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基本信息
- 項目名稱：
- 中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本課題主要結(jié)合仙岳村鋼管混凝土人行天橋的頂升改造工程，介紹了整體頂升技術(shù)在鋼管混凝土拱橋改造中的具體應(yīng)用。橋梁在頂升過程中經(jīng)歷了多次體系轉(zhuǎn)換，難度較大，主要對首次體系轉(zhuǎn)換臨時索索力的優(yōu)化和施工過程中對關(guān)鍵階段進(jìn)行的理論分析，并輔以各主要階段的全程位移及應(yīng)力監(jiān)控措施，確保改造工程按期優(yōu)質(zhì)完成，為同類型的改造提供了參考。
- 詳細(xì)介紹：
- 本課題以外部超靜定、拱腳有推力的中承式系桿拱橋為對象，以提高橋下凈空高度的抬升改造施工為目標(biāo)，在整體抬升過程中的關(guān)鍵力學(xué)行為研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場具體施工環(huán)境，提出抬升改造關(guān)鍵技術(shù)方案。 針對中承式柔性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，提出了采用頂升技術(shù)提高橋下凈空的技術(shù)方案。制訂了先采用拱腳臨時拉索平衡原結(jié)構(gòu)水平推力、實施拱腳與既有墩臺切斷、進(jìn)行橋梁整體頂升、接長拱肋并和改造后的拱座連接、放松臨時拉索和拆除臨時支點等附屬設(shè)施的施工工序。針對現(xiàn)場工程實際，制訂了嚴(yán)密的施工方案、詳細(xì)的施工工序和科學(xué)全面的監(jiān)測技術(shù)方案，確保了橋梁頂升改造工程的順利實施。 針對中承式剛性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，提出了采用提升技術(shù)提高橋下凈空的技術(shù)方案。結(jié)合結(jié)構(gòu)特點提出了三種備選方案，在進(jìn)行基于力學(xué)性能和操作方便的科學(xué)比選后，提出了直接以主梁為提升斷面，在梁底橫向設(shè)置工字鋼為吊點分配梁，以工字鋼端頭為提升點，對全橋向上提升的改造施工方案。分析了橋梁改造過程和改造后的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，制定了科學(xué)的施工工序和施工監(jiān)測技術(shù)方案，確保了橋梁提升改造工程的順利實施。 課題研究成果成功解決了廈門市仙岳村中承式鋼管混凝土拱橋和富山明發(fā)中承式鋼管拱橋的抬升改造工程，取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。研究成果對有推力的系桿拱橋和超靜定橋梁的抬升改造具有理論指導(dǎo)和借鑒意義。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本課題以外部超靜定、拱腳有推力的中承式系桿拱橋為對象，研究當(dāng)橋下凈空不能滿足通航或通路要求時，對其進(jìn)行整體抬升以滿足使用要求的具體技術(shù)方案和施工關(guān)鍵技術(shù)問題。課題研究的主要創(chuàng)新點如下： 1.針對中承式柔性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合理論分析和施工的可操作性，提出了利用臨時系桿平衡拱腳推力的方法，對橋梁進(jìn)行整體頂升的技術(shù)方案，并結(jié)合有限元技術(shù)分析了橋梁改造過程關(guān)鍵階段的受力，為頂升施工的可靠實施提供了理論支撐，解決了超靜定系桿拱橋抬升改造中拱肋推力的有效轉(zhuǎn)移問題。學(xué)科分類名稱：橋涵工程；支撐材料：科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書（編號：2009y0626），成果名稱：中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究。 2.針對中承式剛性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，在進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上提出了利用既有縱梁平衡拱腳推力，對橋梁實施整體提升的改造技術(shù)方案，通過改造過程的實時監(jiān)測和成橋動力測試證明，改造技術(shù)方案是可行的。學(xué)科分類名稱：橋涵工程；支撐材料：科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書（編號：2009y0626），成果名稱：中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究。 3.在橋梁改造施工特點，利用精細(xì)的分析理論、先進(jìn)的監(jiān)測及檢測方法，構(gòu)建出"理論分析提出改造技術(shù)方案、施工監(jiān)測確保改造技術(shù)成功、動力分析驗證技術(shù)可行"的的現(xiàn)代橋梁改造管理模式。學(xué)科分類名稱：橋涵工程；支撐材料：科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書（編號：2009y0626），成果名稱：中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 針對中承式柔性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，提出了采用頂升技術(shù)提高橋下凈空的技術(shù)方案。