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获奖项目名称
异形钢管网壳拱桥关键技术研究与应用
主要完成单位
江苏沪宁钢机股份有限公司、中国水利水电第七工程局有限公司、同济大学、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司
主要完成人
漆蔚波、李春权、应天益、周锋、吴文平、夏学成、王伟、邓睿、王振坤、钱聪、谢伟、侯和平、胡海国、苏芳洲、朱田强
一
项目背景
东一线跨绛溪河大桥位于成都天府国际机场以西半径为300m的东一线曲线段。经国际方案征集，东一线跨绛溪河大桥采用了异形钢管网壳拱桥结构体系。
鉴于异形钢管网壳拱桥结构体系在国际上首次采用，因此有必要对该结构体系的设计理论与方法、关键节点承载力与疲劳性能及制造焊接工艺进行系统性研究。
东一线跨绛溪河大桥建筑效果图
二
创新成果
提出了异形钢管网壳拱桥的结构体系，系统开展了曲梁、曲拱合理设计参数研究，建立了空间曲面网壳拱桥设计方法
通过高精度空间有限元数值分析，揭示异形钢管网壳拱桥结构体系受力特征。分析复杂内力状态下加劲相贯节点的静力和疲劳受力特性，探寻桥梁钢管节点的结构方案。利用局部高精度空间有限元数值分析结合荷载试验成果的方法，完善全桥钢管节点构造方案，提炼类似节点的设计思路。
K型节点
X型节点
创新了设置加劲的相贯节点构造，系统开展了节点承载能力与疲劳性能试验研究，揭示了其力学行为与疲劳性能特征
通过工程尺度真型节点静载、疲劳加载试验和高精度有限元数值分析，揭示关键K型节点和X型节点静载下的受力性能以及在疲劳荷载下的裂纹起始及扩展、热点应力、疲劳寿命等疲劳性能，验证设计期限内的疲劳可靠性。
K型节点静载试验
X型节点疲劳试验
研发了两侧大尺寸半圆管整体压制成型技术及高强钢厚壁弯扭异形钢管节点全熔透相贯焊接工艺，解决了高强钢厚壁弯扭异形钢拱的制造难题
通过两侧半圆钢管整体卷制圆管后利用大型油压机整体压弯成型，采取“跳仓法”切割剖开钢管形成半圆弧形管；采用智能化相贯线切割技术进行相贯线的高精度切割；首次采用先内焊清根再外焊的相贯焊接工艺确保全熔透焊缝等级。
大直径钢管压弯成型
基于研究成果申请发明专利4项，授权实用新型专利3项，发表学术论文4篇。成果经业内权威专家评价，一致认为总体达到国际先进水平，其中半圆管压制成型技术及相贯节点全熔透焊接工艺达到国际领先水平。
三
推广应用
本项目研究成果系统性解决了异形钢管网壳拱桥结构体系设计理论与方法、关键节点承载能力与疲劳性能、结构体系制造焊接工艺难题，并成功应用成都东一线跨绛溪河大桥，取得了显著的经济、社会和环境效益，得到各方一致好评。
本项目在国内外桥梁工程领域具有较好的创新和示范意义，对此类桥梁工程具有重要的借鉴和指导意义，为今后我国相关标准的制修订提供依据和参考，对提升我国钢结构桥梁建设水平具有重要意义，推广应用价值巨大。