某大跨网状吊杆拱桥设计与施工方案研究

深圳市深汕合作区某大桥采用230 m主跨网状吊杆拱桥一跨过河设计方案,主桥全宽56 m,主梁采用纵横梁体系钢-混组合梁断面;主拱采用六边形箱形断面,拱轴线按二次抛物线设计,矢跨比为1/5.5,拱高为41.273 m.大桥采用无柔性系杆体系,采取先梁后拱架设工序;结合内河航道无大节段钢梁运输条件、桥址处位于台风高发期的复杂施工条件,提出了主梁采用岸边原位拼装、支架滑移法施工方案,主拱采用拱脚段低位拼装、跨中段整体提升安装方案.该桥的设计理念和施工方案验证了网状吊杆拱桥在市政桥梁中的适用性、可实施性和经济性,相关研究和设计成果为今后同类桥型设计和施工提供借鉴.

桥-隧-站一体化交通枢纽建筑结构设计创新与实践——以深圳市黄木岗交通枢纽为例

为解决综合交通枢纽市政道路桥梁、隧道与车站一体化设计中特殊建筑设计、特种结构选型与设计、集约利用城市空间资源等多方面难题,依托深圳市黄木岗交通枢纽工程,通过工程类比、模拟计算、现场验证等方法,对桥、隧、站一体化设计中重要节点进行方案比选研究。主要研究结论如下:1)群柱转换梁方案在站桥一体化结构转换中梁、板、柱尺寸适中,对室内建筑空间效果适应性较好,对承台与柱网不能对应的情况也有较好的适用性;2)车行隧道可丰富车站室内空间、对蓄烟仓划分起到积极作用,预应力吊墙技术对隧站一体化结构有很好的适应性;3)施工过程中,V柱与临时支撑的受力转换过程采用轴力伺服系统及“分批转换、同步加载、持续监测、严控变形”的原则可有效保障受力转换的均衡性;4)实践了地下建筑中结构与美学的统一。

复合地层曲线盾构隧道下穿桥梁施工变形控制

针对盾构隧道下穿桥多为复合地层,会增加地层施工难度,若出现施工参数控制不佳的现象,会导致桥梁地层沉降过大,桥梁失稳等一系列问题,提出复合地层曲线盾构隧道下穿桥梁施工变形控制方法。根据当前工程概况及隧道结构,设计复合地层曲线盾构隧道下穿桥梁施工监测方案,完成测试数据的采集。对研究对象采取“地层加固+掘进控制”方法,控制施工变形。试验结果表明,所提方法应用后隧道的地层断面最大横向变形值不超过15 mm,且左右两侧的隧道轴线隆沉程度均得到明显改善,能够有效控制盾构下穿桥梁施工变形。

公轨两用过江通道桥隧方案比选

分析了某规划为轨道交通与城市快速路公轨两用过江通道的建设规模和地质条件,重点调查了岩溶发育及特征,提出了具备一定可行性的桥梁和隧道方案.通过对规划用地、交通功能、地质条件适应性、运营安全、经济性,以及对水保区、通航、行洪的影响等方面的比选,最终认为位于岩溶发育区、紧邻一级水源保护区的过江通道采用隧道方案有较高的工程风险和社会风险,而桥梁方案建设费用低,能够满足通航和行洪要求,且设计理论完善,施工经验成熟,对地质条件的适应性较强,具有较高的工程可行性.因此,工程可行性阶段推荐采用公轨两用的桥梁方案.

邻近既有地铁综合管廊“先隧后井”施工可行性研究

为探究邻近既有地铁综合管廊采用“先隧后井”施工方案的可行性,依托深圳地铁14号线共建管廊简易1号综合井项目,通过数值模拟、现场监测,分析了施工过程中综合井围护结构以及既有地铁的变形响应特征。结果表明:(1)管廊施工对围护结构稳定性影响较小,综合井的开挖卸荷才是导致围护结构变形的主要因素;(2)既有地铁变形呈现出以综合井中心线为对称轴、中间大端头小的对称分布特征,施工过程中应适当增加强影响区的监测点位布置;(3)通过严格控制盾构掘进参数,采取针对性的洞门防水措施,加强监控量测及信息反馈,能有效保障邻近既有地铁综合管廊“先隧后井”施工安全,可为类似工程优化和安全施工提供参考。

