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1、.word格式,贵州省交通科技项目项目实施计划项目名称：连续刚构桥机制砂混凝土预应力关键技术试验研究申报单位：贵州高速公路开发总公司贵州桥梁建设集团有限责任公司华中科技大学中华人民共和国交通部制二一零年十一月1、项目的背景和必要性（包括项目概况，项目研究目的）1.1 项目概况汕昆（汕头昆明）高速公路贵州境内预应力工程众多，者告河特大桥是汕昆（汕头昆明）高速公路贵州境内板坝至江底段重要性控制性工程。者告河特大桥，半幅桥面净宽12.25m，全幅桥面净宽24.5m。左线起讫桩号：ZK12+438ZK13+324，孔跨布置为530+（115+215+175+75）+530m，全长886m；右线起讫桩号
2、：YK12+460YK13+326，孔跨布置为430+（115+215+175+75）+530m，全长866m，全桥采用机制砂混凝土。主桥为115+215+175+75m四跨变截面预应力混凝土连续刚构箱梁，共划分为X、Y、Z三个区段，其中X、Y区段箱梁根部梁高为13.5m，Z区段箱梁根部梁高为8.5m，三个区段跨中梁高均为4.0m，X、Y区段底板厚从跨中至根部由32cm变化为160cm，Z区段底板厚从跨中至根部由32cm变化为90cm，X、Y区段腹板从跨中至根部部分分三个阶段采用45cm、65cm、80cm三种厚度，Z区段腹板从跨中至根部部分分两个阶段采用45cm、65cm两种厚度，箱梁高度和
3、底板厚度按1.8次抛物线变化。箱梁顶板横向宽度为12.25m，箱底宽6.5m，翼缘悬臂长2.875m。X、Y区段箱梁0号节段长18m、Z区段箱梁0号节段长13m，X、Y区段梁段数及梁段长从根部至跨中分别为73.5m、74.0m、104.5m，悬浇总长97.5m，Z区段梁段数及梁段长从根部至跨中分别为83.5m、84.0m，悬浇总长60m，悬浇节段最大控制重量2974KN，挂篮设计自重为1200KN。边、中合拢段长度均为2m，边跨现浇段长为6.5m。箱梁根部设四道厚0.7m的横隔板，中跨跨中设一道厚0.4m的横隔板，边跨梁端设一道1.8m的横隔板。目前该特大桥梁施工完成情况为：引桥墩柱全部完成，
4、主桥正在施工0#段。者告河特大桥的结构特点为四跨变截面预应力混凝土连续刚构箱梁桥，由多段现浇预应力钢筋混凝土箱梁组成，具有一次性现浇混凝土体积大、长度大，悬浇总长度达到160多米，1.8次抛物线箱梁截面而且高度变化大等特点。因此，本工程中预应力工程的设计与施工，尤其是施工过程中的一些关键预应力技术问题的研究和施工技术措施的制定，直接关系到工程的施工质量与施工进度乃至工程的成败。1.2 研究目的项目的基本研究目标是：通过项目的实施，指导汕昆（汕头昆明）高速公路者告河特大桥工程的施工，为同类预应力工程的设计和施工提供参考经验与依据。具体如下：通过理论分析和实验研究，确定机制砂为骨料、以硅粉为辅助料
5、的高扬程泵送混凝土的SBG塑料波纹管成孔条件下的摩擦系数（k、）及锚圈口摩阻损失；另外，项目的前期工作中，项目组以乌江特大桥和马岭河特大桥为依托，分别进行了“后张有粘结预应力橡胶管（棒）成孔成套技术研究”和“马岭河特大桥预应力关键技术研究”等两个项目的研究，前者对机制砂条件下，采用橡胶抽拔棒成孔、金属波纹管、塑料波纹管等三种成孔方式下的预应力筋孔道摩擦系数（k、）进行了实测与分析对比；后者这对SBG塑料波纹管成孔条件下的钢绞线摩擦系数（k、）、锚圈口摩擦损失、小曲率半径钢绞线的伸长与张拉控制问题进行了相对系统的试验研究，取得的初步成果，于2010年6月已通过贵州省科技鉴定，与会专家一致认为该成
