《500米級鋼管混凝土拱橋建造創(chuàng)新技術》介紹了大跨徑鋼管混凝土拱橋及以其為勁性骨架的混凝土拱橋的建造數量、跨徑及重要關鍵施工技術。鋼管混凝土拱橋是鋼拱橋拱圈中一部分鋼被混凝土代替，以混代鋼部分只用鋼價1/27，拱圈架設重量只為鋼拱的1/2，所以架設速度快、風險低，造價低，地基能提供有效抗力時，代替鋼拱是必然趨勢，在軟弱地基建系桿拱，值得比較。
作者鄭皆連院士是中國近幾十年拱橋發(fā)展的見證者、參與者與創(chuàng)新者，為總結近期的成功經驗，推動鋼管混凝土拱橋及勁性骨架混凝土拱橋建設，進一步提高質量、降低造價及風險，向更大跨徑發(fā)展。本書內容獲2018年國家科技進步二等獎。作者及帶領的團隊參與并指導了當前世界*跨徑鋼管混凝土拱橋、勁性骨架混凝土拱橋建設的成功經驗，在工程實踐中不斷對原有理論和技術進行創(chuàng)新和完善，因此形成的成果具備極強的實踐性和指導意義。
近年來，大跨徑鋼管混凝土拱橋及以其為勁性骨架的混凝土拱橋無論從建造數量、跨徑、質量都形成了一次較為集中的突破，保持了我國在拱橋建設上引領世界的地位。本書作者是中國近幾十年來拱橋發(fā)展的見證者、參與者與創(chuàng)新者，為總結近期的成功經驗，推動鋼管混凝土拱橋及勁性骨架混凝土拱橋建設，進一步提高質量、降低造價及風險，向更大跨徑發(fā)展，也是為了響應上�？茖W技術出版社的邀約，歷時一年多，幾易其稿，終于完成了這部對橋梁工程建設者、橋梁科技工作者及橋梁專業(yè)大學生有重要參考價值的專著。
全書共分為9章，各章節(jié)主要內容分別如下：
第1章介紹了鋼管混凝土拱橋特質，與其他橋型的比較，發(fā)展歷程、發(fā)展水平，拱圈架設方法，施工風險。
第2章主要描述了世界僅有三座跨徑超過500米級的鋼管混凝土拱橋與鋼拱橋、斜拉橋、懸索橋技術、經濟的比較結果，獨家提出基于懸拼節(jié)段的拱圈設計，進行靜動力計算，并對受力機理進行了討論。
第3章介紹了跨徑500米級鋼管混凝土拱橋拱圈懸拼節(jié)段工廠制造流程、精度控制、大型懸拼節(jié)段船舶運輸。
第4章具體介紹了兩座跨徑超500米級鋼管混凝土拱橋拱桁斜拉扣掛施工技術，并對不同扣掛方法進行比較。
第5章獨家提出了拱圈節(jié)段懸拼一次張拉扣索、過程中不用調索的計算方法，驗證了計算方法的正確性及在實橋中的應用。
第6章介紹了大流動性、膨脹收縮可設計的混凝土材料，真空輔助壓力連續(xù)灌注管內混凝土工藝及設備，以及在多座特大型鋼管混凝土拱橋中的應用。
第7章介紹了纜索吊運系統的設計、施工與應用。纜索吊運系統是拱橋拱圈懸拼施工采用最多的臨時大型設施，對拱橋施工安全、速度、精度、造價影響大，研究意義重大。
第8章介紹了獨創(chuàng)的主動施力控制代替剛度被動控制吊、扣塔位移的原理、方法，實現了塔頂位移控制在20mm內的巨大進步。
第9章介紹了我國工程師把鋼管混凝土拱用作勁性骨架，發(fā)明了分環(huán)、多工作面澆筑，斜拉索調載技術，把勁性骨架混凝土拱橋跨徑提高到近500m的研究及實踐成果。
本書中的主要成果支撐了主跨507m的合江長江公路大橋、主跨530m的合江長江一橋(通車的世界最大跨徑鋼管混凝土拱橋)和主跨575m的平南三橋(在建世界最大跨徑拱橋)的建造。本書作者帶領團隊參與并指導了這三座橋的建設，在工程實踐中不斷對原有理論和技術進行創(chuàng)新和完善，因此形成的成果具備極強的實踐性和指導意義。
