| 项目基本内容 |
本课题将以江苏地区航道、多条高速公路、干线公路上的中、下承式系杆拱桥为依
托工程，开展中、下承式系杆拱桥质量控制关键技术研究。根据数理统计的有关理论，
全面系统的统计中、下承式系杆拱桥的典型病害，建立中、下承式系杆拱桥典型病害的
特征库；根据力学、化学及相关结构设计计算理论，揭示病害产生的主要原因，找出解
决此类典型病害的有效方法，全面进行中、下承式系杆拱桥质量控制关键技术研究。主
要研究内容如下：
（1）江苏地区中、下承式系杆拱桥病害调查、统计分析研究
（2）江苏地区中、下承式系杆拱桥典型病害原因分析
（3）江苏地区中、下承式系杆拱桥质量控制措施研究
[主要研究成果]：
（1）统计分析中、下承式系杆拱桥的吊杆局部构造，吊杆上、下锚固端的局部构造，
拱肋的截面形式、拱肋的拱轴线方程和拱脚的构造特征。- 2 -
（2）现场对 22 座混凝土系杆拱桥、 7 座钢管混凝土系杆拱桥、 11 座系杆拱桥的检
测报告开展了调查研究，分别指出了混凝土系杆拱桥和钢管混凝土系杆拱桥的病害分布。
同时对 11 座系杆拱桥的检测报告进行了病害统计分析，得到系杆拱桥的病害分布；并对
拱肋病害和吊杆病害从表现特征、原因分析、工程危害及防治措施四个方面进行了分析。
（3）开展了影响吊杆疲劳性能的影响因素分析，分析了吊杆的位置、吊杆的间距、
吊杆截面积、边吊杆至拱脚的距离、拱桥矢跨比、拱梁刚度比等因素的影响。
（4）拱轴线发生偏离后，恒载和活载作用下拱脚截面的负弯矩减小，温度作用下的
弯矩值影响较大； 轴力相对于原设计拱轴线的计算值变化不大， 1/4 截面的轴力和弯矩绝
对值都随着偏移量的增加而增大； 3/8 截面的弯矩和轴力的绝对值基本都是随着偏移量的
增加而增大；在第二级到第五级偏位轴线下，拱顶截面的内力绝对值都是随着偏位值的
增加而增大。提出了两种方法来控制拱轴线的线形：一种采用对钢管混凝土系杆拱桥，
拱脚采用型钢劲性骨架代替复杂的配筋设计，并且控制拱脚钢管的预设角度。
（5）建立了拱脚的三维有限元模型，分析了拱脚的应力分布情况，构建了拱脚区域
的拉压杆模型，对拱脚区域进行了配筋设计。
（6）开展了吊杆张拉力确定方法的研究，研究了刚性支承连续梁法、力的平衡方法、
刚性吊杆法及正装迭代法确定吊杆张拉力引起的差异。
（7）对江苏地区 22 座混凝土系杆拱桥和 7 座钢管混凝土系拱桥的施工方法进行了
调查，发现在混凝土中、下承式系杆拱桥中混凝土系杆拱桥及钢管混凝土系杆拱桥各主
要施工构件现浇和预制的比例。
[标准、指南、工法、专利、论文等成果]：
（1）江苏省中、下承式拱桥质量控制施工技术指南
（2）系杆拱桥吊杆更换装置（授权公告号： CN201110242498.9）
（3）悬索桥吊索更换装置（授权公告号： CN201110242510.6）
（4）一种斜拉桥斜拉索更换装置（授权公告号： CN201110242928.7）
（5）一种下承式钢管混凝土系杆拱桥架设施工方法（申请号： CN201610053214.4）
（6 ） 一 种 混 凝 土 系 杆 拱 桥 柔 性 吊 杆 更 换 装 置 及 使 用 方 法 （ 申 请 号 ：
CN201610391703.0）
（7）一种混凝土节段预制拱肋预埋型钢平接缝螺栓式连接定位装置
（8）一种下承式钢管混凝土系杆拱桥拱脚型钢劲性骨架- 4 -
[主要创新点]：
（1）针对节段预制混凝土拱肋在高空架设精度难以控制，中断航道时间较长等问题，
研发混凝土节段预制拱肋截面核心区预埋型钢平接缝螺栓式连接定位装置，控制节段预
制拱肋的空中拼接姿态和拱轴线线形，加快高空拼接速度和提高拼接精度。
（2）针对钢管混凝土拱脚预埋钢管精确预抛角度困难和拱脚处配筋过密，混凝土不
易浇注密实等问题，研发自带调整钢管拱肋预抛角度的拱脚劲性骨架。
（3）通过大量的现场调查、检测报告及文献调研，统计分析江苏地区中下承式系杆
拱桥主要病害的分布特征，将拉压杆模型的方法应用于系杆拱桥拱脚开裂的原因分析和
配筋设计。
（4）编制了《江苏省中、下承式拱桥质量控制施工技术指南》，尤其是建立了钢管
混凝土系杆拱桥劲性骨架整体浮吊施工方法的全过程质量控制技术要点和指标。
[研究成果的科学意义及应用前景]：
江苏地区水系发达，航道上建设了大量的中、下承式系杆拱桥，本项目对该地区中、
下承式系杆拱桥的施工质量控制技术进行了研究，取得了一系列成果，这些技术的实施，
能够大大的提高施工速度和施工质量，节约投资成本，延长桥梁的使用寿命，增加桥梁
的耐久性，提高江苏地区中下承式系杆拱桥的施工技术水平，为此类桥梁的质量控制提
供了参考和科学决策依据，必将产生良好的经济效益和社会效益。
课题2017年通过江苏省交通运输厅组织的验收。 |
