大跨度PK寬箱混合梁斜拉橋設計與施工關鍵技術 9787302628385 趙健 周冠南 樊立龍 李春江 張廣濤 劉

編輯推薦
石首長江公路大橋（主跨820m）在國內外首次實現了大跨度混合梁斜拉橋全部採用「工廠化生產，裝配化施工」的目標，解決了主梁施工防裂控制技術難題與鋼錨梁設計方法創新，提高了結構耐久性，有效減少了碳排放量，最大程度地降低了對環境的影響，對推動大跨度混合梁斜拉橋建造技術發展意義重大。

內容簡介
本書結合世界第七大跨度混合梁斜拉橋——石首長江公路大橋的建設實踐，基於大跨度PK寬箱混合梁斜拉橋開展的科研攻關與技術創新成果，系統深入地闡述混合梁斜拉橋設計與質量控制關鍵技術。本書內容包括緒論、空間結構數值模擬計算方法、PK斷面混凝土箱梁施工階段結構力學性能及破壞機制分析、PK箱梁混凝土配合比設計與質量控制研究、PK箱梁混凝土溫度控制研究、大跨度混合梁斜拉橋邊跨主梁節段預製拼裝關鍵技術、大跨度混合梁斜拉橋非對稱施工階段結構受力行為分析、大跨度混合梁斜拉橋主梁總體施工方案優化設計、索塔錨固結合部技術研究。
本書可供從事橋樑設計、施工、監理、建設管理人員學習借鑒，特別針對大跨度混合梁斜拉橋建造的工程技術人員具有指導和啟發作用，同時也可為橋樑工程相關技術領域科研院所研究人員參考使用。

作者簡介
趙健
（主編），趙健，現任中鐵建大橋工程局集團南方工程有限公司副總經理、總工程師。2015年畢業於俄羅斯太平洋國立大學，橋樑工程專業，獲工學博士學位，2016年至2019年在清華大學從事博士后研究工作，研究方向為橋樑工程式控制制與建造關鍵技術。先後獲中國鋼結構協會科學技術一等獎，天津市優秀專利獎，吉林省科技進步二等獎各1項。主持或參与研發省部級課題10餘項，參与廣州明珠灣大橋、石首長江公路大橋等10餘座橋樑工程的技術支持與科技研發工作，共發表國內外學術論文30餘篇，主持或參与研發申報專利40餘項，其中國際專利5項，參編專著1部，行業規範1部，省部級工法5部。

