同向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔斜拉橋關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

1、2015年度安徽省科學(xué)技術(shù)獎推薦項目公示內(nèi)容（科技進步獎）項目名稱同向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔斜拉橋關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用項 目 簡 介1項目背景斜拉橋是大跨徑橋梁采用的主要橋型之一。傳統(tǒng)拉索錨固方式在塔壁產(chǎn)生不冋程度拉應(yīng)力，混凝土橋塔的耐久性困擾著斜拉橋的進一步應(yīng)用。項目依托徐明高速五河定淮大橋等工程，首 次提出了一種“塔上環(huán)繞、橋面錨固”的同向回轉(zhuǎn)拉索體系，從根本上解決了索塔開裂的問題， 提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。冋時也帶來了斜拉橋體系的突破、塔梁錨固方式和主梁形式的變革，形 成了以柱式塔為特征、以冋向回轉(zhuǎn)為關(guān)鍵技術(shù)的冋向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔斜拉橋，在體系的設(shè)計、 科研、試驗、應(yīng)用上取得系列成果，推動了斜拉橋的基礎(chǔ)

2、理論研究和實用技術(shù)進步。2、主要研究內(nèi)容及研究成果研究分為四個子課題展開：冋向回轉(zhuǎn)拉索體系研究、錨拉板系統(tǒng)優(yōu)化與試驗研究、分離式 混合梁關(guān)鍵技術(shù)研究和冋向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔混合梁斜拉橋總體性能研究。1）主要技術(shù)內(nèi)容首次提出冋向回轉(zhuǎn)拉索體系及基準圓桶定位設(shè)計方法，實現(xiàn)了索塔的無拉應(yīng)力錨索。研發(fā) 夾持型大轉(zhuǎn)角鞍座、自防護拉索索股，實現(xiàn)拉索的繞塔回轉(zhuǎn)、無灌漿夾持的結(jié)構(gòu)要求。進行最 小半徑、最大回轉(zhuǎn)角鞍座錨索系統(tǒng)夾持、磨蝕-疲勞試驗。首次提出索股磨蝕-疲勞試驗廣義性定量判斷算法。提出擠壓摩擦性混凝土梁錨拉板結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)錨拉板與混凝土主梁之間的可靠錨固， 適配同向回轉(zhuǎn)拉索梁上張拉錨固的需求。提出了“同向回轉(zhuǎn)拉

3、索柱式塔體系斜拉橋”的概念， 對柱式塔體系斜拉橋展開了全面系統(tǒng)的研究，延拓了斜拉橋的適用性。2 ）專利和知識產(chǎn)權(quán)獲發(fā)明專利2項、實用新型專利 3項、軟件著作權(quán)1項。3）技術(shù)經(jīng)濟指標提出1種新型鞍座結(jié)構(gòu)型式、1種新型索股防護型式，提出 1套夾持型鞍座夾持參數(shù)、1套 大回轉(zhuǎn)拉索疲勞指標。推導(dǎo) 1套磨蝕-疲勞定量判斷公式。提出 1種新型斜拉橋結(jié)構(gòu)體系。提出 1種新型錨拉板連接方式。編制體系制造、檢驗、安裝、更換等方面的4項標準。成果應(yīng)用于五河淮河大橋、蕪湖長江二橋，節(jié)約工程造價總計節(jié)約造價總計8909萬元。3、應(yīng)用推廣情況研究成果已成功應(yīng)用于主跨 246m五河淮河大橋主橋，并已設(shè)計應(yīng)用于在建的主跨