防治危岩落石桥梁棚洞一体化结构设计防护能级划分标准研究

基于铁路工程建设运营安全需求,尤其是中西部山区危岩落石易发的实际情况,分析国内外防治危岩落石防护柔性和刚性棚洞应用现状,对比防护网、明洞、棚洞不同结构类型情况下防护方式的防护能级范围,梳理目前国内铁路典型棚洞设计能级指标实际,针对桥梁棚洞一体化结构特点、常见落石计算防护能级和200、500、1000 kJ 3种防护能级在主梁、棚洞使用钢筋、混凝土用量的经济性比较,提出我国铁路工程防治危岩落石桥梁棚洞一体化结构设计防护能级划分标准建议。

管幕冻结法积极冻结方案模型试验研究

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程预支护体系采用管幕法与人工冻结技术相结合的全新"管幕冻结法"施工。根据工程实际情况,首次提出了在管幕钢管内部布置"圆形主力冻结管"、"异形加强冻结管"和"升温盐水限位管"三种特殊管路构成的冻结方案。为了研究该冻结方案的有效性与可控性,进行了大型物理模型试验。文章主要介绍了模型试验概况,重点分析了开挖前积极冻结阶段冻结的试验效果。试验结果表明,积极冻结阶段冻土帷幕发展显现了预期规律,冻结效果显著;管幕间形成良好的冻土帷幕,可确保良好的止水效果。

基础设施建养一体数字化技术(2)——工程应用

详细阐述了基础设施建养一体数字化技术,在此基础上,以上海长江隧桥工程为例进行了基础设施建养一体数字化的初步尝试与应用,主要包括搭建上海长江隧桥工程数字化平台、全寿命期数据收集与分析、可能病害及成因分析、动态监测与养护以及结构健康/性能评估。研究结果表明,采用建养一体化成套的数字化技术,全面提升了基础设施的信息化管理水平,改善基础设施的服役性能,提高基础设施的使用寿命。

波浪场中水中悬浮隧道动力响应的研究

针对水中悬浮隧道在波浪力作用下动力响应的问题,通过Hamilton原理推导得到了悬浮隧道管段和锚索的运动控制方程,同时考虑了锚索横向和轴向变形之间的耦合作用,建立了悬浮隧道的动力响应模型,在时间域内采用逐步积分法迭代求解其运动控制方程。波浪力采用Airy线性波理论和Morison方程计算。计算结果表明:当锚索长细比较大时,锚索的自振模态会被激发,其横向和轴向变形之间的耦合作用不可忽略。随着入射波高或悬浮隧道重浮比的增加,悬浮隧道的横荡位移以及横摇角增大,但结构的垂荡位移以及锚索中的应力受波浪的影响较小。

压力积分法在桥梁断面雷诺数效应研究中的应用

表面压力积分方法不仅可以得到气动力均值，更重要的是可获得气动力的时程．从而可以计算气动力的RMS值和频率。通过该方法得到了刚性支撑断面的斯特罗哈数，并在试验雷诺数为2．7×10^4～1.4×10^4范围内研究了斯特罗哈数随雷诺数的变化规律。研究中发现扁平桥梁断面的斯特罗哈数有明显的雷诺数效应，而雷诺数为2×10^5～4×10^5区域内这一效应尤为明显。

渤海湾跨海通道建设的紧迫性及现实条件和初步方案

渤海湾跨海通道重大课题于2012年由中国工程院立项研究.在文献调查和实地踏勘的基础上,分析渤海湾跨海通道建设的紧迫性及基本建设条件.从国家战略出发考察通道沿线及旅顺和蓬莱两地登陆点,听取两地干部群众意见和建议.经调研,渤海湾跨海通道建设需求紧迫;宜采取深埋式"全隧道"方案,横断面采用双洞加一辅助洞;应采用铁路驼背式运输方案;根据需要可在南长山岛留客运竖井出入口;山东半岛登陆点宜选在蓬莱东港,辽东半岛登陆点宜选在旅顺老铁山角.根据已有地理信息数据给出三条全隧道线路的平面图与纵断面图,为下一步研究提供参考.