6、果达到国内领先水平，并建议在后续的工作中，进一步完善研究成果，针对机制砂骨料、SBG塑料波纹管成孔的钢绞线摩察系数等问题，进行深入研究，补充更多数据，确定摩擦系数及摩擦损失的合理取值范围，为形成地方规范及修正国家相关标准提供参照依据，因此，项目的实施将为贵州及西南地区相关工程的设计及施工提出合理化建议，为新规范制定时确定预应力钢绞线的摩察系数的取值提供参考依据。1.3 推广应用领域从西部开发公路桥梁建设及贵州地区的公路桥梁建设上看，本项目研究的是后张有粘结预应力混凝土结构设计和施工中的一些关键技术问题，其研究成果：对同类的设计与施工具有参考借鉴作用，为新规范的编制提供参考数据，对形成地方标准具
7、有重要的参考价值，市场潜力巨大，具有良好的推广应用价值与前景。项目成果除可在公路部门得到推广外，也可在铁路、水利、冶金、工业与民用建筑等部门得到广泛的推广应用。2、项目前期科研及工作基础（包括国内外研究现状分析与评价，附主要参考文献）2.1 国内外研究现状分析与评价2.1.1 SBG塑料波纹管成孔与摩擦系数取值在后张法有粘结预应力工程中，孔道的成孔方式很多，经历了橡胶管（棒）抽拔成孔、抽拔钢管或钢棒成孔、金属波纹管成孔及塑料波纹管成孔等多种成孔方式与工艺，每种成孔方式的施工方法和工艺不同、成孔后的孔道质量也有较大的差别，每种成孔方式均有其优缺点与使用范围。当前，在桥梁工程中比较常用的是金属波纹
8、管成孔技术，但是，由于金属波纹管在其制作材料和工艺上存在着一些难以克服的问题，经常导致管道径向刚度不足，在施工过程中易产生变形和咬口开裂，致使灰浆渗入造成孔道堵塞或不顺畅等问题。在一些施工质量相对容易控制和保证的工程中，为加快施工进度，也有采用橡胶抽拔管(棒)成孔工艺的，但是，橡胶材料受其物理力学性能的制约，如：弹性模量低、易老化，在施工时不易掌握好抽拔时间，容易产生断棒、孔道过长时容易造成拔不出棒或塌孔等，另外，橡胶抽拔棒成孔方式还有一个致命的缺点是，相对于金属波纹管、塑料波纹管成孔，其孔道摩擦系数（k、）相对较大，造成预应力损失过多，不易满足设计要求。随着塑料工业与预应力施工技术的发展，近
9、年来，土木工程中越来越多地采用塑料波纹管成孔技术。塑料波纹管成孔，管壁刚度相对较高，孔道摩擦系数相对较低，既利于成孔也有利于保证在力筋中形成有效预应力。然而，由于塑料波纹管的制作材料有较大差别，在预应力工程中使用的部位有较大的不同，工程的规模也有很大的差别，我国相关规范中给定的塑料波纹管的摩擦系数（k、）只是一个大致上的供设计人员选择的取值范围。对于大型预应力工程，为准确选取塑料波纹管的取值，普遍的做法是通过现场试验确定摩擦系数（k、），为设计复核和施工提供必要的参考依据。2.1.2锚圈口的摩擦损失 在预应力筋的张拉过程中，根据设计要求，力筋总的张拉力应为设计的控制张拉力与千斤顶内摩阻力、力筋
10、与锚具摩阻力之和，其中，千斤顶的内摩阻力在千斤顶的标定过程中即可以测定并在张拉时予以考虑，力筋和锚具锚圈口的摩擦损失需要作现场试验进行确定。锚圈口的摩擦损失，与力筋的直径、千斤顶限位槽深、力筋种类、千斤顶种类等直接相关，只有根据实际工程中所采用的仪器设备及力筋材料，进行现场试验才能确定其摩阻损失，以便确定力筋张拉时，千斤顶实际所需施加的张拉力的大小。参考文献1. 吕志涛.新世纪我国土木工程活动与预应力技术展望东南大学学报，2002.，32（3）：457459.2. T.Y.Lin，F.KulkaFifty-year advancement in concrete bridge construc
11、tion Journal of the Construction Division, 1975,101(3):491-510.3. 林同炎，NED H. BURNS .著，路湛沁，黄棠，马誊没，译预应力混凝土结构设计1983，北京：中国铁道出版社。4. 王勇强，裴志强，徐敏聪预应力混凝土结构用塑料波纹管孔道摩阻的测定中国港湾建设，2007.4, (2). 13-15。5. 白国艳，廖福兴，孔祥平锚圈口摩阻损失的测试桥梁建设，2000.10，（2）：60-63. 6. 关群环向预应力筋摩擦损失的计算公式安徽建筑工业学院学报（自然科学版），1999,7(4)：28-297. 王建中大曲率预应力筋的