4、806m蕪 湖長江二橋主橋。擬建的主跨 200m淮南淮河二橋亦設(shè)計應(yīng)用該成果。夾持型鞍座廣泛應(yīng)用于已建的主跨 130m懷洪新河大橋、主跨 2X60m新汴河大橋，在建的 主跨200m壽陽淮河大橋、主跨 130m裕溪河大橋、蕪湖長江二橋兩座主跨 100m引橋等多座矮 塔斜拉橋。自防護索股，已在國內(nèi)鋼纜廠形成專項生產(chǎn)線。4、經(jīng)濟及社會效益五河淮河大橋、蕪湖長江二橋等工程相關(guān)部分總造價13.4664億兀，應(yīng)用項目研究成果， 節(jié)約造價總計8909萬兀。米用項目研究成果，建設(shè)、設(shè)計、施工、制造等單位近3年新增利潤總計1.338億元，新增稅收總計 3168萬元。項目研究成果填補了行業(yè)技術(shù)空白，促進了行業(yè)技術(shù)

5、 發(fā)展，提升了行業(yè)國際學(xué)術(shù)影響力，為國家、行業(yè)及地方標準的編制和修訂提供了依據(jù)。研究課題經(jīng)范立礎(chǔ)院士等專家鑒定達到國際領(lǐng)先水平，交通部前總工程師周海濤評價為我 國交通領(lǐng)域為數(shù)不多的原始創(chuàng)新之一。主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻主要完成單位創(chuàng)新及推廣貢獻安徽省交通控股集團有限公司安徽省交通控股集團有限公司是本項目的第一完成單 位，在研究過程中，投入了大量的人力，負責(zé)項目的組織、 管理和實施工作，負責(zé)總體研究技術(shù)路線的制定和具體實施 方案的編制。主持完成了冋向回轉(zhuǎn)拉索體系的總體研發(fā)過 程。負責(zé)完成了鞍座錨體的加工工藝試驗研究，進行了相關(guān) 構(gòu)件的試制工作。完成了鞍座系統(tǒng)鋼絞線的疲勞試驗研究現(xiàn) 狀的調(diào)研，并

6、在調(diào)研的基礎(chǔ)上進行了系統(tǒng)的分析和研究，并 制定了鞍座系統(tǒng)疲勞試驗方案，完成了系統(tǒng)疲勞試驗研究的 工作內(nèi)容。負責(zé)完成了同向回轉(zhuǎn)拉索體系的抗滑性能試驗研 究的相關(guān)工作。負責(zé)擠壓摩擦式錨拉板的原始創(chuàng)新工作。提 出同向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔斜拉橋結(jié)構(gòu)體系，制定柱式塔斜拉橋 研究的技術(shù)路線。并完成了項目研究成果的整理和編寫工 作。取得了多項重大創(chuàng)新技術(shù)成果，項目研究成果總體上達 到了國際領(lǐng)先水平。本科研成果及時的在我公司負責(zé)的建設(shè)項目中及時的進 行了應(yīng)用。在我公司建設(shè)的五河淮河大橋中進行了實橋應(yīng) 用，在研究過程中項目研究與實橋應(yīng)用緊密結(jié)合，為五河淮 河大橋的建設(shè)提供強大的技術(shù)支持。在項目鑒定完成后， 我公司將同

7、向回轉(zhuǎn)拉索體系的研究成果推 廣在蕪湖長江公路二橋的項目建設(shè)中，首次將冋向回轉(zhuǎn)拉索體系、錨索區(qū)無拉應(yīng)力柱式塔技術(shù)推廣應(yīng)用在大跨徑下拉橋中， 很好的配合了蕪湖長江公路二橋主塔的分肢柱式塔的結(jié)構(gòu)特 點。并將項目研究的夾持型鞍座和混凝土錨拉板結(jié)構(gòu)應(yīng)用在懷 洪新河大橋、新汴河大橋等矮塔斜拉橋中。同濟大學(xué)冋濟大學(xué)是本項目的主要完成單位之一，在整個項目的 研究過程中，積極配合項目組的研究進展完成了大量可科研 工作。 參與了同向回轉(zhuǎn)拉體系的研發(fā)過程； 完成了同向回轉(zhuǎn)拉索體系鞍座錨體及索塔錨固區(qū)的結(jié) 構(gòu)性能分析與優(yōu)化建議； 參與了無粘結(jié)鋼絞線的防腐方案設(shè)計； 完成了無粘結(jié)鋼絞線的耐腐蝕試驗研究； 完成了同向回轉(zhuǎn)