目錄
第1章 緒論
1 1項目背景
1 2石首長江公路大橋工程概述
1 3項目主要研究內容
1 4項目研究過程概述
1 5項目總體技術性能指標
1 6項目創新點和取得的突破
1 7項目研究成果的推廣應用條件和應用前景
1 8存在問題及工作設想
第2章空間結構數值模擬計算方法
2 1概述
2 2PK斷面混凝土箱梁結構
2 2 1PK斷面混凝土箱梁的結構特點
2 2 2預應力鋼束類型
2 3PK斷面混凝土箱梁空間結構建模方法
2 3 1有限元模型單元選擇
2 3 2非線性材料本構模型
2 3 3混凝土裂縫模型
2 4空間預應力建模方法
2 5計算實例
2 5 1主橋總體布置
2 5 2主梁斷面形式
2 5 3預應力鋼束
2 6有限元模型
2 6 1PK斷面混凝土箱梁結構模型
2 6 2預應力鋼束模型
2 6 3材料參數
2 6 4計算假定
2 6 5邊界條件
2 7計算結果分析
2 8空間預應力影響效果分析
2 8 1對比區域選擇
2 8 2結構應力狀態分析
2 8 3結構變形狀態分析
2 9實測結果對比
2 10結論
第3章PK斷面混凝土箱梁施工階段結構力學性能及破壞機制分析
3 1概述
3 2剪力滯效應的簡化計算方法
3 3PK斷面混凝土箱梁剪力滯效應機制
3 4研究主體概況
3 5數值模擬分析
3 5 1有限元模型
3 5 2參數選取
3 5 3計算工況
3 6現場實測與模型精度驗證
3 7剪力滯計算結果分析
3 8PK斷面混凝土箱梁早期收縮、徐變效應分析
3 8 1結構開裂現場調研
3 8 2收縮、徐變計算的參數取值
3 8 3梁段預製期間的收縮、徐變計算結果
3 8 4收縮、徐變對箱梁預應力損耗的影響
3 9結論
第4章PK箱梁混凝土配合比設計與質量控制研究
4 1混凝土箱梁節段預製施工技術重難點
4 2高性能混凝土配合比設計目標、流程與思路
4 2 1配合比設計指標
4 2 2配合比設計流程
4 2 3配合比設計思路
4 3PK箱梁C55高性能混凝土配合比優化設計
4 3 1試驗材料
4 3 2試驗方法
4 4混凝土配合比設計與基本性能試驗
4 4 1P·O 42 5水泥試配的混凝土
4 4 2採用P·O 52 5水泥試配的混凝土
4 4 3初步優選的混凝土配合比復盤驗證
4 4 4初步優選的混凝土配合比蒸汽養護強度試驗
4 5混凝土絕熱溫升測定與早期抗裂性試驗
4 5 1絕熱溫升
4 5 2早期抗裂性
4 6混凝土收縮與徐變試驗
4 6 1乾燥收縮
4 6 2徐變
4 7混凝土耐久性試驗
4 7 1抗氯離子滲透性(電通量法)和抗碳化法
4 7 2抗硫酸鹽侵蝕性能
4 7 3抗凍性
4 8混凝土微觀結構分析
4 8 1水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體的化學結合水
4 8 2水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體水化產物物相XRD分析
4 8 3水泥-粉煤灰-礦粉複合膠凝漿體微觀結構SEM分析
4 9北邊跨箱梁混凝土施工質量控制技術要點
4 9 1混凝土原材料主控指標
4 9 2混凝土拌和生產與運輸
4 9 3混凝土澆築質量控制
4 10混凝土養護及拆模
4 10 1混凝土自然養護
4 10 2混凝土蒸汽養護
4 10 3混凝土拆模
4 11混凝土溫控防裂措施
4 12預應力張拉工序分析
4 13結束語
第5章PK箱梁混凝土溫度控制研究
5 1概述
5 1 1工程概況
5 1 2抗裂重點及難點
5 1 3抗裂安全性評價標準
5 1 4應力評價標準
5 2A型梁模擬計算
5 2 1模擬計算資料
5 2 2模擬計算結果
5 3E型梁模擬計算
5 3 1模擬計算資料
5 3 2模擬計算結果
5 4溫控標準
5 5箱梁夏季施工混凝土溫控措施
5 5 1混凝土澆築溫度控制
5 5 2混凝土原材料降溫措施
5 5 3冷卻水使用及控制
5 5 4養護控制
5 6箱梁冬季施工混凝土保溫控制措施
5 6 1混凝土原材料質量控制
5 6 2混凝土配製和攪拌質量控制
5 6 3混凝土運輸和澆築質量控制
5 6 4保溫保濕養護
5 7現場溫度監測方案
5 8箱梁混凝土現場溫度監測結果及分析
5 8 1箱梁混凝土澆築基本情況
5 8 2混凝土入模溫度控制情況
5 8 3混凝土冷卻水管通水情況
5 8 4混凝土養護情況
5 9E型梁混凝土內部溫度發展情況
5 9 1測溫元件布置
5 9 2測溫結果
5 9 3測溫數據分析
5 9 4A型梁混凝土內部溫度發展情況
5 9 5M型梁混凝土內部溫度發展情況
5 10結束語
第6章大跨度混合梁斜拉橋邊跨主梁節段預製拼裝關鍵技術
6 1概述
6 2PK斷面箱梁組合式移動模板
6 2 1技術背景
6 2 2技術方案
6 2 3組合式移動模板構造特點
6 2 4技術優勢
6 3箱梁節段預製工藝
6 3 1技術背景
6 3 2PK斷面箱梁預製施工方案
6 3 3技術優勢
6 4混凝土箱梁節段預應力張拉工序設計
6 4 1PK斷面箱梁預應力設置
6 4 2預應力張拉工序分析意義
6 4 3箱梁預應力張拉工序模擬
6 4 4計算結果討論
6 4 5預應力張拉工序設計
6 4 6預應力張拉工序應用效果
6 5箱梁節段提升與落梁施工技術
6 5 1技術原理
6 5 2箱梁節段吊點與吊具設計
6 5 3吊杆檢測與安裝
6 5 4箱梁提升
6 5 5落梁技術
6 6箱梁節段膠拼控制技術
6 6 1技術背景
6 6 2箱梁空間姿態測控技術
6 6 3千噸級混凝土預製梁段防裂滑移系統
6 6 4箱梁節段膠拼施工工藝
6 7結束語
第7章大跨度混合梁斜拉橋非對稱施工階段結構受力行為分析
7 1概述
7 2混合梁斜拉橋施工控制原則
7 3混合梁斜拉橋施工控制影響因素
7 4有限元分析方法
7 5有限元建模
7 5 1結構模型
7 5 2斜拉索模擬
7 5 3邊界條件
7 6計算工況
7 6 1箱梁收縮徐變
7 6 2邊跨混凝土預應力模擬
7 6 3橋面起重機荷載
7 7斜拉索初張力設定
7 8施工階段受力分析
7 8 1最大雙懸臂狀態受力分析
7 8 2最大單懸臂狀態受力分析
7 8 3合龍狀態
7 9計算結果對比
7 9 1位移對比分析
7 9 2應力對比分析
7 9 3主梁橫向變形分析
7 10結論
7 11結束語
第8章大跨度混合梁斜拉橋主梁總體施工方案優化設計
8 1大橋總體施工方案
8 2施工方案對比分析
8 2 1支架現澆施工方案
8 2 2支架節段預製拼裝施工方案
8 2 3橋位短線法節段預製拼裝施工方案
8 3大橋北邊跨主梁總體施工方案
8 4裝備選型
8 5存梁支架布置
8 6結論
第9章索塔錨固結合部技術研究
9 1概述
9 2鋼錨梁索塔錨固結合部發展
9 3索塔組合錨固結合部承載能力模型試驗設計
9 3 1概述
9 3 2模型試件設計與製作
9 3 3試驗載入方案
9 3 4試驗測試方案
9 4模型試驗結果分析
9 4 1開孔板式試件測試結果分析
9 4 2箱格式試件測試結果分析
9 4 3兩試件測試結果比較
9 5結論
9 5 1開孔板式結合部
9 5 2箱格式結合部
參考文獻

