钢筋混凝土拱桥研究论文

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周志祥：博士，教授，博士导师，新世纪“百千万人才工程”国家级人才，全国交通青年科技英才，重庆市首批学术技术带头人，享受国务院政府特殊津贴；主持国家、省部级和地方科技课题20余项，发表论文50余篇，申请专利8项；获得省部级科技进步奖三项；首创“横张预应力砼梁施工方法”和“预应力砼八字形刚架拱桥”，获得发明专利，主持完成国家科委攻关计划“横张预应力砼梁工艺及性能试验研究”，目前承担的国家级科技项目有“大型桥梁安全远程智能监测成套技术示范”和 “大跨径拱桥地震反应特性与减震控制研究”。易志坚：教授，博士导师，国家“百千万人才工程”第一、二层次人选，国家级有突出贡献的中青年专家，政府特殊津贴获得者，交通部“十百千人才工程”第一层次人选,重庆市首批学术技术带头人，重庆市劳动模范,重庆市力学学会副理事长。在裂纹弹塑性场研究方面取得突破性进展，提出了一种求解应力强度因子的裂纹线方法，被国内外学者广泛采用，成为国内外求解应力强度因子的一种独立方法；首次提出了加筋土稳定和破坏的断裂力学机理；第一次提出了“过渡层”的概念及过渡层的损伤将导致水泥混凝土路面在低应力水平下破坏的机理，提出了设置隔离层的路面结构。近年来，承担了国家自然科学基金、重庆市重大科技专项、交通部西部开发项目等在内的一批重要项目；发表论文50多篇，其中10多篇发表在国际权威刊物上，论文被SCI、EI等收录或引用数十篇次；获得国家发明专利2项。刘忠：博士，教授，政府特殊津贴获得者。国家“百千万人才工程”第一、二层次人选、交通部十百千人才工程第一层次人选、交通部跨世纪学术带头人。主要从事大跨径桥梁施工控制、桥梁非线性与空间分析研究。在大跨径拱桥几何非线性、材料非线性分析及施工控制等研究方面成果突出。完成和承担了多个科研项目先后获得国家级、省部级奖励5项、发表论文30余篇。顾安邦：教授，博士导师，全国优秀科技工作者，国务院政府特殊津贴获得者，重庆市学术技术带头人。主持和参加了十多项国家和省部级重大科技项目，在大跨径桥梁的非线性分析、稳定分析和施工控制等方面取得了丰硕成果，获国家科技进步一、二、三等奖各一项，省部级科技进步一、二等奖各三项，以及交通部“吴福——振华交通贡献奖”和“茅以升桥梁大奖提名奖”，出版科技著作和教材五部，发表论文50多篇，指导硕士研究生22人， 协助指导博士生3人，并担任虎门大桥、鹅公岩长江大桥、巫山长江大桥、奉节长江大桥的技术顾问，为桥梁建设做出了重大贡献。梁波：博士，教授，博士生导师。交通部新世纪十百千第一层次人选，甘肃省高校跨世纪学科带头人，省333科技人才工程第一、二层次人选，省555创新人才工程第一层次人选。中国土木工程学会土力学与岩土工学会理事、隧道及地下工程学会理事，国际土协会员。主持并参加国家和省部重大项目30余项。发表论文60余篇，其中，SCI检索1篇，EI检索9篇，一级学报20余篇。获得省部级科技进步奖五项。参编教材三部，副主编教材一部。在高速铁路中，率先提出了车—路垂向耦合系统的动力分析模型；在加筋土强度机理方面，率先提出了等效侧向约束力模型；在可靠度理论方面，主要探讨了非线性相关可靠指标改进、简化计算方法及其应用。近年研究了区域性或特殊条件下部分土工结构关键工程技术问题。向中富：男，教授、硕士导师. 1960年1月生，1983年毕业于重庆交通大学道桥系桥梁与隧道专业，工学硕士，现任重庆交通大学土木建筑学院院长。重庆市土木建筑学会理事、重庆市科技咨询协会咨询专家。向中富教授长期从事桥梁工程教学（主讲“桥梁工程”、“高等桥梁结构理论” 等）、科学研究及技术咨询工作。主要研究方向为桥梁设计理论（特别是桥梁结构体系、结构分析、桥梁稳定性等）、桥梁施工及控制技术、桥梁诊断及加固改造等。近年来主持、参加完成10余项桥梁工程研究课题，出版《桥梁施工控制技术》等专著、施工手册2部，主、参编出版《桥梁工程》等教材、计算示例5部，发表论文20余篇，获省部级科技奖、教师奖3项。徐林生：男，教授、博士后、博士生导师。