiáng)螺紋鋼筋的兩種型式：精軋、滾壓型式 1、精軋螺紋鋼筋大直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋性能及研發(fā) 目前國內(nèi)精軋螺紋鋼筋最大直徑為50，國外DSI精軋螺紋鋼筋最大直徑為75。 鋼筋外形為熱軋無縱肋不連續(xù)螺紋 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù) 2、滾壓螺紋鋼筋 目前國外freyssinet采用滾壓螺紋鋼筋，直徑系列較多，可按工程需要選用。 鋼筋外形

33、為滾壓連續(xù)全螺紋 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)國內(nèi)成功開發(fā)了屈服強(qiáng)度達(dá)835MPa以上級別的 直徑高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固體系，其主要性能指標(biāo)均優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品，達(dá)到國外同類產(chǎn)品要求。高強(qiáng)螺紋鋼筋采取滾壓方式 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)高強(qiáng)螺紋鋼筋生產(chǎn)工藝過程：校直圓整表面滾壓調(diào)質(zhì)校直表面防腐檢驗(yàn)抽樣超張拉主要力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度835MPa，抗拉強(qiáng)度1035MPa公稱截面積：4418mm2抗拉強(qiáng)度（MPa）屈服強(qiáng)度（MPa）伸長率（%）備注4765(A722/A 722M-07預(yù)應(yīng)力用高強(qiáng)鋼筋）(鋼棒)（）103083065（GB/T 20065-2006預(yù)應(yīng)力混凝土用螺紋鋼筋）國內(nèi)外現(xiàn)有預(yù)

34、應(yīng)力用高強(qiáng)螺紋鋼筋性能對比表 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固及連接設(shè)計(jì) 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)永久防護(hù)電隔離防護(hù)真空灌漿電隔離防護(hù)體系： 通過保持高強(qiáng)螺紋鋼筋錨固體系與墩身的絕緣防護(hù)電阻，可以滿足錨固體系的高壽命要求。 根據(jù)BS EN1537：2000要求，永久防護(hù)的絕緣電阻值為：R 0.1M 全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接新技術(shù)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉

35、強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)正交異形板：橋面板+縱肋+橫肋疲勞破壞：在遠(yuǎn)低于材料強(qiáng)度極限的交變應(yīng)力作用下，材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象世界范圍內(nèi)多發(fā) 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)在細(xì)節(jié)研究及疲勞驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，確定了鋼橋面板的細(xì)部構(gòu)造： 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù) 鋼箱梁正交異性鋼橋面板

36、抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)小試件疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證四個(gè)疲勞細(xì)節(jié)橫隔板上在U肋附近開槽處U肋對接（焊接與栓接）頂板與U肋焊縫橫隔板與U肋焊縫 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)橫隔板上在U肋附近開槽試件，U肋對接（焊接與栓接）試件，頂板與U肋焊縫試件的疲勞加載試驗(yàn)結(jié)果表明，這些試件沒有發(fā)生疲勞破壞。據(jù)此可以判定，在正常的交通荷載作用下并確保合理養(yǎng)護(hù)時(shí)，港珠澳大橋以上試件對應(yīng)疲勞細(xì)節(jié)能滿足抗疲勞性能要求，即在當(dāng)前預(yù)計(jì)的交通流量條件下在設(shè)計(jì)壽命120年內(nèi)不會發(fā)生疲勞破壞。橫隔板開槽U肋對接（焊接與栓接）頂板與U肋焊縫 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)開展大試件疲勞試驗(yàn)，進(jìn)一步直接驗(yàn)證疲勞

37、性能 鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新 鋼塔整體制造與安裝技術(shù)吊重約30

38、00t吊高約90m索塔制造技術(shù)塔身安裝流程 地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新 1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用江海直達(dá)

