【按】近日，四川省鋼管混凝土橋梁工程技術(shù)研究中心榮獲“四川青年五四獎(jiǎng)?wù)隆保w常規(guī)類）。5月9日，人民網(wǎng)刊發(fā)了題為《四川公路設(shè)計(jì)院：澆筑智慧汗水
鑄就經(jīng)典工程——記四川公路設(shè)計(jì)院鋼管混凝土橋梁技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展》的深度報(bào)道。報(bào)道鏈接：http://sc.people.com.cn/n2/2020/0509/c379469-34005103.html?from=timeline
人民網(wǎng)成都5月9日電
近日，四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司（以下簡稱：四川公路設(shè)計(jì)院）等單位聯(lián)合組建，2019年經(jīng)四川省科技廳批準(zhǔn)成立的四川省鋼管混凝土橋梁工程技術(shù)研究中心，榮獲“四川青年五四獎(jiǎng)?wù)隆保w常規(guī)類）。
記者了解到，該中心成立于1990年，是鋼管混凝土橋梁、組合橋面板和高性能混凝土的首創(chuàng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，是我國乃至世界唯一的鋼管混凝土橋梁研究中心。該團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)30年創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)23項(xiàng)、詹天佑獎(jiǎng)4項(xiàng)、國家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)4項(xiàng)、省部級(jí)優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)13項(xiàng)，取得國家授權(quán)發(fā)明專利30多項(xiàng)、實(shí)用新型專利30多項(xiàng)，制訂地方標(biāo)準(zhǔn)9部、省級(jí)工法8項(xiàng)，培育出享受國務(wù)院政府特殊津貼等各類高級(jí)專家12人。
2019年，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的合江長江一橋在國際橋梁大會(huì)上斬獲了被譽(yù)為橋梁界“諾貝爾獎(jiǎng)”的“喬治·理查德森獎(jiǎng)”，標(biāo)志著我國鋼管混凝土橋梁技術(shù)被世界認(rèn)可，達(dá)到世界頂尖水平，成就了鋼管混凝土橋梁領(lǐng)域“世界看中國，中國看四川”的美譽(yù)。這個(gè)團(tuán)隊(duì)是四川公路設(shè)計(jì)院橋梁技術(shù)創(chuàng)新攻堅(jiān)、長足發(fā)展的核心力量之一。
因地制宜研發(fā)新橋型：鋼管混凝土橋梁迅速發(fā)展
我國西部山區(qū)地形地質(zhì)復(fù)雜,地震烈度高，交通建設(shè)運(yùn)輸能力差、難度大，為實(shí)現(xiàn)高墩大跨橋梁輕型化、無支架建造等目標(biāo)，四川公路設(shè)計(jì)院長期致力于拱橋技術(shù)深度研究攻關(guān)。1990年成功研發(fā)設(shè)計(jì)了世界首座鋼管混凝土拱橋——四川旺蒼東河大橋，從此揭開了我國鋼混凝土拱橋建設(shè)的序幕，該項(xiàng)目的研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，就是今天的鋼管混凝土橋梁工程技術(shù)研究中心的雛形。團(tuán)隊(duì)持續(xù)強(qiáng)化技術(shù)攻關(guān)，先后設(shè)計(jì)了2004年建成通車的當(dāng)時(shí)世界最大跨徑鋼管混凝土拱橋巫山長江大橋（主跨492米）、2013年建成通車的當(dāng)前世界最大跨徑鋼管混凝土拱橋合江長江一橋（主跨530米）、將于今年建成的世界最大跨徑飛燕式鋼管混凝土系桿拱橋——合江長江三橋（主跨507米）和世界最大跨度拱橋——廣西荔玉高速公路平南三橋（主跨575米）等一批具有世界影響力的鋼管混凝土拱橋，創(chuàng)造和積累了鋼管混凝土拱橋核心技術(shù)。
鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)高承載力、節(jié)省材料、自重輕等技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，根據(jù)市場(chǎng)需求與工程建設(shè)需要，團(tuán)隊(duì)研究領(lǐng)域逐漸發(fā)展到梁橋、懸索橋與斜拉橋等橋型，相繼研發(fā)并建成了首座全鋼管混凝土桁梁橋——雅西高速干海子大橋、世界最大規(guī)模的鋼管混凝土桁架梁橋——汶川克枯大橋、世界第一鋼管混凝土組合高墩橋——雅西高速臘八斤大橋（最高墩183米）、在建的世界第一高墩——主墩高196米的四川涼山金陽河大橋，并將鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用到重慶巫山手扒巖大橋（主跨220米懸索橋）、四川卡哈洛金沙江大橋（主跨1030米懸索橋）等懸索橋與斜拉橋的塔柱。