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获奖项目名称
不锈钢复合波折板通航渡槽建造关键技术研究与应用
主要完成单位
中铁四局集团有限公司、安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司、中铁四局集团钢结构建筑有限公司、合肥工业大学、同济大学
主要完成人
梁超、曹晗、殷亮、杜伸云、刘果、方继、吴志刚、卢长龙、黄绍泉、黄浩、刘瑜、马如进、钟志宏、姬明辉、张连兵
一
项目背景
该项技术成果依托于引江济淮淠河总干渠渡槽工程，其为安徽省基础设施建设“一号工程”引江济淮的重点控制性工程。钢结构渡槽采用上桁下拱、上开下合、外桁内波的全焊接桁架式梁拱组合体系，节点密集，板材厚(均为40~80mm)，跨径布置为：68m+110m+68m，渡槽全长350m。渡槽最大水荷载重量约4万吨，主跨110m，是世界最大主跨，我国首个大跨度全焊桁架式钢结构渡槽。
图1 引江济淮淠河总干渠渡槽工程航拍图
二
创新成果
1
首创了钢桁架式梁拱组合与波折板水槽相结合的渡槽结构体系，并首次针对“船-水-波折结构”的流固耦合和波形水槽防船撞分析、“水-波折板-钢桁梁-大气”的温度场变形协调、“水-日照”对波折板与钢桁梁的变形影响及受力性能进行了理论分析和试验研究，实现了重荷载、大变幅荷载下的渡槽结构工程技术突破。
图2 振动台模型试验
图3 水工物理模型试验（1:40模型）
2
研发了一种大位移复合止水伸缩缝装置，保障了大变幅荷载作用下的变形缝可靠性、耐久性和使用功能。
图4 大位移复合止水伸缩缝
3
研发了大尺寸不锈钢复合波折板模压成型及焊接技术，发明了一种不锈钢复合波折板轮廓检测装置及轮廓调整方法，解决了大尺寸波折板高精度制造和拼装难题。首创了不锈钢复合板T型接头焊接技术，发明了一种桁架组合体不锈钢焊接设备及焊接方法，解决了中厚不锈钢复合波折板T型接头焊接技术难题，保证了不锈钢复合渡槽的防腐蚀性能。
图5 不锈钢复合波折板模压成型及焊接试板
4
研发了一种桁架组合体不锈钢焊接设备及焊接方法，有效控制了全焊接厚板梁拱组合体系U形开口渡槽的焊接变形和残余应力控制难题，保证了不锈钢复合波折板通航渡槽建造质量。
图6 残余应力计算及测试
5
研发了一种U型钢结构渡槽制造和拼装技术，研制了三向精调装置、可升降式施工平台等专用工装设备，提高了复杂钢结构的安装精度和工效。
图7 平面试拼装和立体试拼装
三
推广应用
依托本课题通过科学论证和施工实践，研究不锈钢通航渡建造关键技术，充分指导了引江济淮钢渡槽建造过程，保证了项目整体结构受力和耐久性要求，解决了全焊桁架式梁拱组合体系钢结构渡槽的建造难题，优质高效地完成了施工任务，填补了业内类似工程施工技术空白，其部分技术成果为聊泰铁路黄河公铁桥钢桁梁试拼装、西堠门公铁两用大桥弧形板模压成型提供重要参考，具有广阔的推广应用前景。