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[案例] 桥梁的科技蓝图——被列为国家科技支撑计划的桥梁 [复制链接]

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桥梁网 发表于 2011-10-26 10:20:32 |显示全部楼层 |          |
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桥梁的科技蓝图——被列为国家科技支撑计划的桥梁: G" v! i: t& S8 Q. n9 T

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在“十一五”规划期间,“泰州大桥多塔连跨悬索结构及工程示范”,“苏通大桥建设关键技术研究”,“舟山连岛工程跨海特大跨径钢箱梁悬索桥关键技术研究及工程示范”,“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”4座桥梁科研项目被列入国家科技支撑计划。这几座桥梁研究项目各具特点,都是目前在桥梁建设中所面临的重要课题。

本文刊登这4座桥梁的入选理由及研究项目的投资金额,希望能够展示出这些桥梁研究项目在桥梁技术创新发展上的重要性,以及他们对提高行业整体科技水平,在以科技引领交通发展上所表现的重要作用。


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由于国内外的悬索桥

一般采用双塔悬索桥

对于千米级多塔悬索桥

的设计

没有一套完整的设计标准

规程和指南

更没有经验可以借鉴

这项挑战对

设计、施工技术

都面临着考验

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泰州大桥入选理由:在多塔连跨悬索结构上的首次挑战与探索

泰州大桥以它的多塔连跨悬索桥型设计,便足以说明为什么能够成为国家科技支撑计划的桥梁项目。跨江越海是21世纪桥梁建设面临的重要课题,发达国家对此课题的研究也是方兴未艾。直布罗陀海峡工程、欧亚白令海峡工程、英伦三岛的跨海工程,日本第二国土轴工程、日韩海峡工程,以及我国琼州海峡工程、渤海湾工程、台湾海峡工程的规划与建设,均对多孔大跨径桥梁跨越能力提出了挑战。多塔悬索桥设计方案的出现正是迎合了这种挑战。“多塔连跨悬索结构及工程示范”成为了以攻克宽阔水域架桥新技术为目标的重大科技攻关项目。

但是,由于国内外的悬索桥一般采用双塔悬索桥,对于千米级多塔悬索桥的设计,没有一套完整的设计标准、规程和指南,更没有经验可以借鉴。这项挑战对设计、施工技术都面临着考验。为适应千米级大跨桥梁建设的发展和技术的进步,及时开展“多塔连跨悬索结构及工程示范”项目的研究,为该类型大桥建设提供技术保障,具有技术攻关的必要性和紧迫性。这也是该项目被列为国家科技支撑计划的重要原因。

“多塔连跨悬索结构及工程示范”研究将重点解决制约多塔悬索桥建造技术中的瓶颈问题,从而提高我国千米跨径以上悬索桥的竞争力,创建新的桥梁品牌,具有重大的工程应用价值和产生巨大的经济、社会效益,为今后宽阔水域级跨海工程奠定技术基础。

舟山连岛工程入选理由:建桥创新技术推动产业化发展

“舟山连岛工程跨海特大跨径钢箱梁悬索桥关键技术研究及工程示范”包括了“跨海特大跨径钢箱梁悬索桥结构特性及技术标准研究”,“跨海特大跨径钢箱梁悬索桥抗风关键技术研究”,“特大跨径悬索桥缆索系统关键材料研究”,“特大跨径悬索桥分体式钢箱梁成套技术研究与示范”,“特大跨径钢箱梁悬索桥监控以及管理关键技术研究”5个课题。这些课题都是目前同类型、同级别悬索桥所共同面对的问题。

通过这些课题研究,可以验证主跨2000米以下悬索桥的可行性及技术的可靠性,可以使特大跨径悬索桥建设技术标准化,大大减少类似工程的研究工作。对同类桥梁的建设具有重要的参考价值和指导作用,更使得悬索桥设计指南在悬索桥设计规范出台前就可作为同类桥梁的设计参考依据。精细化勘察指南和悬索桥施工控制指南均填补国内空白,供同类工程借鉴。

课题研究解决了2000米以下悬索桥最为突出的风致振动问题;使双箱分体式钢箱梁的成套技术推广应用于特大跨径桥梁,使其具有广阔的产业化前景;还研制出国产1770MPa高强度平行及可更换的预应力锚固系统,明显地降低工程造价,在此基础上可进一步研发更高强度级别平行钢丝,进一步降低主缆自重、减小塔锚规模,进一步降低工程造价。在研究过程中形成的施工监控软件及指南、健康监测软件,能够满足类似桥梁的建设要求,可以应用于未来的大跨径悬索桥,向市场化和产业化迈进。

苏通大桥入选理由:千米级斜拉桥建设与管理的核心技术创新

苏通大桥是国家科技支撑计划支持的第一个国家重点工程,想要建造世界上首座超千米的斜拉桥,其千米级斜拉桥结构体系、结构抗风性能、抗震性能,超大群桩基础冲刷防护、防船撞、超长斜拉索制作与架设和减振、超高索塔施工控制、上部结构架设和施工控制等都是需要研究攻克的难关。国家发改委在苏通大桥立项批复中指出,苏通大桥是世界上跨径最大的同类型桥梁,技术难度大,有许多关键技术有待深化研究。