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性開發(fā)了大跨鋼筋混凝土拱橋采用鋼管混凝土勁性骨架成拱方法和工藝，1997年設(shè)計(jì)建成了當(dāng)時(shí)世界最大跨的鋼筋混凝土拱橋——萬縣長江大橋（主跨420米），不斷開展技術(shù)創(chuàng)新，之后又設(shè)計(jì)建造了主跨365米的鋼筋混凝土拱橋——廣元昭化嘉陵江大橋（2012年建成）等工程。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用的橋型越來越豐富，支撐了鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)學(xué)科領(lǐng)域的建設(shè)與發(fā)展。
鋼管混凝土橋梁從無到有，從有到精，再到新橋型的拓展，發(fā)展相當(dāng)迅速，到目前已建成400多座，是世界上發(fā)展最快的橋型，逐漸被世界橋梁界認(rèn)知、認(rèn)可、應(yīng)用。
精益求精研發(fā)新技術(shù)：橋面板性能不斷改進(jìn)
為匹配輕巧高強(qiáng)的主體結(jié)構(gòu)，該團(tuán)隊(duì)對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)橋面板進(jìn)行了堅(jiān)持不懈的技術(shù)攻關(guān)，從2002年開始，以廣東佛山東平大橋?yàn)橐劳?，在?混凝土組合橋面板學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行了系列研究，開發(fā)了平面型鋼-混凝土組合橋面板，取得了良好工程效果，隨后又成功研究出波折型鋼-混凝土組合橋面板、新型等效厚度鋼-混凝土組合橋面板等新型組合橋面，這些成果在合江長江一橋、合江長江三橋、廣西平南三橋等大跨度鋼管混凝土橋梁中廣泛應(yīng)用，并推廣應(yīng)用于成都草金路立交橋、成都武侯立交橋、重慶綦江立交橋、成都繞城高速府河大橋、宜賓小南門大橋等眾多國內(nèi)項(xiàng)目的橋面工程。鑒于這些工程良好應(yīng)用效果，已經(jīng)開工建設(shè)的沿江高速卡哈洛金沙江大橋（主跨1030米懸索橋）、新市金沙江大橋（304+680+304米斜拉橋）等纜索承重橋梁中將首次采用鋼-混凝土組合橋面板。不僅如此，該團(tuán)隊(duì)基于現(xiàn)有混凝土橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)沉底、界面粘結(jié)差、混凝土開裂，導(dǎo)致鋪裝使用壽命短、影響橋梁安全性等問題，開展了復(fù)合強(qiáng)勁橋面鋪裝新體系研究，相繼在雅西高速、廣南高速、遂廣高速、遂西高速、資銅高速、峨漢高速等高速公路橋梁工程成功應(yīng)用。
在30年的發(fā)展歷程中，鋼管混凝土橋梁工程迅速增長，而理論研究相對(duì)滯后，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了理論、鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)承載力和疲勞計(jì)算方法等研究；針對(duì)鋼管混凝土檢測(cè)中早期橋梁出現(xiàn)混凝土脫空，開展了容限脫空理論和自密實(shí)混凝土材料研究，將混凝土脫空控制在容許范圍內(nèi)；鋼管混凝土橋梁缺乏設(shè)計(jì)規(guī)范，該團(tuán)隊(duì)深入開展技術(shù)總結(jié)提煉，主持編著了首部鋼管混凝土拱橋行業(yè)規(guī)范，為該橋型推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
堅(jiān)持不懈研發(fā)新材料：C120超高強(qiáng)混凝土應(yīng)運(yùn)而生
鋼管混凝土橋梁與新型組合結(jié)構(gòu)橋面板需要高性能的混凝土材料，而山區(qū)公路建設(shè)運(yùn)輸不便、砂石材料匱乏、生態(tài)環(huán)境脆弱等問題突出。因此，混凝土改良、制備及其施工工法工藝研究也是團(tuán)隊(duì)長期攻克的主要課題。
一般來說，強(qiáng)度等級(jí)為C60以上的混凝土稱為超高強(qiáng)混凝土，抗壓強(qiáng)度一般為普通強(qiáng)度混凝土的4～6倍。目前四川公路設(shè)計(jì)院研發(fā)的混凝土已達(dá)到C120級(jí)，并將于在建的主跨為510米的沿江高速西寧河大橋、主跨為375米的樂西高速公路蘇壩大橋主拱骨架鋼管首次灌注，可解決山區(qū)橋梁建設(shè)環(huán)境和條件日益艱巨、跨徑大外包混凝土數(shù)量較重、主拱勁性骨架強(qiáng)度要求高等難題，提高橋梁結(jié)構(gòu)的綜合抗力，開創(chuàng)了國內(nèi)公路建設(shè)應(yīng)用混凝土強(qiáng)度新紀(jì)錄。這是團(tuán)隊(duì)數(shù)十年心血的結(jié)晶。