39、船航道橋由于采用豎琴式布置的單索面，若采用1670MPa斜拉索，則規(guī)格超過斜拉索熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索技術(shù)條件（GB/T 18365-2001）的最大規(guī)格；若采用1770MPa斜拉索，則也要用到大跨度斜拉橋平行鋼絲斜拉索（JTT 775-2010）的LPES7-547規(guī)格。為減輕斜拉索重量，減小索體直徑進(jìn)而減小拉索阻風(fēng)面積，在廣泛調(diào)研國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)水平及市場情況基礎(chǔ)上，確定通航孔橋采用抗拉強(qiáng)度1860MPa，相比1770Mpa斜拉索，重量減輕約6.5%，阻風(fēng)面積減小約6.3%。采用直徑7mm標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860MPa平行鋼絲索最大規(guī)格達(dá)7-511，國內(nèi)最大成品索疲勞應(yīng)力幅達(dá)250MPa鋼絲采用鋅-

40、5%鋁混合稀土合金鍍層采用體內(nèi)外阻尼器、氣動措施并用的綜合減振方案斜拉索耐久性技術(shù)改進(jìn)措施 1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用 1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用 1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用國內(nèi)已研發(fā)成功 1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用盤條：寶鋼B90SiQL鋼絲制作鋅-鋁鍍層生產(chǎn)線長壽命改進(jìn)：PE、錨具滲鋅防腐、錨口彎曲限值裝置、防水措施7511已完成試生產(chǎn)。國內(nèi)最大規(guī)格已達(dá)7649靜、動載試驗(yàn)，水密性試驗(yàn)等地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)

41、鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)重建輕養(yǎng) 建養(yǎng)并重；港珠澳大橋的維養(yǎng)尤為重要；從設(shè)計(jì)階段開始就應(yīng)為維養(yǎng)創(chuàng)造良好條件?！耙匀藶楸尽钡脑O(shè)計(jì)理念全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)鋼箱梁全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)索塔全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)索塔青州航道橋江海直達(dá)船航道橋全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)斜拉索斜

42、拉索爬索機(jī)器人斜拉索檢修爬車全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)橋墩斜拉索爬索機(jī)器人斜拉索檢修爬車地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)

43、新 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)總體保證策略設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)，受力不合理的結(jié)構(gòu)必然不耐久采用有利于壽命的高性能材料選擇先進(jìn)、能確保工程質(zhì)量、提升工程品質(zhì)的施工方法，具體而言就是“四化”。采用“四化”施工方法對工程品質(zhì)而言是一個(gè)重大的保證。工程品質(zhì)、工程質(zhì)量都好必然會有很好的耐久性。采用提升或者保障耐久性的防護(hù)措施注重并改善利于耐久性的細(xì)節(jié)構(gòu)造設(shè)計(jì)加強(qiáng)運(yùn)營期管養(yǎng)、維護(hù)維修、更換等的考慮并制定有效措施 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)構(gòu)件類別及壽命保障策略在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不可更換，也不能進(jìn)行養(yǎng)護(hù)、維修，需采取措施保證120 年設(shè)計(jì)壽命，如鋼管復(fù)合樁等；在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)不可更換，可通過檢修、養(yǎng)護(hù)提高其壽命，如墩、

44、梁、塔等；在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)可更換，如斜拉索、支座、伸縮裝置等，設(shè)計(jì)中考慮構(gòu)件壽命，在120 年內(nèi)進(jìn)行更換，并預(yù)留更換工作條件。針對不同構(gòu)件，需分別考慮耐久性措施和運(yùn)營期維護(hù)措施等保證120 年設(shè)計(jì)壽命。 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)明確構(gòu)件設(shè)計(jì)使用壽命基本措施：橋梁上、下部結(jié)構(gòu)采用“大型化、工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化、裝配化”原則指導(dǎo)下的全預(yù)制裝配方案，把“建造”變?yōu)椤爸圃臁保源_保施工質(zhì)量、精度及耐久性海工高性能混凝土原材料要求。以提高混凝土本身品質(zhì)為根本出發(fā)點(diǎn)，確?；炷两Y(jié)構(gòu)耐久性要求?；炷磷畲笏z比及膠凝材料用量最低強(qiáng)度等級氯離子擴(kuò)散系數(shù)鋼筋保護(hù)層厚度裂縫寬度限制 120年設(shè)計(jì)使用

