苏通大桥工程文化建设实践与经验

在我国大型工程建设管理的过程中审时度势地融入文化的力量,必将为我国工程建设管理注入活力。工程文化是工程内容与文化形式有机统一的综合体,由于工程的时限性与一次性,使得工程文化体系的建设带有特殊性,通过对苏通大桥工程文化体系建设过程的研究,肯定了大型工程文化建设是工程管理的软实力,同时也在深入分析的基础上,对大型工程建设中构建工程文化体系进行了较为系统的思考,包括工程文化内涵的深刻认识、工程文化建设的原则、工程文化建设的内容以及如何有效地使工程文化快速形成和有效渗透等方面,为后续大型工程文化体系的建设提供了参照的蓝本和系统的建设思路。

培育企业创新能力是苏通大桥建设的重要使命

分析了我国公共基础设施建设领域创新体系的现状,探讨了业主在建立以企业为主体,产学研相结合的技术创新体系中的定位与职责;提出了重大工程建设是提升国家创新能力的一项重要资源,结合苏通大桥工程实践,阐述了依托重大工程培育龙头企业核心竞争力的有效做法。

苏通大桥机电工程建设的新理念

本文介绍了苏通大桥以人为本的建设理念,阐述了机电工程中以人为本的建设内容及在建设过程中保障以人为本理念实施的措施和手段。

苏通大桥结构健康监测及安全评价系统简介

介绍苏通大桥结构健康监测及安全评价系统的技术设计成果,结合对近年来桥梁健康监测系统研究所取得的主要进展和尚待进一步研究的关键性问题的综合性评述,阐述了苏通大桥结构健康监测与安全评价系统的系统构成、系统目标、布点策略、监测仪器的选择、损伤识别及安全评价方法策略等问题,并对大跨桥梁结构健康监测及安全评价系统的发展方向进行了探讨。

苏通长江公路大桥设计风速的计算与分析

苏通长江大桥是世界第一跨度斜拉桥,设计风速对其设计、建设、运营安全至关重要。为了合理选用大桥的设计风速,在大桥桥位长江江面、江岸、南通气象站、常熟气象站建立风速同步观测站,在桥位南岸建立80 m高的风梯度观测塔,2000年3月1日至2003年2月28日开展地面及梯度风同步观测,获取大桥设计风速计算所需的基础资料。在分析桥位风况与当地气象站异同及桥位风速随高度变化规律的基础上,将气象站长年风速数据客观外延至桥位,采用极值频率分布拟合方法,分析计算得到大桥建设所需的设计基本风速和基准风速。分析表明:江面风速明显大于气象站,也大于江岸风速,计算值大于理论推算值。结果为大桥抗风设计提供了依据。

大型复杂工程管理的方法论和方法：综合集成管理--以苏通大桥为例

通过对大型工程系统复杂性的分析,根据复杂性管理思维,探索关于大型复杂工程的具有中国情景的综合集成管理的方法论与方法。综合集成管理的基础是复杂系统理论,方法论是综合集成,其本质是通过构建一个新的复杂系统来驾驭复杂被管理工程系统,关键是主体的选择、接口的构建、能力的涌现和过程的综合控制。并以苏通大桥为例,分析了工程综合集成管理的主体、内容和过程。

苏通大桥挑战与创新

由于复杂的气象条件和地理环境,建设苏通大桥是一个巨大的挑战.苏通大桥采用2.85m大直径工程钢护筒作为支撑桩成功搭设施工平台,将平台误差控制在5cm以内,将100m长桩的倾斜度控制在1/200以内;将临时结构钢套箱用作防船撞结构,有效解决桥墩防撞安全问题;采用集中控制的千斤顶群顶技术实现了双向潮汐河段6000t钢套箱整体沉放,同步误差控制在1cm以内;采用临时防护与永久防护相结合的冲刷防护方法,有效抑制河床冲刷,保证了基础施工和运营安全;采用温度与风修正和追踪棱镜法解决了索塔施工测量与控制难题,提高了复杂条件下高耸结构施工测量工效,将300m索塔施工误差控制在10mm以内,倾斜度控制在1/40000以内.

苏通大桥南主塔墩钻孔平台施工关键技术

苏通大桥主塔墩采用钻孔灌注桩群桩基础,以南主塔墩为例,重点介绍钻孔平台方案的设计及施工中的关键技术,为以后大型桥梁基础施工积累了经验。

苏通大桥主塔墩基础群桩效应研究

在苏通大桥主塔墩群桩基础与土体共同作用三维非线性有限元方法分析的基础上,研究了群桩效应对高桩承台底面受力与变形特性、基桩轴力分布、桩侧摩阻力、桩底土附加应力的影响以及桩数变化对群桩效率系数的影响,拟合得出了苏通大桥基桩轴力和群桩效率系数的计算方法.结果表明,在桩径和桩距一定的条件下,群桩效率系数的变化幅度随桩数的增加逐渐减小,并最终趋于定值.