8、拉索體系抗滑試驗研究； 編制了斜拉索用無粘結(jié)鋼絞線技術(shù)條件。 完成了摩擦擠壓式錨拉板結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造優(yōu)化與性能 研究 完成了分離式混合梁關(guān)鍵構(gòu)造的優(yōu)化與性能研究 開展了同向回轉(zhuǎn)拉索柱式塔斜拉橋的體系特性研究安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有 限公司安安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司是本項目 的主要完成單位之一，在整個項目的研究過程中，積極配合 項目組的研究進展完成了大量可科研工作。主要完成的工作 如下： 系統(tǒng)調(diào)研了不同索塔錨固結(jié)構(gòu)形式的特點及應(yīng)用情 況，完成了不同索塔錨固形式的比較分析； 完成了同向回轉(zhuǎn)拉索體系的設(shè)計及優(yōu)化工作； 完成了無粘結(jié)鋼絞線的防腐方案設(shè)計； 參與了冋向回轉(zhuǎn)拉索體系疲勞

9、試驗研究； 編制了同向回轉(zhuǎn)拉索體系鞍座質(zhì)量驗收標準； 參與了擠壓摩擦式錨拉板的原創(chuàng)設(shè)計工作； 參與了分離式混合梁關(guān)鍵技術(shù)研究。推 廣 應(yīng) 用 情 況項目研究創(chuàng)新性的提出了冋向回轉(zhuǎn)拉索體系柱式塔斜拉橋，利用冋向回轉(zhuǎn)拉索，從根本上 解決了索塔開裂的冋題，提咼了斜拉橋結(jié)構(gòu)的耐久性。通過項目系統(tǒng)的研究，形成了包括同向 回轉(zhuǎn)拉索體系、混凝土錨拉板、柔性柱式塔在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)成果，使冋向回轉(zhuǎn)拉索體系柱式塔 斜拉橋成為一種成熟的技術(shù)體系。研究成果突破了索梁、索塔錨固方式，延托了斜拉橋結(jié)構(gòu)體 系的適用范圍，具有極大的推廣應(yīng)用前景。冋向回轉(zhuǎn)拉索體系柱式塔斜拉橋已經(jīng)應(yīng)用在五河淮河大橋主橋，主跨246m柱式獨塔混合梁

10、斜拉橋中，成功的解決了橋塔混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，降低了橋塔的截面尺寸，同時也降低了橋 塔錨固區(qū)的用鋼量，節(jié)約了工程造價（應(yīng)用證明1、4、7、9）。在建的蕪湖長江二橋主橋， 主跨806m超大跨徑柱式雙塔鋼箱梁斜拉橋也設(shè)計應(yīng)用了同向回轉(zhuǎn)拉索體系柱式塔斜拉橋，經(jīng)濟效益顯著（應(yīng)用證明3、8）。擬建淮南二橋的設(shè)計也對冋向回轉(zhuǎn)拉索體系柱式塔斜拉橋進行了推廣應(yīng)用，目前已完成項 目的初步設(shè)計，經(jīng)濟效益比選較為明顯（應(yīng)用證明1 ）。項目研究成果的關(guān)鍵技術(shù)， 夾持型鞍座、自防護索股已廣泛應(yīng)用于已建的主跨130m懷洪新河大橋、主跨200m新汴河大橋，在建的主跨 200m壽陽淮河大橋、主跨 130m裕溪河大橋、 蕪湖長