12、摩擦损失淮海工学院学报，2000，9（3）：6466.8. 王光荣，万玉生，史卿预应力钢筋变角张拉的变角块摩阻损失中国给水排水，2000，16（9）：4849.9. 刘跃良无粘结预应力蛋型消化池的施工技术特种结构，2007，24（1）:106-110.10. 李国平预应力混凝土结构设计原理北京：人民交通出版社，2000.11. 桂业昆，邱式中桥梁施工专项技术手册北京：人民交通出版社，2004.12. 中华人民共和国行业标准公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG62-2004）,北京：人民交通出版社，2004.13. 林元培斜拉桥北京：人民交通出版社，1993.14. 中华人民共和国行
13、业标准无粘结预应力混凝土结构技术规程（JTJ92-2004,J409-2005）,北京：中国建筑工业出版社，2005.15. 美H.尼尔森 著预应力混凝土设计北京：人民交通出版社，1984.16. Matt PTensioning of tendons:force-elongation relationshipM,Thomas Telford L td, 1986.2.2工作基础、可以依靠的技术基础、条件和资源华中科技大学土木工程与力学学院,主要从事建筑工程、道路与桥梁工程方向的教学、科研与设计工作，在全国具有较高的声誉。目前承担多项国家重大、重点研究项目以及国家重大建设工程项目的研究课题，如
14、“863”、“973”、三峡工程、西部交通道路建设、武汉市轻轨工程、武汉市过江隧道工程、阳罗长江大桥工程、白沙州长江大桥工程等。华中科技大学土木工程与力学学院，拥有控制结构湖北省重点实验室、教育部振兴计划资助下的土木工程结构仿真中心和结构试验中心、武汉市华中科技大学土木工程检测中心。仿真中心具有多种大型结构分析商业软件包（为SAP2000、ANSYS、MATLAB等），具备项目研究所需的计算条件；结构试验中心，仪器设备齐全，能进行土木工程结构常规的静力及动力实验；结构检测中心能进行常规结构与特种工程结构的检测与监控，涵盖了建筑工程、道路与桥梁工程的全部检测内容。华中科技大学图书馆是收藏国内外工
15、程类书刊杂志和文献资料及电子文档最齐全的图书馆之一，能帮助我们及时了解和掌握与项目相关的最新研究成果和动态。下面将近年来部分有关的类似项目及成果情况：（1） 国家自然科学基金项目：“基于波谱单元模型修正和压电阻抗的钢筋砼结构损伤检测与健康评估”（50378041/E0807），2004.12006.12。（2） 贵州省公路工程公司项目：“后张有粘结预应力橡胶管（棒）成孔成套技术研究”（2006.12-2007.12）。（3） 贵州高速公路开发总公司项目：“马岭河特大桥预应力关键技术研究”（2007.12-2009.12）。（4） 河南省交通厅项目：“信阳市107国道彩虹大桥健康状况评估”（20
16、04.12006.12）。（5） 国家教育部优秀青年教师资助项目：“基于多信息的大型土木工程结构实时健康检测系统研究”（在研）。（6） 湖北省自然科学基金项目：“基于神经网络模型的钢筋混凝土结构损伤识别的理论和实验研究”（99J035）(2000.1-2001.12)。（7） 三峡库区新津口大桥施工监控；。（8） 宜万铁路宜昌长江大桥施工监控。（9） 内蒙古自治区小沙湾黄河特大桥主桥施工监控。（10） 哈尔滨松花江大桥施工监控。（11） 湖北仙桃汉江大桥施工监控。项目的前期工作中，项目组以乌江特大桥和马岭河特大桥为依托，分别进行了“后张有粘结预应力橡胶管（棒）成孔成套技术研究”和“马岭河特大桥预应力关键技术研究”等两个项目的