苏通大桥钢箱梁桥面板关键构造细节疲劳试验

以苏通大桥钢箱梁桥面板为研究对象,选取关键构造细节,开展桥面板疲劳性能试验研究,确定桥面板在钢箱梁现行装焊工艺条件下的疲劳允许应力幅,供设计和施工参考。

苏通大桥正交异性板局部模型极限承载力试验

以苏通大桥钢箱梁U肋加劲桥面板为研究对象,采用1/2.5模型试件,对U肋加劲桥面板的抗压承载力进行试验研究。试验结果表明,桥面板试件的屈服应力小于材料的材料屈服强度,设计中应该加以考虑。

数据融合算法在苏通大桥群桩基础安全性评价中的应用

位于潮汐河段的苏通大桥采用大直径、超长钻孔灌注群桩基础,而且需要考虑钢护筒的共同作用。为此采用广角度监测技术,跟踪观测钢护筒、桩身钢筋和混凝土的应力响应。但不同类型和处于不同部位的传感器,由于工作原理、精度、安装埋设方式以及影响因素的不同,而导致实测数据的类型和特性存在较大差异。故需采用多传感器信息融合技术,以过滤异常测值、提取特征信息、形成融合决策。但原型观测数据包含有强烈的、来源于潮汐等环境因素产生的噪声,从而严重干扰对数据的分析和预测。而且这类噪声使观测数据产生异常过程和异常群,很难利用冗余信息和数据的时空对比进行检出。故需在采用数据融合理论检出并剔除粗差的基础上,进一步采用小波阈值消噪法分层剥离单个传感器的环境噪声,并根据不同类型传感器观测结果的可信度和重要性,利用基于权最优分配原则的数据融合算法,对消噪后的多个传感器实测数据进行融合。研究结果表明,小波分层消噪技术能够有效分离不同的环境噪声,数据融合技术能够较好地将各传感器的观测数据协调地组合起来,形成对群桩基础应力响应和环境实况更可靠地判断。

苏通大桥基础工程的挑战与创新

介绍了苏通大桥超大深水群桩基础利用工程钢护筒搭设施工平台、5000t承台钢吊箱整体同步沉放及其与防船撞结构相结合构成永久防船撞设施、永久冲刷防护等三项技术创新;提出了特大型桥梁基础工程经济合理的设计方案和安全可靠的施工法;阐明了理念创新和技术集成对大型复杂工程建设的重要性。

综合集成管理:方法论与范式——苏通大桥工程管理理论的探索

在具有4项世界第一的苏通大桥的工程管理基础上,通过中国系统科学家提出的综合集成方法论与工程管理的融合,提出了关于大型复杂工程建设管理的综合集成管理概念,探索了它的基本原理与范式,并介绍了在苏通大桥工程管理中的实际应用。

苏通大桥索塔深水群桩基础冲刷防护工程的设计与施工

从苏通大桥深水群桩基础结构方案出发,分析了冲刷及防护对大桥安全性的影响,进而从防护工程理念、结构设计与施工、防护效果监测等方面阐述了苏通大桥基础冲刷难题的解决方法。

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(1):拉索损伤识别

采用改进的RBF神经网络建立了苏通大桥拉索损伤识别方法。2个不同阶固有频率之比是仅与损伤位置有关的结构振动参数,据此定义了用于损伤定位的损伤特征指标,并用其来训练神经网络;提出了基于R2+准则与Jackknife校验的改进RBF算法,以有效地控制RBF网络的过拟合现象。算例结果表明,所提出的方法可以较好地对苏通大桥斜拉索进行损伤识别。

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(2):主梁损伤预警

为了建立"环境因素归一化"的苏通大桥主梁损伤预警方法,本文对苏通大桥主梁240天的小波包能量谱与温度实测数据进行了季节相关性研究。分析结果表明,苏通大桥主梁的小波包能量谱与温度具有明显的季节相关性,其特征频带能量比的日平均值,随着温度的季节变化在一年中可以发生平均约200%的变化。在此基础上,采用6次多项式模型对小波包能量谱—温度进行了统计建模,并采用均值控制图法对特征频带能量比的异常变化进行了统计模式识别。结果表明,运用本文方法可以有效地消除温度的季节变化对斜拉桥实测小波包能量谱的影响,较好地识别出结构损伤引起的特征频带能量比10%的异常变化,适合于苏通大桥主梁的实时在线监测。

苏通大桥--主跨1088米的斜拉桥

介绍了苏通大桥设计和施工的工程构思,着重对群桩基础承载性能、河床冲刷防护及监测、上部结构施工抗风研究、中跨合龙方案及长悬臂结构施工控制方法等的关键技术和创新成果进行了总结和系统阐述。

全站仪竖直高程传递技术及其在苏通大桥测控中的应用

高程基准传递是高大建筑物施工测控中重要项目之一,不同的工程因用途不同对高程控制提出不同的精度要求。针对苏通大桥高索塔施工中高程测控的要求,分析水准测量、钢尺高程传递、三角高程测量等常用高程传递技术的适用范围与缺点,它们均不适用于大高差的高精度传递。为此,提出全站仪竖直高程传递技术。详细论述其基本原理,对误差来源、大小进行分析,对所达到的精度进行评估,并研制传递高程的实用装置,经现场试验对比分析,验证该技术方法的可行性与有效性。理论分析与试验验证显示该技术方法对于数百米的高程传递,可以达到国家二等水准精度水平,完全满足建筑物高程测控的需要。最后将该技术成功应用在苏通大桥300m高索塔的高程测控中。

苏通大桥结构健康状态评估技术研究与应用(3):主梁损伤定位

为提高基于模态参数的损伤识别方法的损伤敏感性和噪声鲁棒性,将多源数据融合技术引入到苏通大桥主梁损伤定位方法中。基于D-S证据理论对模态柔度和模态应变能指标进行数据融合,并以苏通大桥扁平钢箱梁为分析对象,对融合后损伤定位指标的应用效果进行了讨论。结果表明:基于数据融合的损伤定位方法具有较强的损伤敏感性,只需要较少的低阶模态信息就能识别主梁的早期损伤;数据融合后,损伤定位指标可以在较强的噪声环境下准确地识别斜拉桥钢箱梁的损伤,具有较好的工程实用性。