前言/序言
儘管近 20 年PK箱梁在我國混合梁公路斜拉橋的建設中被廣泛運用，但是關於PK箱梁的研究相對滯后，許多工程師和技術人員依然對該梁型結構的力學性能及施工方法理解不夠深入，由現有施工技術的局限性造成混合梁斜拉橋的邊跨主梁結構質量及線形無法保障達到設計標準，在修建完成後又因運輸量大，重型荷載長期作用在邊跨主樑上，以及溫度變化、混凝土自身引起的收縮、徐變等，最終導致邊跨混凝土主梁在橋樑建成服役后比主跨鋼樑提前進入「損傷狀態」，並引起一系列負面影響。「損傷狀態」會直接通過拉索系統傳遞到主塔，再由拉索和鋼混結合段直接傳遞到鋼主梁，致使整個結構運營狀態發生變化，嚴重影響斜拉橋的服役年限。有分析表明： 由施工技術引起的質量問題導致後續的結構耐久性下降的案例屢見不鮮，所以橋塔錨固區與PK斷面混凝土箱梁防裂控制是保障混合梁斜拉橋服役年限的關鍵，同時也是目前迫切需要解決的技術問題。
本書共分九章，詳細討論了大跨度混合梁斜拉橋設計與施工的關鍵技術，並通過實際工程進行驗證。第1章簡述大跨度混合梁斜拉橋研究內容與迫切需要解決的問題； 第2章利用MIDAS FEA 軟體建立混凝土箱梁節段的精細化有限元模型，提出一種「基於空間預應力結構的數值模擬計算方法」，以提高PK箱梁節段預製、膠拼施工過程的數值模擬計算精度。第3章通過建立PK箱梁節段精細化有限元模型，研究箱梁結構的力學性能及破壞機制，分析箱梁節段在施工過程中「剪力滯效應」。第4章對C55 高性能混凝土進行基本性能試驗、早期抗裂性試驗、收縮徐變試驗、耐久性試驗，並採用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）對混凝土微觀結構進行分析。第5章研究混凝土溫控措施，制定了PK箱梁大體積混凝土溫控防裂評價標準，根據計算結果確定了夏季溫控措施。第6章總結大跨度混合梁斜拉橋PK箱梁施工關鍵技術，並對關鍵技術成果應用進行了評價。第7章採用精細化數值模擬技術，建立一種混合梁斜拉橋非對稱施工階段的四維多尺度有限元模型，從而提高了混合梁非對稱施工過程模擬計算的精度。第8章對大跨度混合梁斜拉橋邊跨主梁進行總體施工方案設計和優化，設計一套完整的「橋位短線法」節段預製、拼裝的施工方案。第9章通過對錨固區抗裂性能展開研究，提出了可用於結合部連接件剪力計算的連續彈性介質層法，形成了鋼錨梁式組合索塔錨固結構的設計方法。
本書通過系統研究大跨度混合梁斜拉橋設計與施工關鍵技術，並應用到石首長江公路大橋等工程