“欧洲桥·中国造”,这项技术很关键

政务   2024-10-16 14:14   四川  


近日召开的全省科技大会上,由四川公路桥梁建设集团有限公司牵头完成的“寒冷海洋环境大跨径空间缆悬索桥建造关键技术及应用”,荣获2023年四川省科技进步奖一等奖。




该项目依托哈罗格兰德大桥等3座海外超级桥梁工程和已建成的6座典型桥梁工程,在3项国家级课题、5项省级课题、8项工程咨询项目的支持下,聚焦寒冷海洋环境下大跨径空间缆悬索桥建造关键技术,在重点缆索材料、核心承载结构、关键建造技术等3个方面取得创新性突破,构建起了我国独立自主的寒冷海洋环境大跨径空间缆悬索桥建造技术体系,并首次在欧洲应用预制平行钢丝索股主缆。


2018年通车的哈罗格兰德大桥,跨径1145米,是北极圈内跨径最大的悬索桥,迄今仍是中国企业作为总承包商、在国外修建的最大跨径桥梁。建设过程,大桥面临寒冷海洋环境恶劣、空间缆索体系结构复杂的两大挑战。而本项目实施前,国内外尚无此类大跨径空间缆悬索桥工程,材料、结构、建造等均缺乏成熟技术体系和标准。直面挑战,项目团队历时十余年攻关,创建我国独立自主的寒冷海洋环境下大跨径空间缆悬索桥建造技术体系。


▲寒冷环境

▲复杂结构

▲桥梁施工



一是研发了全新尺寸重点缆索材料,让欧洲标准实现了国产化。此前,国内已建悬索桥多采用直径5.25毫米的钢丝,哈罗格兰德大桥设计采用使用钢丝直径为5.96毫米。针对这种全新尺寸带来的系列配套问题,项目团队提出寒冷环境抗低温缆索锚具锚固材料及制备技术,建立耐腐蚀大直径钢丝主缆索股锚固技术,并按照欧洲标准实现了大直径钢丝主缆索股等关键桥梁构件国产化,成功主持制定1项ISO国际标准,同步被英国标准委员会采纳。


▲桥梁缆索



二是研发了特殊空间缆核心承载结构,创新助力大桥建设。与常见的平面平行主缆悬索桥采用“H”型索塔不同,哈罗格兰德大桥采用了独特的不规则空间主缆设计,其索塔上窄下宽,呈“A”字型。为此,项目团队研制了空间缆悬索桥自适应空间转体结构主索鞍,实现桥梁主索鞍空间位置的姿态随主缆线形改变而自适应随动运动,使鞍体受力分布更均匀,解决空间缆主索鞍安装过程中主缆索股不均匀扭转的难题。

▲自适应空间专题结构主索鞍



三是创新悬索桥关键建造技术,破解复杂环境下的建桥难题。面对中国唯一没有的地貌“峡湾”,项目团队通过构建强风、急流、巨浪、温湿度和暴雪条件下多维环境参数联合概率模型,建立起包含极端环境、空间缆建造结构等内容的三维仿真模型,能够精准计算建造中各关键结构影响,进一步优化桥梁建设控制方案,为施工各阶段的高精度精细化控制决策提供关键技术保障。

▲多灾害三维仿真研究


目前,该技术已整体应用到挪威哈罗格兰德大桥,部分技术推广应用在挪威贝特斯塔德桑德大桥和土耳其1915恰纳卡莱大桥中,创造了举世瞩目的中国速度和中国质量,是中国制造与中国建造的完美结合,打造我国“一带一路”桥梁工程“走出去”的示范工程。


▲知识产权成果


海外代表性应用:挪威哈罗格兰德大桥

海外代表性应用:土耳其1915恰纳卡莱大桥

海外代表性应用:挪威贝特斯塔德桑德大桥

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