制訂了先采用拱腳臨時拉索平衡原結(jié)構(gòu)水平推力、實施拱腳與既有墩臺切斷、進(jìn)行橋梁整體頂升、接長拱肋并和改造后的拱座連接、放松臨時拉索和拆除臨時支點等附屬設(shè)施的施工工序。針對現(xiàn)場工程實際，制訂了嚴(yán)密的施工方案、詳細(xì)的施工工序和科學(xué)全面的監(jiān)測技術(shù)方案，確保了橋梁頂升改造工程的順利實施。 針對中承式剛性系桿拱橋的結(jié)構(gòu)特點，提出了采用提升技術(shù)提高橋下凈空的技術(shù)方案。結(jié)合結(jié)構(gòu)特點提出了三種備選方案，在進(jìn)行基于力學(xué)性能和操作方便的科學(xué)比選后，提出了直接以主梁為提升斷面，在梁底橫向設(shè)置工字鋼為吊點分配梁，以工字鋼端頭為提升點，對全橋向上提升的改造施工方案。分析了橋梁改造過程和改造后的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，制定了科學(xué)的施工工序和施工監(jiān)測技術(shù)方案，確保了橋梁提升改造工程的順利實施。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年12月甘肅省科技廳鑒定科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書（編號：2009y0626），成果名稱：中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究。
作品所處階段
- 應(yīng)用階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 國內(nèi)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖紙 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 研究成果在福建廈門市仙岳村人行天橋頂升改造、廈門市富山明發(fā)天橋提升改造中成功應(yīng)用。根據(jù)廈門市政開發(fā)總公司開具的效益證明表明，本成果產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為5200萬元。 “中承式系桿拱橋整體抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究”課題著力于解決對于外部超靜定的系桿拱橋，當(dāng)橋下凈空不能滿足通航或通路要求時，對其進(jìn)行整體頂升以滿足使用要求。從而避免舊橋拆除重建帶來的經(jīng)濟(jì)和社會不良反應(yīng)，具有良好的社會效益。 本課題研究成果在廈門市仙岳村人行天橋頂升改造、廈門市富山明發(fā)天橋提升改造中成功應(yīng)用，根據(jù)廈門市政建設(shè)開發(fā)公司開具的社會效益表明：廈門市仙岳村中承式鋼管混凝土拱橋和富山明發(fā)中承式鋼管拱橋的改造工程提高了橋下凈空高度，保證了橋梁改造后的良好受力和城市橋梁美觀的要求，不僅在廈門市交通運輸中發(fā)揮了重要的作用，同時在美化城市環(huán)境、提升城市整體形象等方面發(fā)揮著積極的作用，社會效益顯著。
同類課題研究水平概述
- 2003年，上海吳淞江大橋北引橋（20m簡支板橋）的原線型不能滿足中環(huán)線設(shè)計要求，采用整體最大頂升1.36m的施工工藝，避免了拆除原橋重建新橋，浪費資源，并最大限度地減少了施工對周邊交通及環(huán)境的影響，縮短了工期。天津獅子林橋建于1974年，為24m+45m+24m帶掛孔懸臂結(jié)構(gòu)，橋?qū)?4.6米。由于橋梁建造時間比較長，不能滿足城市進(jìn)一步發(fā)展的需要，特別是通航高度的不足，限制了海河通航能力。2003年8月對橋體成功實施了整體抬升，抬升高度1.271米。浙江省湖州市雙林鎮(zhèn)豈風(fēng)大橋總長259.34 m，主跨為73.13 m，兩邊引橋各為7孔13 m 跨徑的簡支梁橋，于2003 年建成。橋面寬8m，設(shè)置雙向雙車道。主跨結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土桁架拱橋（外部靜定結(jié)構(gòu)）。隨著湖嘉申航道升級改造工程, 要求增加原有航道的寬度和通航凈空高度, 位于航道上的豈風(fēng)橋于2006年采用整體頂升的方式抬高2.15 m。浙江湖州南潯南林大橋為1997年建成的14跨簡支梁和3跨連續(xù)梁。隨著橋梁所在航運交通大增加，航道需拓寬改造。南林大橋通航凈高從原來的4米抬升至7米，以滿足橋下通航千噸級船舶的要求。2009年12月，該橋由162臺千斤頂連續(xù)19天抬升，現(xiàn)了橋下凈空增大3米的改造目標(biāo)。可以看出，目前整體抬升技術(shù)主要針對連續(xù)梁、懸臂梁和大量的簡支梁，及少數(shù)外部靜定的拱橋等結(jié)構(gòu)。采用同步整體抬升技術(shù)可保證橋梁在抬升過程中其結(jié)構(gòu)體系不變。因此改造的關(guān)鍵技術(shù)主要是千斤頂噸位、抬升的同步性、臨時支撐結(jié)構(gòu)和墩柱增高等問題。對外部超靜定的中承式系桿拱橋而言，整體抬升時改變了橋梁的支撐狀態(tài)，橋梁抬升中發(fā)生了結(jié)構(gòu)的體系轉(zhuǎn)換。抬升改造的關(guān)鍵技術(shù)突出體現(xiàn)在：合理轉(zhuǎn)移拱腳推力、保證拱肋和系桿受力安全、拱結(jié)構(gòu)抬升中的穩(wěn)定性和新拱腳的合理受力等多個方面。本課題針對外部超靜定的橋梁結(jié)構(gòu)，著力于解決當(dāng)橋下凈空不能滿足通航或通路要求時，對其進(jìn)行整體頂升以滿足使用要求的具體技術(shù)方案和施工關(guān)鍵技術(shù)問題，并通過實踐驗證其技術(shù)的可行性，從而解決舊橋拆除重建帶來的經(jīng)濟(jì)和社會不良反應(yīng)等問題。