廣西大學教授鄭皆連撰寫了第1章、第8章、第9章，并負責全書統稿；第2章主要由四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司總工程師牟廷敏撰寫；第3章主要由廣西路橋工程集團有限公司總工程師韓玉撰寫；第4章、第5章、第7章主要由廣西路橋工程集團有限公司副總工程師秦大燕撰寫；第6章主要由廣西路橋工程集團有限公司副總工程師王建軍撰寫。
參與本書工作的還有廣西路橋工程集團有限公司解威威、鄭健、葉志權、何建喬、隗磊軍，四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司范碧琨、趙藝程、鄭旭峰、林小軍、田波、汪洋、鄒圻，廣西交通科學研究院有限公司姚鑫玉。
在無收縮管內混凝土材料制備技術上得到了東南大學繆昌文院士、劉加平教授團隊的大力支持。本書中用到的大量圖片除了作者長期搜集積累之外，各工程參建單位也進行了補充，在此一并表示衷心的感謝。感謝中鐵二院工程集團有限責任公司副總工程師陳克堅、國家設計大師馬庭林，以及中鐵十八局云桂鐵路南盤江特大橋經理部為第9章提供資料。
由于500米級鋼管混凝土拱橋及以其為勁性骨架的混凝土拱橋目前正處于蓬勃發(fā)展、廣泛推廣應用的階段，跨徑也進一步向著600m乃至700m突破，相應的建造技術也在實踐應用中不斷創(chuàng)新和進步，因此本書成果還起著承前啟后的作用，也要在實踐中進一步完善。再經過數年的發(fā)展應用，拱橋可能會在橋梁家族中找到更合適的定位，屆時編著一本更大跨徑拱橋建造技術的書亦是一項義不容辭的工作。在此過程中衷心期望廣大業(yè)界同仁共同參與并提供意見和建議，攜手為我國拱橋事業(yè)的進步做出努力。
鄭皆連2019年7月
第1章 緒論 1
1.1鋼管混凝土拱橋的特質1
1.2鋼管混凝土拱橋發(fā)展歷程3
1.3鋼管混凝土拱橋拱圈無支架施工9
1.3.1斜拉扣掛懸拼9
1.3.2轉體施工12
1.4鋼管混凝土拱橋拱圈施工風險13
參考文獻15
第2章500米級鋼管混凝土拱橋設計 16
2.1橋位及橋型方案比選16
2.1.1合江長江一橋16
2.1.2合江長江三橋18
2.2關鍵結構研究20
2.2.1拱圈懸拼單元20
2.2.2拱圈內橫隔21
2.2.3拱圈橫撐23
2.2.4拱圈肋間橫梁25
2.2.5拱圈懸吊結構多維連接體系25
2.2.6拱座27
2.3強度與剛度計算29
2.3.1合江長江一橋29
2.3.2合江長江三橋45
2.4受力機理探討62
2.4.1材料參數對承載能力的影響62
2.4.2長細比對承載能力的影響63
2.4.3徐變對承載能力的影響66
2.4.4脫空對承載能力的影響68
2.4.5初應力對承載能力的影響69
2.4.6非線性對承載能力的影響71
2.4.7動力性能的宏觀評價72
參考文獻73
第3章 拱桁節(jié)段制造與運輸 74
3.1拱桁節(jié)段誤差分析與控制74
3.1.1拱桁節(jié)段施工誤差限值74
3.1.2拱桁節(jié)段施工精度控制75
3.2拱桁節(jié)段制造與工廠試拼裝76
3.2.1臥式制造78
3.2.2立式拼裝83
3.3拱桁節(jié)段焊接85
3.3.1焊接工藝評定85
3.3.2焊接方法及相關要求85
3.3.3實際應用效果86
3.3.4自動焊接技術應用86
3.4法蘭盤和拱鉸軸制作86
3.4.1法蘭盤制作86
3.4.2拱腳軸制作88
3.5拱桁節(jié)段運輸90
3.5.1現場預制平車運輸90
3.5.2拱桁節(jié)段整體水運90
第4章 斜拉扣掛體系設計與施工 92
4.1概述92
4.1.1斜拉扣掛技術應用簡況92
4.1.2扣掛體系分類93