11、江二橋兩座主跨 100m引橋等多座矮塔斜拉橋。 相對于傳統(tǒng)矮塔斜拉橋的施工，穿索便利性大大加強，既節(jié)約了造價，也極大的提高了施工效率，冋時也為以后拉索的更換提供了便利 性（應(yīng)用證明2、5、6）。鞍座錨索系統(tǒng)夾持、磨蝕-疲勞綜合試驗研究成果，已成為建設(shè)、設(shè)計、施工和監(jiān)理進行產(chǎn) 品質(zhì)量與性能判斷的重要方法。主要完成人情況表姓名技術(shù)職稱工作單位完成單位對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻曾獲科技獎勵情況胡可正咼工安徽交通控股集團有限公 司安徽交通控股集團有限公司為本項目的總負責(zé)人 1主持項目立項，調(diào)研、 總體技術(shù)路線與研究內(nèi)容的制定，研究內(nèi)容 的開展，報告與成果核定，成果推廣應(yīng)用等。對第1、2、3、4條創(chuàng)新點做出

12、創(chuàng)造性貢獻（知識產(chǎn)權(quán) 1、2、3、4、5、6-P34-P39 ）。獲省部級一等獎1項、二等獎1項、三等獎 1項；2008年獲首屆“安徽省勘察設(shè)計大 師”稱號。曹光 倫正咼工安徽交通控股集團有限公 司安徽交通控股集團有限公司為本課題重要技術(shù)負責(zé)人，負責(zé)項目子課題 的技術(shù)方案制疋，主持課題研究具體技術(shù)難 題攻克，參與課題重大難題決策。對第1 2、3、4條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貝獻（知識產(chǎn)權(quán)1、2、3、4、5-P34-P39 ）獲中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎一等獎一次；獲中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎一次，三等獎一次；獲安徽省科學(xué)技術(shù)進步獎三等獎二 次。石雪飛教授同濟大學(xué)同濟大學(xué)為本課題重要技術(shù)負責(zé)人，負責(zé)項目子

13、課題 的技術(shù)方案制疋，主持課題研究具體技術(shù)難 題攻克，參與課題重大難題決策。對第1 2、3、4條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貝獻（知識產(chǎn)權(quán)1、2、3、4、5-P34-P39 ）2010年中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎；2010年廣東省科技進步二等獎；2011年中國公路 學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎；2012年中國公路學(xué)會 科學(xué)技術(shù)一等獎；2012年中國公路學(xué)會科學(xué) 技術(shù)三等獎；2013年中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù) 特等獎。陳修 和正咼工安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究 總院股份有限公司安徽省交 通規(guī)劃設(shè) 計研究總 院股份有 限公司為本項目的重要研究成員，參與冋向回轉(zhuǎn)拉 索系統(tǒng)的原創(chuàng)工作，參與擠壓摩擦式錨拉板 的原創(chuàng)與優(yōu)化工作，參與結(jié)構(gòu)

14、優(yōu)化與性能研 究。對第1、3、4條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貝獻（知識產(chǎn)權(quán) 1、2、3、5-P34-P39 ）。1、安徽江淮膨脹土工程特性及路基處治關(guān) 鍵技術(shù)研究科技進步二等獎 部級排名 第三2、大跨度拱橋施工過程空間仿真分析研 究科技進步三等獎省級排名第三3、通透肋式拱梁傍山隧道修建技術(shù)研究科技進步二等獎省級排名第一4、壓漿補強組合技術(shù)在城市道路剛改柔中 應(yīng)用科技進步一等獎 市級排名第三梅應(yīng) 華正咼工安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究 總院股份有限公司安徽省交 通規(guī)劃設(shè)為本項目的重要研究成員，參與冋向回轉(zhuǎn)拉2011年，安徽省交通科技進步三等獎； 2011 年，安徽省優(yōu)秀設(shè)計一等獎；2011年，安徽計研究總 院股份

15、有 限公司索系統(tǒng)的原創(chuàng)工作，參與擠壓摩擦式錨拉板 的原創(chuàng)與優(yōu)化工作，參與結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能研 究。對第1、3、4條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貝獻（知識產(chǎn)權(quán) 1、2、3、5-P34-P39 ）。省優(yōu)秀設(shè)計三等獎。阮欣副教授同濟大學(xué)同濟大學(xué)為本項目的重要研究成員，負責(zé)冋向回轉(zhuǎn)拉 索系統(tǒng)綜合試驗設(shè)計，參與同向回轉(zhuǎn)拉索體 系的相關(guān)試驗研究工作，主持同向回轉(zhuǎn)的現(xiàn) 場實踐工作。對第1、2、3條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貢獻（知識產(chǎn)權(quán) 2、3、5-P35-P39 ）。2010年中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎；2010年廣東省科技進步二等獎；2011年中國公路 學(xué)會科學(xué)技術(shù)一等獎；2012年中國公路學(xué)會 科學(xué)技術(shù)一等獎；2013年中國公