渤海海峡跨海桥隧建设的海洋地质环境分析及修建方案思考

通过对渤海海峡跨海通道的地壳稳定性、海洋地质环境及海岛调查研究,证明渤海海峡适合修建跨海通道,且南桥北隧是最佳修建方案。修建跨海通道非常必要且具有非常高的经济效益。以公路通道计算,若能达到日均40 000辆的车流量,建成后每年将节减大约170亿元的燃油费及相应的燃油污染排放,7年即可收回投资成本,并可部分降低京津冀地区的雾霾水平和缓解交通压力。最佳修建线路是沿庙岛群岛轴部,这里地壳比周边更稳定、沉积物更薄,且实际跨海距离最短。蓬莱角至砣矶岛水深较浅,平均水深约20m,修桥是可行的;砣矶岛至大钦岛,平均水深35~40m;大钦岛至老铁山角,平均水深约50~55m。我们建议的南桥北隧方案,不同于前人提议的以北隍城岛作为桥隧连接地点的南桥北隧方案。砣矶岛面积7.05km^2,是首选的桥隧连接地点,大钦岛也可作为桥隧连接地点,可作为次选方案考虑。若砣矶岛作为桥隧连接地点,桥长约43km,隧道长约70km;若选大钦岛作为桥隧连接地点,则桥长约58km,隧道长约55km;桥隧总长约113km。南桥北隧方案,估计修建用时约为8~12年,总投资约为1 000~1 200亿元,工程使用年限以100年计。渤海是中国的内海,其风浪规模比东海、南海小。渤海海峡的南桥,受风浪的影响程度,虽比青岛胶州湾大桥大一些,但与杭州湾跨海大桥相仿,仅海水深度稍大一些。渤海海峡区估计每年约有60余天的风雾影响通行,这正好与两端邻近陆地上的风雾影响在时段和时间上相符合,可一起进行封闭或开通道路操作,实属正常,不应作为否定南桥北隧方案的理由。在海水较浅区域,修桥成本低,场地宽阔,容易施工且施工周期短。挖海底隧道成本较昂贵,施工难度大且周期长。基本上是隧道的长度决定了施工周期。全隧方案虽有"全天候"之美称,但由于全隧方案隧道长125km,投资2 500亿元,比我们提出的南桥北隧方案多花一倍以上的投资,修建用时也是多1倍以上,且必须在全部建完后才产生经济效益,故费钱费时、效率较低,是不适宜的。时代发展的趋势是,高速公路迅速崛起,铁路货运急剧下滑,公路通道比铁路通道更急需应优先考虑。南桥北隧方案,南桥是修建公路的南桥,北隧,有两种选择:如果通风等技术问题能够解决,应首先考虑修建公路通道的北隧;如果不能实现的话,那么,退而求其次修建铁路通道的北隧,用火车背负汽车过北隧,其效率低于公路通道汽车直接过北隧,运力不足也只能用滚装船轮渡汽车来补充。总之,不管是修公路通道还是铁路通道,甚至还是二者都要修,最佳方案都应该是南桥北隧,这样较省钱省时效率高,并在修建期间就可阶段性地产生经济效益。此外,南桥以地震基本烈度Ⅷ度设防,并能抗12级或以上台风及相应浪流,桥墩修建应尽量避开断裂带。北隧以地震基本烈度Ⅶ度设防。这正是:南部水浅利修桥,南桥北隧奇通道;阶段施工见效益,省钱省时效率高!

高压直挂储能功率变换技术与世界首例应用

从拓扑、控制、设计、实验验证到工程应用,全面论证与评估无变压器直挂电网的链式储能功率变换关键技术问题。提出应对电网电压不平衡、模块故障以及相间电池组均衡的统一零序电压算法及综合集成控制策略,探讨模块间共模电流抑制及电池侧二次脉动电流的平抑问题,研发3相、每相20链节的低压模拟样机,对控制策略进行了全面验证。提出链式储能功率变换系统的优化设计方法,设计并研发了10kV/2MW/2MW×h的大容量链式储能功率变换系统,在国家863计划的支持下,于2014年在深圳宝清储能电站进行了世界首例工程示范应用,目前已经安全运行4年,积累了丰富的运行数据与经验,为链式储能功率变换技术的推广应用奠定了基础。

