一、基本情況
獲獎(jiǎng)項(xiàng)目名稱：大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁安全韌性提升關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用
主要完成單位：東南大學(xué)、中交公路長(zhǎng)大橋建設(shè)國(guó)家工程研究中心有限公司、中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司、廣東省公路建設(shè)有限公司、江蘇中礦大正表面工程技術(shù)有限公司、四川路橋建設(shè)集團(tuán)股份有限公司、廣州市開博橋梁工程有限公司、中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與仿生研究所、成都市新筑交通科技有限公司、成都市大通路橋機(jī)械有限公司
主要完成人：劉高、過超、李沖、付佰勇、周旭東、張曉宇、白曉宇、辛灝輝、盧偉、劉得運(yùn)、徐軍、朱堯于、危春陽(yáng)、范傳斌、李毅、張精岳、王輝、康壯蘇、朱超、程德林
二、項(xiàng)目背景
大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁在越江跨海、穿越峽谷中得到廣泛應(yīng)用，但在強(qiáng)震、強(qiáng)風(fēng)、火災(zāi)等典型災(zāi)害及溫度、重載等運(yùn)營(yíng)荷載作用下的安全韌性能力亟需提升。本項(xiàng)目積極響應(yīng)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，依托國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、交通運(yùn)輸部重大科技專項(xiàng)等科研項(xiàng)目的持續(xù)支持，聚焦大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁韌性結(jié)構(gòu)體系、新型強(qiáng)韌結(jié)構(gòu)、高效氣動(dòng)措施、纜索耐火技術(shù)等關(guān)鍵難題，通過理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、裝置研發(fā)及工程驗(yàn)證，取得了一系列的創(chuàng)新成果。
圖1 項(xiàng)目背景及關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新需求
三、創(chuàng)新成果
v 創(chuàng)新成果一：大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁結(jié)構(gòu)體系安全韌性提升技術(shù)
v 創(chuàng)新成果二：大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁關(guān)鍵結(jié)構(gòu)安全韌性提升技術(shù)
研發(fā)了設(shè)置風(fēng)嘴的整體式與分體式流線型鋼箱-混凝土橋面板組合梁和鋼桁-混凝土橋面板組合梁新型結(jié)構(gòu)型式，實(shí)現(xiàn)了橋面板疲勞壽命提升4.9倍以上；發(fā)展了鋼板-混凝土組合結(jié)構(gòu)新型索塔結(jié)構(gòu)和鋼板-混凝土組合界面連接構(gòu)造，提出了考慮鋼格室對(duì)混凝土約束效應(yīng)的承載力設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了組合索塔承載能力和延性均提高15%以上。
v 創(chuàng)新成果三：大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁主梁抗風(fēng)安全韌性提升技術(shù)
揭示了水平氣動(dòng)翼板控制顫振的能量耗散機(jī)理；提出了橋梁多模態(tài)耦合顫振分析的能量方法；研發(fā)了鋼桁梁水平氣動(dòng)翼板與中央開槽組合結(jié)構(gòu)、分體式鋼箱梁抑渦格柵結(jié)構(gòu)等高效氣動(dòng)控制技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了橋梁顫振臨界風(fēng)速提升30%以上、渦振振幅降低60%以上。
v 創(chuàng)新成果四：大跨徑鋼結(jié)構(gòu)纜索承重橋梁纜索耐火安全韌性提升技術(shù)
提出了纜索火災(zāi)過火溫度快速反演模型和火災(zāi)后纜索損傷檢測(cè)分析與安全性能評(píng)定方法；研發(fā)了纜索高性能氣凝膠復(fù)合纖維材料和環(huán)保阻燃防火型無溶劑納米增強(qiáng)涂料；構(gòu)建了纜索-索夾-錨固系統(tǒng)一體化耐火防護(hù)體系。實(shí)現(xiàn)了橋梁纜索在1100℃烴類火災(zāi)下、90min內(nèi)鋼絲溫度低于300℃的設(shè)防要求。
四、推廣應(yīng)用情況
項(xiàng)目成果在深中通道、壩陵河大橋、南沙大橋、巴拿馬四橋等國(guó)內(nèi)外重大工程中推廣應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著。項(xiàng)目成果突破了纜索承重橋梁安全韌性提升關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，提升了橋梁安全韌性能力，支撐了國(guó)內(nèi)外重大工程高質(zhì)量建設(shè)和健康運(yùn)維，推動(dòng)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，踐行了“交通強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略、“一帶一路”倡議，擦亮了中國(guó)橋梁名片。
圖3 代表性工程應(yīng)用
