“钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术研究”
成果通过鉴定验收  整体处于国际领先水平

厅科教处   2007.12.20

钢管混凝土拱桥因其美观的外形，良好的受力性能，优越的自架设能力，具有极为广阔的前景和强大的生命力。但其设计理论与施工技术的研究，却远滞后于工程应用，迄今为止，我国尚无钢管混凝土拱桥的设计、施工和养护规范。为此，2003年交通部西部交通建设科技项目管理中心列专题开展了“钢管混凝土拱桥设计、施工及养护关键技术研究”，旨在对钢管混凝土拱桥的设计、施工和养护等方面的关键技术进行系统的研究，得出实用、有指导性的成套设计理论、施工技术和养护技术，为钢管混凝土拱桥设计规范、施工规范及养护规范的制定打下坚实的理论基础，从而使这一桥梁结构形式更好地应用于工程实际，尤其是在西部的交通基础设施建设中发挥更加积极的作用。该项目由湖南省交通规划勘察设计院牵头，经全国80余位科研人员历时四年多的团结协作,刻苦攻关，圆满地完成了研究任务。

交通部西部交通建设科技项目管理中心于2007年12月12日在长沙组织部分国内桥梁工程界知名专家对项目进行了鉴定验收。鉴定、验收委员会充分肯定了该项目研究取得的科研成果，项目组通过理论分析、试验研究、软件研发和多座依托工程实践验证，取得了以下国际首创的研究成果：

1）开展了钢管混凝土哑铃型、桁式构件以及肋拱多点加载的试验研究，找出了其受力性能规律及破坏机理，填补了该领域基础理论研究的空白，为钢管混凝土拱桥设计理论奠定了基础。

2）提出了钢管混凝土格构式结构极限承载力计算的修正法、等效长细比法、等效梁柱法；进行了四年半的钢管混凝土收缩、徐变试验，拟合了收缩、徐变系数计算公式，推导了钢管混凝土截面的内力重分布计算公式，完善了钢管混凝土结构的收缩、徐变计算理论；开发了钢管混凝土拱极限承载力计算专用软件；提出了正常使用极限状态下拱肋设计刚度取值和挠度限值等。研究成果为设计规范的制定提供了理论依据。

3）基于湖南省益阳市茅草街大桥全桥施工控制及相关模型试验，提出了钢管混凝土拱桥缆索吊装的索力增量比较法、预制拱段拼装的二步定位法和横梁定位的相对标高法，开发了钢管混凝土拱桥施工控制专用软件，可显著提高施工控制效率和精度。

该项目系统提出了一套适合于钢管混凝土拱桥缆索吊装法的施工技术，解决了缆吊系统优化、吊扣塔一体化、管内高性能混凝土等关键技术难题；系统地对全国范围内近1/3的钢管混凝土拱桥进行了调研，制定了一套完整的钢管混凝土拱桥养护、维修技术方案，解决了钢管混凝土拱桥管理和养护的关键问题。

基于该项目的研究成果，率先在湖区极软弱地基条件下，设计并建成了宽跨比为1/19的钢管混凝土拱桥－－益阳茅草街大桥，其跨径居同类桥型世界第一。

同时该项目还编制了《钢管混凝土拱桥设计指南》、《钢管混凝土拱桥施工指南》、《钢管混凝土拱桥养护维修指南》，为我国钢管混凝土拱桥设计、施工及养护维修规范的制定奠定了基础。

鉴定委员会专家一致认为：本项目对钢管混凝土拱桥设计、施工与养护关键技术进行了系统的研究，技术路线正确，研究手段先进，创造性地解决了钢管混凝土拱桥建设、养护等诸多技术难题，取得了显著的经济和社会效益，项目研究成果整体达到国际领先水平。

该项目研究成果将使我国钢管混凝土拱桥设计、施工及养护跃上一个新台阶，为今后钢管混凝土拱桥相关规范或制度的建立奠定基础，填补了我国钢管混凝土拱桥研究的空白，具有广阔的推广应用前景，必将进一步促进钢管混凝土拱桥桥型的繁荣与发展。