45、壽命保障技術(shù)附加措施：防腐鋼筋：預(yù)制構(gòu)件采用高性能環(huán)氧鋼筋，現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件采用不銹鋼鋼筋硅烷浸漬：預(yù)制墩身內(nèi)外表面，索塔、承臺外表面明確并從嚴(yán)規(guī)定材料的技術(shù)性能港珠澳大橋主體工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)指南港珠澳大橋主體工程混凝土耐久性質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)程 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計(jì)措施：從嚴(yán)控制應(yīng)力指標(biāo)；避免冷彎；提高構(gòu)件疲勞性能等。結(jié)構(gòu)制造細(xì)節(jié)要求與控制：比如每一個(gè)梁段的U肋增設(shè)了鋼密封板；優(yōu)化承臺墩身預(yù)留預(yù)埋件的設(shè)置方式，避免形成腐蝕通道等；矯形要求；焊縫；打磨處理；應(yīng)力集中處理等。鋼箱梁及鋼索塔：梁（塔）內(nèi)除濕+梁（塔）內(nèi)外防腐涂裝鋼管復(fù)合樁的

46、鋼管：涂層+陰極保護(hù)的聯(lián)合防護(hù)施工從嚴(yán)要求，梁段板件下料、單元件制作、小節(jié)段組裝、大節(jié)段拼裝以及涂裝等作業(yè)均需在工廠廠房內(nèi)完成，禁止露天作業(yè)。施工的質(zhì)量及耐久性得到了保證運(yùn)營維護(hù)方面充分考慮了結(jié)構(gòu)的可檢、可達(dá)、可修、可換、可控和可持續(xù)性；制定橋梁系統(tǒng)各部分全面檢查作業(yè)周期，檢修方案、檢修通道的綜合規(guī)劃、提出了檢修技術(shù)及檢修設(shè)備需求 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)設(shè)置全自動、人性化的可達(dá)、可檢、可修、可強(qiáng)設(shè)施 120年設(shè)計(jì)使用壽命保障技術(shù)對可檢性、可修性、可換性、可控性、可持續(xù)性的考慮可更換性設(shè)計(jì)考慮：如采用易于更換的斜拉索錨固方案，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)營期拉索的更換施工；考慮支座更換的空間及作業(yè)構(gòu)造；采用便

47、于養(yǎng)護(hù)維修的性能優(yōu)良且在不中斷交通下可更換的伸縮縫?？煽匦栽O(shè)計(jì)考慮：承臺防撞鋼套箱；阻尼器和氣動措施的拉索綜合減振措施；近塔區(qū)橋面風(fēng)障；抗震阻尼器和減隔振支座等控制措施。可持續(xù)性設(shè)計(jì)考慮：采用長壽命的索塔、鋼箱梁、拉索、鋼管復(fù)合樁、鋼支座等構(gòu)件和防護(hù)涂層，大大減少了運(yùn)營期維修和更換的次數(shù)，降低了維修和更換工作的資源、能源消耗和對環(huán)境的污染。大量采用鋼箱梁、鋼支座、鋼護(hù)欄等鋼構(gòu)件，在拆除后可回收和重復(fù)利用。采用綠色工法施工方案，采用預(yù)制安裝工法。對本項(xiàng)目營運(yùn)及維護(hù)策略初步方案的考慮地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)

48、應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)高標(biāo)準(zhǔn) 性能與造價(jià)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)128類型滯回阻尼型摩擦阻尼型裝置名稱鉛芯疊層橡膠支座高阻尼疊層橡膠支座摩擦擺型支座材料天然橡膠+鉛芯高阻尼橡膠金屬摩擦材料滯回特性疊層橡膠+鉛芯