“苏通大桥建设关键技术研究”包括《千米级斜拉桥技术标准和关键结构及特性研究》《长索制作、架设及减振技术研究与示范》《大跨钢箱梁制作、架设与施工控制技术研究与示范》《300米索塔监测与控制技术研究》《深水群桩基础施工与冲刷防护成套集成技术研究》《大型复杂交通工程建设管理与安全减灾技术研究》6个课题研究。通过这些研究可以发展桥梁设计、施工和管理的理论与方法,在桥梁结构体系、具有自主知识产权的桥梁设计分析与施工控制软件、设计与施工指南、工法与专利、综合集成管理等千米级斜拉桥建设与管理的核心技术上开展创新。不仅可以解决超大跨径桥梁工程理论和方法的问题,形成成套标准、规范、工法等技术成果,从技术外延和集成提升到具有国家竞争力的技术平台,更进一步增强桥梁工程技术创新动力,加速以企业为主体,产学研相结合的创新体制建设,也有利于培育桥梁技术龙头企业,培养国际桥梁领军人才,走出国门,开拓国际桥梁工程市场,因此意义重大。

港珠澳大桥入选理由:中国建设史上里程最长、投资最多、施工难度最大的跨海桥梁项目

港珠澳大桥是连接香港、珠海、澳门的隧-岛-桥集群的大型跨海通道工程,是国家高速公路网规划中珠江三角洲地区环线的组成部分和跨越伶仃洋海域的关键性工程。是中国交通建设史上技术最复杂、环保要求最高、建设要求及标准最高的工程之一。

“港珠澳大桥跨海集群工程建设关键技术研究与示范”中包括了“外海厚软基大回淤超长沉管隧道设计与施工关键技术”,“外海厚软基桥隧转换人工岛设计与施工关键技术”,“海上装配化桥梁建设关键技术”,“跨海集群工程混凝土结构120年使用寿命保障关键技术”,“跨境隧-岛-桥集群工程的建设管理、防灾减灾及节能环保关键技术”五个课题。

通过课题研究,提升我国外海厚软基大回淤超长沉管隧道建设、海上装配化桥梁建设的创新能力和技术竞争力,促进了交通行业的技术进步。从对人工岛建设过程沉降的分析中,最终形成了外海厚软基桥隧转换人工岛工程建设关键技术的自主知识产权成果。针对隧道、人工岛和桥梁跨海集群工程建设中的耐久性保障关键技术问题展开研究,并通过港珠澳大桥建设予以实践和检验。为后续琼州海峡跨海通道和渤海海峡跨海通道等跨海工程的实施积累丰富的设计施工经验和技术储备。

创新的资金支撑

泰州大桥的“多塔连跨悬索结构及工程示范”由交通运输部组织,江苏省长江公路大桥建设指挥部、交通运输部公路科学研究院、东南大学、同济大学、河海大学、中交第二航务工程局等多家单位联合承担,项目经费总额2918万元。其中,国家支撑计划专项经费1368万元,该项目预计2013年6月完成。

“舟山连岛工程跨海特大跨径钢箱梁悬索桥关键技术研究及工程示范” 研究项目是列入“十一五”国家科技支撑计划的第二个桥梁项目,2009年1月20日由国家科技部正式立项。交通运输部作为项目组织单位,浙江省交通厅和舟山连岛工程建设指挥部具体组织实施。总投资约为9000万元,其中国家投资3912万元,自筹资金5021万元。

苏通大桥建设关键技术研究的6个课题研究,分别由中交公路规划设计院、中交集团中港第二航务工程局、中交集团第二公路工程局、江苏省苏通大桥建设指挥部来承担完成。项目经费总额共8714万元。其中,国家科技支撑计划专项经费拨款为4038万元。

港珠澳大桥的“跨海集群工程建设关键技术研究与示范”由港珠澳大桥管理局、中交第一航务工程局有限公司、中交第三航务工程局有限公司、中交第四航务工程局有限公司、同济大学、东南大学、长安大学等多家单位联合承担,项目经费总额1.231851亿元。其中,国家支撑计划专项经费5194万元。港珠澳大桥管理局与课题承担单位共同自筹7123万元。■

(文章部分资料由港珠澳大桥建设指挥部、江苏省长江公路大桥建设指挥部、江苏省苏通大桥建设指挥部提供,并得到舟山连岛工程大桥管理处任旭初的大力支持,在此一并致谢。)

(编辑/魏薇)

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链接(一)

国家科技支撑计划:

国家科技支撑计划是面向国民经济和社会发展需求,重点解决经济社会发展中的重大科技问题的国家科技计划。以重大公益技术及产业共性技术研究开发与应用示范为重点,结合重大工程建设和重大装备开发,加强集成创新和引进消化吸收再创新,重点解决涉及全局性、跨行业、跨地区的重大技术问题,着力攻克一批关键技术,突破瓶颈制约,提升产业竞争力,为我国经济社会协调发展提供支撑。

链接(二)

“十一五”期间,我国交通科研硬件条件有了明显改善。科研基础条件建设的投入持续增加,五年累计完成投资近80亿元,年均增长超过20%。截至2010年底,交通运输行业共有国家及行业(重点)实验室45个,国家及与行业相关的工程技术(研究)中心11个。

科技研发投入也进一步加大。5年间,交通运输行业新签科技项目投入研发资金总规模达120亿元,比“十五”期间增长60%以上,其中新材料、新技术、新工艺、新产品研究项目约占74%。

科技成果及效益显著。共有31项科技成果获得国家科技进步奖,其中一等奖7项,450余项科技成果获得专利授权,近80项科技成果成功转让。行业科技进步贡献率达50%。长大桥隧建设、深水筑港、河口航道治理等技术跻身世界先进行列。■

(本文资料来源与交通运输部)

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