30年來，作者帶領所在單位四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司研究團隊，對鋼管混凝土（本書僅討論圓形鋼管混凝土）在溫度、車輛、收縮、徐變、疲勞等作用下的結構受壓、受彎、受剪等材料與結構力學性能開展研究，結合鋼管混凝土拱橋、鋼管混凝土強勁骨架成拱法的鋼筋混凝土拱橋、鋼管混凝土組合墩（塔）梁式橋、鋼管混凝土桁梁橋等具體工程的不同結構受力狀態(tài)，開展鋼管混凝土橋梁計算理論、結構構造、建造工藝和質量驗收標準的系統(tǒng)研究，取得了較為完整的研究成果。本書對上述研究成果進行了較為全面的梳理和總結，對今后鋼管混凝土橋梁的持續(xù)開發(fā)和建造具有較高的參考價值。
本書可供從事橋梁工程研究、設計、施工和管理的技術人員使用，也可供土木工程相關專業(yè)技術人員參考。
1.鋼管混凝土力學性能特點突出，充分發(fā)揮了混凝土和鋼材的材料性能，提高了構件的承載能力，同時又具有較好的塑性和韌性，為高強混凝土和高強鋼材的應用提供了廣闊的前景。且鋼管混凝土施工安裝簡單，在橋梁建造方面得到了廣泛的應用。
2.本書依托大量典型工程案例，開展工程結構、工藝設計攻關，總結并形成經驗推廣應用。內容不僅包括鋼管混凝土拱橋、梁橋、強勁骨架和橋墩等各種形式，還包括結構機理、計算原理、計算方法、新型結構構造、工序工法和部分裝備等新技術，研究成果具有很強的實際應用性。
3.本書順應新時代建設交通強國的需求，相關科研成果顯著，體現(xiàn)了新質生產力在公路橋梁建設方面的不斷發(fā)展。本書成果對支撐重大工程建設具有一定的參考價值，對鋼管混凝土的高質量發(fā)展也具有一定的促進作用。
鋼管混凝土力學性能特點突出，施工安裝簡單。我國已經建成了鋼管混凝土拱橋、鋼管混凝土強勁骨架成拱的鋼筋混凝土拱橋、鋼管混凝土組合結構墩(塔)橋和鋼管混凝土桁梁橋等不同結構形式的橋梁工程，鋼管混凝土橋梁成為橋梁工程重要結構形式。在工程建設過程中，結合工程難題，研究團隊致力于鋼管混凝土不同作用和不同荷載形式下的力學機理和連接接頭疲勞壽命研究，開展了鋼管混凝土桁式受壓和受彎結構、鋼管混凝土與鋼筋混凝土復合偏心受壓結構構造研究，開發(fā)了鋼管加工制造、運輸安裝和管內混凝土灌注方法等工藝，通過建造的一座座橋梁，不斷積累科研成果，推動鋼管混凝土橋梁技術持續(xù)進步。本書的研究工作始于我國第一座鋼管混凝土拱橋主跨115m的四川旺蒼東河大橋。研究團隊在國家、部、省和四川交通運輸?shù)雀黝惪萍柬椖抠Y助下，主要開展了鋼管混凝土套箍約束效應提高承載能力研究，溫度、鋼管內混凝土脫空、鋼管初始應力、鋼管混凝土長細比等影響參數(shù)研究，鋼管混凝土構件及桁式結構受彎、受壓、受剪的力學行為研究，鋼管混凝土與鋼筋混凝土復合結構力學行為研究，建立了受壓脫空容限鋼管混凝土統(tǒng)一理論和極限承載能力計算方法、受彎桁式結構極限承載能力計算方法、鋼管混凝土與鋼筋混凝土復合結構極限承載能力計算方法；開展了鋼管混凝土焊接相貫節(jié)點疲勞試驗研究、壽命評價方法和延長使用的技術路徑研究；開展了鋼管混凝土結構抗震性能、耐久性能研究；開展了預應力鋼管混凝土、超高強鋼管混凝土力學性能研究。開發(fā)了全鋼管混凝土桁式主拱結構構造準則、基于制造一體化的鋼管混凝土桁式制造單元體系、管桁焊接相貫連接節(jié)點提高疲勞壽命的構造準則、鋼管混凝土強勁骨架成拱法的鋼筋混凝土建造工法、鋼管混凝土桁式主梁及鋼-混凝土組合橋面板構造準則、鋼管混凝土框架式組合橋墩(塔)及與主梁(或索鞍)和承臺的連接構造準則等創(chuàng)新技術。發(fā)明了鋼管內混凝土高流動性、補償膨脹性的高性能混凝土泵送工藝、高拋灌注工藝和梭槽澆注工藝；建立了鋼管混凝土質量檢查驗收評定指標。研究團隊基于上述系列研究，先后建成了主跨460 m的重慶巫山長江大橋(2004年)、主跨530 m的四川合江長江一橋(2013年)、主跨575m的廣西平南三橋(2020年)、主跨507 m的四川合江長江三橋(2021年)等代表性鋼管混凝土拱橋；主跨360 m的四川廣元昭化嘉陵江大橋(2012年)、主跨277 m的四川磨刀溪大橋(2014年)、主跨320m的四川廣安官盛渠江大橋(2018年)、主跨280 m的四川涼山金陽金沙江大橋(2019年)、主跨260 m的四川涼山布拖金沙江大橋(2019年)以及主跨350 m的四川馬邊蘇壩大橋(2024年即將建成)和主跨510 m的四川西寧河大橋(2024年即將建成)等代表性鋼管混凝土強勁骨架成拱的鋼筋混凝土拱橋；最大橋墩高度為182.5m的四川臘八斤大橋(2012年)、最大橋墩高度為196 m的四川涼山金陽河大橋(2022年)、橋墩高度為195m的四川卡哈洛金沙江大橋(2024年)等代表性鋼管混凝土組合橋墩(塔)橋；全長1811 m的四川干海子大橋(2012年)、全長6430m的四川汶川克枯大橋(2018年)和全長1998 m的四川紅原大橋(2024年)等鋼管混凝土桁梁橋梁。