1979年建設(shè)的國內(nèi)第一座大跨徑混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋——石棉大渡河大橋突破95米的跨度，主梁混凝土強(qiáng)度等級(jí)首次突破C50；1997年，為建成主跨420米的鋼筋混凝土拱橋萬縣長江大橋，首次在主拱澆筑時(shí)采用C60混凝土；為適應(yīng)山區(qū)高烈度地區(qū)超高橋墩的建設(shè)，2009年建成的臘八斤大橋等工程鋼管混凝土組合高墩，首次在鋼管墩柱中灌注C80自密實(shí)混凝土，減輕自重30%；2015年在官盛渠江大橋等項(xiàng)目建設(shè)中，為提高結(jié)構(gòu)剛度、減輕自重，主拱設(shè)計(jì)采用C100混凝土，節(jié)約工期5個(gè)月。
鋼管混凝土橋梁混凝土需要泵送高度100多米，泵送距離300多米，符合這樣施工要求的混凝土制備異常困難，行業(yè)內(nèi)鮮有人研究，團(tuán)隊(duì)研發(fā)了利用機(jī)制砂制備自密實(shí)補(bǔ)償收縮鋼管混凝土技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超高程、超遠(yuǎn)距鋼管混凝土密實(shí)灌注。
2010年，團(tuán)隊(duì)預(yù)見到天然砂石集料出現(xiàn)匱乏，將使橋梁建設(shè)受阻，便研制出高鈦礦渣等工業(yè)礦廢渣、低品質(zhì)巖石等軋制集料，形成人工集料橋梁高性能混凝土的設(shè)計(jì)與制備技術(shù)，相關(guān)成果在雅西、廣南、麗攀、遂廣遂西等大量高速公路橋梁工程應(yīng)用，解決了材料來源問題，保障了工程建設(shè)質(zhì)量，有效縮短了工期。同時(shí)，為提升橋梁外觀質(zhì)量和混凝土橋梁施工技術(shù)水平，團(tuán)隊(duì)開展了清水混凝土制備與應(yīng)用技術(shù)研究，在成自瀘高速公路成仁段10公里高架橋、成都二環(huán)路高架橋、遂廣高速、遂西高速、汶川克枯大橋等工程應(yīng)用，比現(xiàn)有砼表面涂裝結(jié)構(gòu)節(jié)省投資約4億元。
近年來，橋梁架設(shè)工藝與裝備發(fā)展快，架設(shè)速度提升，但山區(qū)混凝土橋梁工程預(yù)制件預(yù)制場(chǎng)地有限、預(yù)應(yīng)力張拉時(shí)間長、工期壓力大。該團(tuán)隊(duì)開展早期張拉預(yù)應(yīng)力混凝土關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)研究，提出了3d張拉鋼束的預(yù)應(yīng)力混凝土制備技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從7天張拉減少到3天張拉，成果已在成宜、敘威等高速公路橋梁工程應(yīng)用，成功破解了預(yù)制場(chǎng)地、工期緊張等難題。
30年來，四川公路設(shè)計(jì)院作為四川交通建設(shè)的骨干技術(shù)力量，依托該團(tuán)隊(duì)持續(xù)系統(tǒng)開展鋼管混凝土橋梁主體結(jié)構(gòu)、新型組合橋面板、高性能混凝土材料等學(xué)科領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)與創(chuàng)新，攻克鋼管混凝土橋梁發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)瓶頸，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)志性成果，引領(lǐng)鋼管混凝土橋梁的發(fā)展方向，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目既遍布貧困地區(qū)、又支撐發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，開發(fā)的新工藝在交通行業(yè)廣泛應(yīng)用，編制的多部規(guī)范引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展。四川公路設(shè)計(jì)院及其核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)以跨越式的科技創(chuàng)新踐行交通行業(yè)擔(dān)當(dāng)，將為高速公路、高速鐵路向川西艱險(xiǎn)山區(qū)發(fā)展，并往西藏、青海、云貴高原延伸，改善交通狀況、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供更多有力的技術(shù)支撐。（匡成剛 張俊鋒）
合江長江一橋，獲國際橋梁大會(huì)金獎(jiǎng)
官盛渠江大橋
2004年建成通車的重慶巫山長江大橋
廣元昭化嘉陵江特大橋
仁沐新高速公路鋼管混凝土拱橋犍為岷江大橋管內(nèi)混凝土配比試驗(yàn)
世界第一鋼管混凝土組合高墩橋——臘八斤大橋
世界首座鋼管混凝土拱橋——蒼旺東河大橋
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