【成果名称】高墩大跨度刚构桥梁施工抗风险技术研究
【成果属性】
【推荐单位】青景线工程建设指挥部
【成果体现形式】新技术
【鉴定/评价单位】浙江省交通厅
【成果研究形式】与院校或院所合作
【鉴定/评价日期】2010-06-20
【成果推广形式】
【成果内容简介】本项目是一个跨学科研究课题，即将风险理论引入大跨刚构桥的施工中，全面的对大跨桥梁施工期内风致风险、施工控制误差风险、洪水所致风险进行了研究，形成了一套完整的多目标的风险研究体系。在本项目中，采用自行研制的BDANS (Bridge Dynamic Analysis System) 软件系统进行施工设计风速下的抖振分析，对风缆各种连接方式进行分析比较，提出北山特大桥抑振效果最佳的两端水平连接与空间交叉连接综合连接的风缆方案；将参数敏感性分析方法应用到风险识别领域，形成了量化分析的风险参数识别方法；提出了基于有限元—BP神经网络—蒙特卡罗模拟的概率估算综合法(F-N-M法)；根据高墩大跨径连续刚构桥悬臂施工静定结构的特点，提出了以线型控制为主要控制目标的风险临界状态方程。 该项目部分填补了我国在该领域研究的空白，总体水平处于国内领先水平，具有巨大的社会、经济效益。 本项目的研究成果在北山大桥的建设中得到了应用。此桥在悬臂施工过程中有数月在台风期，频遇大风，而悬臂施工阶段结构刚度较低，对风的敏感性很强。根据一般情况，如果每次遇大风都停工，这样的损失是巨大的。根据施工期风致风险研究及提出的抗风技术措施，清楚了什么级别的大风必须停工、什么级别的大风可以施工。现以每天停工设备租赁费10000元，施工人员工资20000元计。一年中可接受风级按4次计。一年中对于此桥可节省12万元。对于北山大桥的悬臂施工阶段，过大的抖振振幅可能对正在进行施工的悬浇节段上的施工设备安全构成威胁，可能引起挂篮、张拉设备等损坏、脱落、甚至坠落等；对于抖振引起施工设备安全从而间接引起的施工人员安全问题，同样不可忽视。悬臂端全部设备按40万计，工伤赔偿按20万计算，抗风技术措施的实施对抖振起到抑制作用，将可能避免60万的直接经济损失，如计入事故引起的时间损失，以及事故次生灾害损失，将避免相当可观的经济损失。 北山大桥主跨170m，最大墩高116m，施工难度大，技术要求高，特别是悬臂静定结构刚度低，线形控制成了施工控制的主要问题。根据该课题施工控制误差风险性分析的研究成果，准确把握了影响结构线形的风险因素，对正在施工中的悬臂结构桥梁进行动态评估，预计最大悬臂结构位移是否可接受，避免了线形误差过大而无法合拢所造成的经济损失。如果发生此类风险，参照北山大桥工程概算书等资料，主梁造价(建安费)按每延米8.96万元计，共20延米，考虑材料残余价值等，损失率按90%计；部分梁段需作线性矫正处理，共10延米，损失率按40%计算；该施工阶段主梁结构的完工率按80%计，经计算直接产生的经济效益158万。避免桥梁强迫合拢影响结构寿命，根据社会损失当量可知其间接经济效益为300万。
【成果前景介绍】本项目的研究成果在北山大桥的建设中得到了应用，效果相当好。采用风致风险研究成果，大大降低了风荷载对施工人员、设备安全以及施工工期的影响，使该桥在悬臂施工时顺利渡过了台风期；采用施工精度风险研究成果，使监控工作一直处于有序的可控状态，保证了施工质量；采用洪水风险研究成果，为避免或减轻洪水灾害提供了有效的指导和应对策略。 连续刚构桥即保持了连续梁桥无伸缩缝、行车平顺的优点，又具有不设支座、不需体系转换，方便施工的优点。在未来将会大量的建设，而此类桥最危险的时候是在施工期，因此，大跨度刚构桥梁施工抗风险技术研究成果将有很大应用前景
【成果登记日期】2010-06-30