1964年1月生，浙江桐乡市人，同济大学土木工程流动站出站博士后（师从中科院孙钧院士），现为重庆交通大学土木建筑学院岩土与地下工程系隧道与地下工程研究所所长、中国公路学会隧道工程学会理事。作为项目主持和主研人员完成的国家、省部级等各类科研项目达20多项，获各级奖励10项，发表论文50余篇、出版专著一部。目前主要从事岩土工程、隧道工程与地下结构工程、桥梁基础工程、防灾减灾等领域的研究工作。王成：男，工学博士、教授。1962年9月出生，岩土与地下工程系主任，重庆市首届学术技术带头人后备人选，国家自然科学基金委同行评议专家。主要研究方向为桥梁结构、桩基础结构、隧道围岩结构、边坡锚固结构等的损伤断裂分析、缺陷及承载力研究，主持及主研纵横向科研项目十多项，在《应用数学和力学》、《岩土工程学报》、《岩石力学与工程学报》、《工程力学》等多种学术刊物、国际及国内学术会议论文集发表学术论文50多篇，其中被国际三大检索SCI、EI、ISTP收录十余篇次。目前指导各类硕士研究生10名，并协助后勤工程学院和重庆大学土木学院指导博士研究生各一名。韩西：男，汉族，工学博士、博士后，教授。1964年12月生，重庆人，1985年7月参加工作，重庆交通大学土木建筑学院教授，现任实验教学部副主任（主持工作）。现为美国土木工程学会会员，全国高校制造自动化学会会员、重庆市公路学会会员、桥梁及隧道工程学科学术骨干。主要研究领域为结构动力学、振动工程、结构分析、结构试验检测。先后负责或主研了17个科研项目的研究，其中有国家自然科学基金项目1项，交通部重点科技项目，西部交通科技建设项目，重庆市科委项目，中国工程物理院科学技术基金项目，横向科研项目及重庆交通大学基金项目共10余项。在国内外著名刊物上发表学术论文近三十篇，其中被EI收录的论文6篇，被ISTP收录的论文1篇，主研的国家自然科学基金项目“齿轮传动耦合非线性振动冲击噪声的识别与控制”2002年获教育部全国高校自然科学二等奖。徐君兰：女，教授。1936年2月21日生，1959年毕业于成都工学院桥梁与隧道工程本科专业。国务院政府特殊津贴获得者，教授级咨询专家（重庆市科技咨询协会）。长期工作在教学科研第一线，承担过多项大跨度桥梁的科研工作， 编写出版了多部桥梁工程方面的专著，在大跨悬索桥的设计理论和桥梁施工控制工程方面取得了丰硕成果，应用于多座特大桥的设计施工中，目前的研究方向是大跨桥梁的结构分析和工程控制。曾获得省部级科学进步奖及优秀教学成果奖多项。已指导桥梁与隧道工程专业硕士研究生十四人。 大跨径桥梁设计理论与工程控制本研究方向在国内很早就从事拱桥结构体系、设计理论及工程控制研究，具有坚实的基础和雄厚的实力，并在钢管混凝土拱桥、悬索桥和吊拉组合桥方面作了深入系统的研究，先后完成国家自然科学基金“大跨径悬索桥结构体系研究”、交通部重点科研项目“大跨径钢管混凝土拱桥劲性骨架拱桥混凝土收缩徐变等非线形因素影响研究”、“邕宁大桥设计施工技术研究”、“虎门大桥施工控制研究”、“大直径钢管混凝土拱桥收缩、徐变特性研究”、“乌江PEC吊拉组合桥设计与施工研究”等。获得国家一、二、三等奖各一项，省部级奖共10余项，确保了世界最大跨径的混凝土拱桥--万县长江大桥、亚洲最大跨度的中承式混凝土拱桥--广西邕江大桥、第一座吊拉组合桥--贵州乌江大桥、最大跨径的石拱桥--丹河大桥和广东虎门大桥等顺利建设。目前正承担国家科技攻关引导项目“大型桥梁安全远程实时监测成套技术开发示范”，西部交通建设科技顶目“钢管混凝土拱桥设计、施工及养护关键技术研究”和“大跨径桥梁监测、加固、养护成套技术研究”。本方向的主要研究内容有：（1）大跨径桥梁结构体系研究；（2）大跨径桥梁几何、物理及温度非线性分析；（3）大跨径桥梁静、动力稳定性研究；（4）大跨径桥梁施工及工程控制研究；（5）大型桥梁建设和管养技术研究混凝土桥梁结构行为与新技术研究本研究方向结合我国桥梁建设的实际情况，就部分预应力混凝土梁、无粘结部分预应力混凝土梁、预弯预应力混凝土梁、横张预应力混凝土梁的受载行为、设计理论及施工工艺进行了深入系统的研究，先后完成了国家科委攻关计划“横张预应力梁性能及工艺试验研究”， “无粘结部分预应力混凝土梁斜截面设计原理”、“无粘结部分预应力混凝土梁斜截面疲劳设计原理”，国家科委和交通部的重点科研项目、重庆市科委与重庆市交委等的科研项目，取得一批有特色、有档次的科研成果。