依托科研和工程建設成果，研究團隊先后編制了Design of concrete-filled steel tubular(CFST)hybrid structures(ISO/TC 71/WG2)、《鋼管混凝土拱橋技術規(guī)程》(GB 509232013)、《鋼管混凝土混合結構技術標準》(GB/T 514462021)、《公路鋼管混凝土拱橋設計規(guī)范》(JTG/T D65-062015)、《鋼管混凝土橋梁檢驗評定技術規(guī)程》(DB51/T 25952017)、《鋼筋混凝土箱形拱橋技術規(guī)程》(DB51/T 1992
2015)、《公路鋼管混凝土梁橋技術規(guī)程》(DB51/T 25132018)、《鋼管混凝土橋梁焊接節(jié)點疲勞技術規(guī)程》(DB51/T 25152018)、《公路橋梁超高強鋼管混凝土技術規(guī)程》(DB51/T 25982019)、《鋼管混凝土桁式混合結構技術規(guī)程》(T/CECS 7852020)、《公路鋼筋混凝土拱橋設計指南》(CHTS 101222023)等國際、國家、行業(yè)、地方和團體標準。
本書共分6章，第1章為鋼管混凝土橋梁建設和科研的緒論，第2章為鋼管混凝土材料與結構計算參數(shù)、關鍵技術等共性研究成果，第3章為鋼管混凝土拱橋相關科研成果和典型工程案例，第4章為鋼管混凝土強勁骨架成拱法的鋼筋混凝土拱橋相關科研成果和典型工程案例，第5章為鋼管混凝土組合橋墩的大跨連續(xù)剛構橋和鋼管混凝土組合橋塔的懸索橋相關科研成果和典型工程案例，第6章為鋼管混凝土桁式主梁橋的相關科研成果和典型工程案例。
本書內容主要來源于四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司30年來的研究和工程建設成果；在研究過程中，研究團隊得到了謝邦珠教授級高級工程師、張聯(lián)燕教授級高級工程師和范文理教授等專家的指導和幫助。同時，在本書撰寫過程中，引用了廣西大學鄭皆連院士及團隊、福州大學陳寶春教授及團隊、清華大學韓林海教授及團隊、武漢理工大學丁慶軍教授及團隊等部分成果，在此一并表示誠摯感謝。由于作者水平有限，書中難免有不足之處，敬請批評指正。
作者
牟廷敏，四川省公路規(guī)劃勘察設計研究院有限公司總工程師，教授級高級工程師，橋梁專家。享受國務院政府特殊津貼，獲首屆四川杰出人才獎、四川省學術和技術帶頭人、交通運輸部首屆中青年科技領軍人才、首屆十佳全國公路優(yōu)秀科技工作者、交通運輸行業(yè)科技特殊貢獻獎、四川省工程設計大師、全國五一勞動獎章、交通運輸部2017年感動交通十大年度人物等稱號。從事橋梁技術開發(fā)與設計工作30年，致力于鋼管混凝土橋梁、組合橋面板和橋梁高性能水泥混凝土可調控設計等技術領域的攻關。擔任了重慶巫山長江大橋、四川合江長江一橋、四川合江長江三橋、廣西平南三橋、四川雅安干海子大橋、四川雅安臘八斤溝特大橋、四川汶川克枯大橋、重慶云陽長江大橋、廣東佛山東平大橋、廣州新光大橋等特殊橋梁的設計負責人，參加了100余項特殊橋梁工程設計、審查工作。承擔近30項國家、部省級科技項目資助，取得多項重要科技成果。先后獲國家科技進步二等獎2項，國際橋梁大獎2項，省部級科學技術一等獎14項、二等獎13項，省部級優(yōu)秀設計一等獎13項。授權國家發(fā)明專利24項、國家實用新型專利41項、四川省工法8項。主編國家規(guī)范1部、交通運輸行業(yè)規(guī)范1部和四川省地方規(guī)范11部，發(fā)表學術論文70余篇。
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