49、的組合非線性特性高阻尼的非線性特性單擺原理+摩擦滯回特點(diǎn)使橋的固有周期延長，降低地震時(shí)水平力；鉛芯的高剛性，可以抑制由于交通及暴風(fēng)引起的搖動；可以調(diào)整支座的阻尼特性，改變地震時(shí)的水平力分布 比鋼制支座容易維護(hù) 由于很高的阻尼特性，可以吸收地震時(shí)所產(chǎn)生的地震能量，降低上部結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)加速度，提高下部結(jié)構(gòu)的抗震性能；具有很好的變形性能和耐久性 比鋼制支座容易維護(hù) 在地震不發(fā)生的作用下，其功能于普通型支座一致，可滿足橋梁的正常運(yùn)行 ；當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，其抗剪裝置被間斷，支座起到減隔震作用 ；具有完備的減隔震性能及良好的耐久性能 減隔震裝置的功能 支座功能基本功能附加功能(震動)荷載傳遞功能吸收變形功

50、能阻尼功能隔震功能控制功能豎向荷載水平荷載水平荷載轉(zhuǎn)角位移滯回阻尼粘性阻尼摩擦阻尼滑動型剪切變形型橋梁減隔振裝置減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)單墩擬靜力試驗(yàn)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)1）不同隔震支座類型隔震效果的試驗(yàn)研究 針對高阻尼橡膠支座、鉛芯橡膠支座和摩擦擺隔震支座三種支座類型隔震橋梁在地震作用下的動力性能進(jìn)行研究，分析不同隔震支座的隔震效果。2）橋墩高差大小對隔震橋梁動力性能的影響 在本項(xiàng)目中，與斜拉橋連接的高架橋的橋墩非常高，且路面高度變化劇烈，不能忽略橋墩高差對隔震橋梁動力性能的影響，為了能夠更加直觀真實(shí)的反應(yīng)橋墩高差對橋梁動力性能的影響，通過振動臺試驗(yàn)的方法，分析研究橋墩較大高差對橋梁動力性能的影響。3）行波

51、效應(yīng)的影響 行波效應(yīng)是由地震波在不同支承點(diǎn)處到達(dá)時(shí)間的差異造成的，為了考慮地震波在傳播過程中到達(dá)結(jié)構(gòu)不同支座時(shí)會發(fā)生時(shí)間的延遲現(xiàn)象。本研究內(nèi)容將通過振動臺試驗(yàn)研究的方法研究行波效應(yīng)的影響。振動臺試驗(yàn)內(nèi)容減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)減隔振支座布設(shè)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)鉛芯橡膠高阻尼橡膠高阻尼橡膠鉛芯橡膠雙曲面球形雙曲面球形雙曲面球形地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安裝和連接技術(shù)及75mm預(yù)應(yīng)力螺紋粗鋼筋研發(fā)鋼箱梁正交異性鋼橋面板抗疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)技術(shù)鋼箱梁制造關(guān)鍵工藝及技術(shù)創(chuàng)新（另題介紹）鋼塔整體制造與安裝技術(shù)抗拉強(qiáng)度1860MPa斜拉索研發(fā)與應(yīng)用全覆蓋的運(yùn)營管養(yǎng)裝備技術(shù)基于120年設(shè)計(jì)使用壽命目標(biāo)的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)技術(shù)減隔震設(shè)計(jì)技術(shù)(橋梁抗震設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化)鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)鋼橋面鋪裝直道輪式加速加載試驗(yàn)研究青州航道橋基于全橋靜動力性能最優(yōu)的約束體系設(shè)計(jì)其他橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新通過抗風(fēng)試驗(yàn)研究，確定在鋼箱連續(xù)梁內(nèi)設(shè)置TMD，以抑制鋼箱梁在運(yùn)營期間可能出現(xiàn)的渦激共振。 鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù) 鋼箱連續(xù)梁渦激共振抑制技術(shù)地標(biāo)性橋梁建筑設(shè)計(jì)大直徑鋼管復(fù)合樁研究及應(yīng)用埋床法全預(yù)制墩臺設(shè)計(jì)與施工技術(shù)全預(yù)制墩身設(shè)計(jì)、安