大公山隧洞潘所海段岩溶工程地质问题及应对措施

大公山隧洞过潘所海段位于复杂岩溶地区,施工中容易发生涌水、突泥、岩溶漏斗塌陷等事故。为了查清潘所海段的地质情况,采用地质测绘、地质勘探钻孔以及与地表物探相结合的综合勘探方法对该段的地质情况进行了深入的研究。根据地质分析成果,调整了隧洞线路,并针对施工中可能出现的问题,拟定了超前地质预报、地表截水、隧洞抽排、临界距离开挖、超前处理、加强支护等措施。实际施工实践表明,综合勘探方法可有效分析岩溶发育规律,所拟定的岩溶隧道施工方案行之有效。

港珠澳大桥沉管碎石垫层铺设船(平台)抛石整平总体方案选型

港珠澳大桥沉管隧道采用先铺法碎石垫层基础,拟建造专用碎石铺设船(平台)。详细介绍了港珠澳大桥沉管垫层铺设要求,通过对比国内外碎石垫层施工装备铺设的几种工艺及特点,确定港珠澳大桥专用整平船采用支撑平台式,抛石管抛石整平总体方案。

水中悬浮隧道在波浪场中非线性动力响应的研究

针对水中悬浮隧道在波浪力作用下动力响应的问题,通过柔度系数法推导得到了悬浮隧道的等效刚度系数,考虑了不同自由度运动之间的耦合作用,建立了悬浮隧道管段的动力响应模型,在时间域内采用逐步积分法迭代求解其运动控制方程。波浪力采用Airy线性波理论和Morison方程计算。计算结果表明,在波浪力作用下悬浮隧道管段产生较大的横荡位移,且随着波频或锚索中预张力的减小,响应振幅增大。在悬浮隧道的动力响应分析中,若不考虑不同自由度运动之间的耦合作用,会过低估计垂荡响应的幅值。

成贵铁路鸭池河特大桥主桥结构设计

成贵铁路鸭池河特大桥为位于艰险山区的高速铁路桥梁。该桥主桥采用跨度436 m中承式提篮拱桥,矢高115 m,矢跨比1/3.8。拱座基础为整体式扩大基础。拱肋首次采用钢-混结合断面形式,并根据拱肋受力特点在拱肋不同部位采用不同组合形式。主梁采用预应力混凝土整体箱梁。吊杆采用1670 MPa高强度低松弛平行钢丝束,按顺桥向间距8 m布置。拱上立柱采用双柱式框架墩。拱座基础采用明挖法施工,拱肋钢结构采用缆索吊吊装,扣索斜拉扣挂法安装,钢结构成拱后,利用拱肋钢结构作为模板进行结合段混凝土浇筑;主梁采用满布吊架大节段现浇。对该桥主要结构进行静力、抗风、稳定性以及车-桥耦合分析,结果均满足设计要求。

琼州海峡盾构隧道方案工程技术要点

在了解琼州海峡隧道的项目背景(包括海峡地理位置、区域经济、交通现状、未来交通需求)和场地的地质、气候、生态环境等的基础上,对目前国内有关单位已研究的若干推荐方案进行分析,认为中线铁路盾构隧道方案为首选方案,给出了中线铁路盾构隧道方案的建议,并对隧道施工采用盾构的主要技术问题提出了相应的解决方案。最后指出琼州海峡跨海工程建设的原则及目前要做的工作和要继续研究的问题。

整体式主动止水最终接头技术及其与沉管管节的一体化

在港珠澳大桥岛隧工程中,实现了整体式主动止水的最终接头新技术。该技术使得沉管隧道最终接头的施工变得简单、可逆、水上作业时间短、风险低。文中详述了最终接头技术发展过程中的设计与施工关键问题与解决措施,并且基于该技术,提出了最终接头与管节的一体化技术,进而可大幅度降低沉管工程的投资与风险。

扁平箱形桥梁断面斯特罗哈数的雷诺数效应研究

斯特罗哈数的雷诺数效应是桥梁断面雷诺数效应研究中的一个重要问题.表面压力积分成气动力的方法在文中得到了应用,用这种方法不仅得到了气动力均值,更重要的是获得了气动力的时程,从而可以计算气动力的RMS值和频率.通过压力积分气动力主要频率计算出刚性支撑断面的斯特罗哈数,并研究了斯特罗哈数随雷诺数的变化规律.试验雷诺数范围为2.7×10^4～1.4×10^6,其中高雷诺数与实桥仅差一个数量级,能够反映实桥情况.在研究中发现扁平桥梁箱形断面的斯特罗哈数有明显的雷诺数效应,斯特罗哈数变化的过渡区雷诺数范围在2×10^5～4×10^5.