4.1.3扣掛體系類別的優(yōu)缺點94
4.1.4扣掛體系的選擇95
4.2扣掛體系組成部分95
4.2.1扣索95
4.2.2扣點、轉點95
4.2.3塔上索鞍或交換梁96
4.2.4扣塔96
4.2.5地錨99
4.3合江長江一橋斜拉扣掛體系99
4.3.1斜拉扣掛體系設計99
4.3.2斜拉扣掛體系計算103
4.3.3預應力巖錨施工108
4.3.4塔架安裝與拆除109
4.4平南三橋斜拉扣掛體系119
4.4.1斜拉扣掛體系設計119
4.4.2斜拉扣掛體系計算122
4.4.3錨拉板式扣點136
4.4.4扣點分配橫梁137
4.4.5鋼絞線轉向索鞍139
4.4.6扣索平臺139
4.4.7塔架安裝與拆除142
4.4.8扣索荷載試驗146
參考文獻147
第5章 斜拉扣掛一次張拉計算方法及實踐 148
5.1概述148
5.2斜拉扣掛數學模型及施工優(yōu)化方法149
5.2.1斜拉扣掛數學模型及施工優(yōu)化方法149
5.2.2過程最優(yōu)，結果可控斜拉扣掛施工優(yōu)化方法150
5.3工程應用152
5.3.1馬灘紅水河特大橋152
5.3.2六律大橋161
5.3.3平南三橋164
參考文獻179
第6章 管內混凝土制備與灌注 180
6.1脫黏、脫空現象和灌注工藝180
6.1.1鋼管混凝土脫黏、脫空現象及成因180
6.1.2灌注工藝181
6.2管內混凝土原材料182
6.2.1混凝土常規(guī)材料182
6.2.2高穩(wěn)健性外加劑技術183
6.2.3全過程補償技術184
6.3真空輔助灌注工藝及試驗187
6.3.1管內混凝土真空輔助灌注工藝187
6.3.2工藝試驗188
6.3.3試驗結果及分析190
6.4管內混凝土灌注施工工程應用195
6.4.1工程背景195
6.4.2灌注效果199
6.4.3灌注施工管理分析202
參考文獻215
第7章 纜索吊運系統設計、施工與應用 216
7.1纜索吊運系統組成216
7.1.1塔架217
7.1.2風纜217
7.1.3索系統217
7.1.4其他220
7.2纜索吊運系統分類221
7.2.1塔架式纜索吊221
7.2.2無塔架纜索吊222
7.2.3可橫移式纜索吊222
7.3纜索吊機主索幾何非線性分析224
7.3.1拋物線解析法224
7.3.2非線性索輪單元法228
7.4合江長江一橋纜索吊運系統233
7.4.1纜索吊運系統設計及強健性研究233
7.4.2超大跨鋼管拱肋吊運系統關鍵技術研究238
7.4.3纜索吊運系統安全檢校243
7.5平南三橋纜索吊運系統244
7.5.1纜索吊運系統設計與計算245
7.5.2主地錨計算250
參考文獻251
第8章 吊、扣塔位移適時主動施力控制 253
8.1概述253
8.2主動施力控制與剛度被動控制的比較255
8.3主動施力控制塔頂水平位移的實現途徑256
8.4馬灘紅水河特大橋吊、扣塔257
8.4.1GNSS位移自動化監(jiān)測系統257
8.4.2塔架主動施力控制方法257
參考文獻260
第9章 勁性骨架混凝土拱橋 261
9.1發(fā)展概況261
9.2降低拱圈混凝土澆筑過程中勁性骨架的瞬時應力及永存應力265
9.2.1國外調載工法266
9.2.2國內調載工法266
9.3工程應用268
9.3.1邕江大橋268
9.3.2南盤江特大橋276
9.4勁性骨架調載方法280
參考文獻281
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