16、路學(xué)會科學(xué) 技術(shù)特等獎。趙可肖咼工安徽交通控股集團有限公 司安徽交通控股集團有限公司為本項目的重要研究成員，參與冋向回轉(zhuǎn)的 疲勞試驗研究、夾持試驗研究，參與現(xiàn)場的 實踐工作，參與完成錨拉板實橋試驗工作， 參與相關(guān)成果推廣應(yīng)用，參與研究報告撰 寫。對第1、2、3條創(chuàng)新點做出重要貢獻（知 識產(chǎn)權(quán) 2、3、5-P35-P39 ）。安徽省公路學(xué)會交通科技進步獎二等獎。劉志 權(quán)工程師同濟大學(xué)同濟大學(xué)為本項目的重要研究成員，參與冋向回轉(zhuǎn)拉 索體系、錨拉板系統(tǒng)、分離式混合梁的等關(guān) 鍵構(gòu)造的優(yōu)化與分析，參與同向回轉(zhuǎn)拉索體 系的相關(guān)試驗研究工作，完成同向回轉(zhuǎn)拉索 夾持試驗的具體工作，參與研究報告撰寫。 對第1、

17、2、3條創(chuàng)新點做出創(chuàng)造性貢獻（知 識產(chǎn)權(quán) 2、3、5-P35-P39 ）。2014年中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)二等獎；2013年中國公路學(xué)會科學(xué)技術(shù)三等獎。竇巍工程師安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究 總院股份有限公司安徽省交 通規(guī)劃設(shè) 計研究總 院股份有 限公司為本項目的主要研究成員，參與錨拉板系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與現(xiàn)場試驗研究，參與現(xiàn)場實踐研 究。對第3條創(chuàng)新點做出重要貢獻（知識產(chǎn) 權(quán) 5-P39 ）。何金 武咼工安徽交通控股集團有限公 司安徽交通 控股集團 有限公司為本項目的主要研究成員，參與錨拉板系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化與現(xiàn)場試驗研究，參與現(xiàn)場實踐研 究。對第3條創(chuàng)新點做出重要貢獻（知識產(chǎn) 權(quán) 5-P39 ）。主要知識

18、產(chǎn)權(quán)目錄（不超過10件）知識 產(chǎn)權(quán) 類別知識產(chǎn)權(quán)具體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán)日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人發(fā)明專 利有效 狀態(tài)發(fā)明 專利斜拉橋混凝土主梁 用錨拉板組件中國201310026902.82014.10.011489658安徽省交通投資集團有 限責(zé)任公司梅應(yīng)華、曹光倫、左敦禮、于春江、李曉 勇、王宏斌、鄒正明、楊新蘇、龔祚、竇 巍、連俊峰有效發(fā)明 專利用于索塔斜置的拉 索轉(zhuǎn)向器中國201210567587.52014.09.171485019合肥斯派索材料科技有限公司梅應(yīng)華、楊曉光、胡可、鄭建中、石雪飛、 許文俊有效實用 新型 專利鞍座錨固段具有復(fù) 合護套的斜拉橋拉 索中國201220711471.X2013.06.052951848安徽省交通投資集團有 限責(zé)任公司楊曉光、鄭建忠、黃維樹、梅應(yīng)華、蔡兵有效實用 新型 專利具有同向回轉(zhuǎn)拉索 體系的斜拉橋中國201320039003.72013.07.243058783安徽省交通投資集團有 限責(zé)任公司胡可、楊