“全国市政行业市政工程科学技术奖”获奖项目展示--旧桥加宽改造的试验与关键技术研究

    “旧桥加宽改造的试验与关键技术研究”项目于2006年3月立项，2010年5月完成，2010年10月通过了深圳市科技信息局组织的项目技术成果鉴定，项目研究由深圳市市政设计研究院有限公司完成。
    该研究项目成果荣获2011年重庆市科学进步奖二等奖，2012年度“全国市政行业市政工程科学技术奖”一等奖。
    该研究成果适用于道路桥梁工程领域的旧桥加宽改造工程。

重庆牛儿河桥加宽改造工程（11m×40m跨径）旧桥：预应力混凝土简支T梁桥 新加宽桥：钢-混凝土叠合板组合梁

    项目研究技术原理
    该研究项目所采用的技术原理如下。
    1）通过试验分析研究，得出了新旧桥加宽连接后的强度和刚度等方面的力学特性，证明了新建梁能与旧桥共同工作，组合梁加宽旧桥整体性良好。
    2）从变形连续原理出发，提出了加宽桥梁在使用阶段时湿接缝处的应力计算公式。
    3）从稳定和应力计算出发，计算出湿接缝的宽度范围，从而为同类桥梁的设计提供了参考。
    4）通过试验研究和有限元理论分析，提出了加宽桥梁在施工和设计方面的关键技术。

重庆牛儿河桥加宽改造后新旧桥有效连接、共同作用

    关键技术及创新点
    该项目的关键技术及创新点主要有以下几个方面。
    1）为旧桥的加宽改造提供了合理、经济、安全、美观的方式，填补了组合结构计算的一个空白。
    2）对不同结构形式（连续箱梁桥、T梁桥等）的桥梁进行了桥梁加宽改造的试验和关键技术研究,属国内首创。
    3）采用了与传统不一致的钢—混凝土组合梁进行T梁桥的结构加宽方式。
    4）首次从变形协调原理出发，运用最小余能原理，推导提出了在使用阶段时湿接缝处的应力计算公式；并编制了相应的计算机程序。
    5）首次从稳定和应力计算出发，给出湿接缝的宽度范围。

重庆河沟塘桥加宽改造工程（4m×30m跨径）新旧桥加宽后桥面的共同作用、未见纵向裂缝

    与国内外同类技术的比较
    在我国加宽后的组合桥梁理论研究刚刚起步，本课题组有关本组合桥梁的研究论文在国内外未见相关研究报道。
    本课题组进行了模型试验研究，阐明了加宽后的整体结构完全能够共同工作，加宽后的构件整体性能良好。国内外未见相关研究报道。
    本课题组负责设计的重庆牛儿河桥（跨径为11m×40m，预应力混凝土简支T梁）、河沟塘（跨径为4m×40m，预应力混凝土简支T梁）是目前我国首座采用本方法加宽技术建成的桥梁。
    项目应用成果与效益
    该研究成果为重庆河沟塘、牛儿河桥以及广东深圳松岗高架桥的合理设计提供了强有力的技术支持和理论指导，保证了其施工的质量和效率。特别是横向湿接缝的相关研究成果，解决了这由来已久的难题，为各种预应力混凝土梁桥横向施工方法的推广做出了极大地贡献，产生了显著的经济效益和社会效益。
    2007～2009 年度，该研究成果应用在重庆河沟塘、牛儿河桥，为该桥的合理设计、施工提供了强有力的技术支持和理论指导，保证了大桥保质保量按时完工以及成桥阶段的结构安全性和稳定性。以该研究成果指导的设计施工方案与其他方案相比，已产生的直接经济效益约15500万元。
    2008～2010 年度，该研究成果应用在 107 国道宝安段（三期）改造工程（机场立交－塘下涌立交段）－松白立交改造工程中，为松岗高架桥拓宽改造中纵向接缝方案的合理选定以及施工提供了可靠有效的理论依据和技术支持。以该研究成果指导的设计与施工方案比其他的方案节省投资约 880 万元，同时产生了显著的技术应用效益。
    随着该研究成果的公开，相关理论及计算方法逐渐为同行所接受并得到推广，不断在一些全国各地的一些相关工程中得到应用，产生了巨大的经济效益和社会效益。
    该研究项目所取得的创新性成果，填补了组合结构计算的一个空白，具有良好的技术经济效益和社会效益，并为同类桥梁的设计与应用提供了重要的理论指导和实际经验，是科研与工程实践相结合的成功实例。该课题的研究成果总体达到了国内领先水平，其中关于湿接缝受力研究达到国际领先水平，具有重要的学术和工程应用价值。
该项目课题研究成果对促进旧桥加宽改造的技术进步，推动相关设计理论的深入将具有重要的意义，同时该研究也将对促进我国交通建设的发展起到积极的作用，其研究成果也可运用在旧桥的加固与改造方面，将产生较大的经济效益和社会效益，推广应用前景良好。
    今后将在此基础上，结合工程实践不断地总结经验和探索研究，继续致力于加宽桥梁整体形式的理论和应用研究，使这一技术得到进一步发展。
（深圳市市政设计研究院有限公司 供稿）

注：本文刊载于《市政技术》2014年第1期，第5、6页。