其中“横张预应力混凝土”技术被国内知名专家鉴定为国际首创，并且已在渝长高速公路多座桥梁上成功应用，取得了显著经济和社会效益；先后获省部级科技进步一等奖1项，二等奖2项，三等奖3项；已获得或公开的国家专利8项。本研究方向的成果整体处于国内先进水平，部分成果达到国际先进水平。目前该方向在桥梁结构抗震以及钢混组合式桥梁结构设计取得了突出的进展，正承担国家重大基础研究前期专项“大跨径拱桥地震反应特性与减震控制研究”，国家自然科学基金项目“大跨径拱桥地震反应半主动智能控制”，国家春晖计划项目“钢—砼结合梁桥设计与应用技术研究”等项目。本方向的主要研究内容有：（1）预应力混凝土桥梁新技术的开发与应用；（2）钢-混凝土复合结构性能及应用研究；（3）桥梁抗风与抗震；（4）旧危桥增强机理与加固维护新技术研究现代桥式及桥梁结构设计理论。桥梁结构损伤机理与耐久性研究本研究方向在“裂纹线场参量的应力强度因子求解方法和裂纹线场弹塑性分析方法”方面取得重要进展，在国际权威刊物发表了十多篇论文，并数十次被国内外文献所引用，提出了一种基于断裂力学原理提出了具有超常承载力的复合钢筋混凝土新结构，发表论文50多篇，被SCI、EI大量收录，获得国家发明专利2项。近年来，先后承担了国家自然科学基金项目、交通部重点项目、重庆市重大科技攻关项目等十多个项目的研究。同时，在主要研究既有桥梁结构的损伤状态、承载能力、使用性能等，该方向还针对桥梁结构中采用新结构、新材料、新技术的工程实践日益增多，以及随着大批桥梁进入老化期，开展桥梁结构的检测、评估、加固、维修及健康诊断。本方向的主要研究内容有：（1）桥梁结构状态诊断和静、动力性能评价模式研究；（2）结构损伤机理与桥梁衰变性态试验研究；（3）混凝土桥梁的FRP、预应力FRP加固、增强技术研究；（4）桥梁防撞保护结构的灾害防治技术研究。桥梁深基础及地下工程设计理论与关键技术研究本研究方向立足于西部地区的工程地质条件，从80年代就开始结合实际工程，解决桥梁基础工程及地下工程建设中的设计及施工关键技术问题。本方向在桩基计算理论和计算方法研究方面已形成了自已的优势和特色,提出了计算推力桩的综合刚度原理和双参数法及钻（挖）孔灌注推力桩桩土参数的取值范围，获得交通部科技进步三等奖，为交通部标准桥梁地基基础规范修订提供了重要依据；在岩体力学性能的基础研究中，将断裂力学和损伤力学原理应用于地下工程岩体力学行为研究，将弹塑性断裂力学的裂纹线场分析方法首次用于研究岩体断续节理的损伤与断裂行为，取得若干创新成果，在《应用数学和力学》、《岩石力学与工程学报》、《岩土工程学报》等核心期刊上发表学术论文50多篇，三大检索收录20多篇次。本方向的主要研究内容有：（1）桥梁桩基设计理论研究；（2）桩－土共同作用机理研究及超长桩承载性能研究；（3）地下工程的施工技术评价以及环境灾害风险分析；（4）特殊条件下岩土体的工程特性和本构关系试验；（5）考虑基质吸力、应力路径的土的力学性状试验；（6）特殊地质条件下（高原冻土、岩溶地区）道路、地下工程修建技术。长大公路隧道设计理论与施工关键技术本研究方向主要以岩石动、静力学特性的理论研究为基础，重点开展在特殊地质条件下的“公路隧道建设关键技术”、“长大公路隧道施工控制技术”、“长大公路隧道通风照明关键技术”以及“山岭隧道爆破掘进的动态信息化施工技术”等四个方面的研究。目前已经取得了较为系统的研究成果，并在国内形成了自己的特色。先后承担了国家自然科学基金项目、教育部重点项目、重庆市科技攻关项目等20余项，发表学术论文50多篇，三大检索收录25篇次，获得省级科技进步奖7项。首次发现了岩溶区大断面公路隧道围岩变形超前释放的基本规律以及隧道侧面岩溶引起隧道偏压现象；首次提出了隧道围岩非确定性反演分析新技术，在岩溶区公路隧道围岩稳定性研究方面处于国内领先水平；建立了岩石加、卸荷过程中声-应力相关性理论模型以及岩体卸荷本构模型；提出了高地应力区岩爆形成机制和判据，建立了隧道工程岩爆特征与防治措施的对应关系；提出了隧道围岩稳定性分析中岩体断裂力学和损伤力学模型；在冻土隧道回冻预测分析研究方面作了大量的创新性研究工作；开发了公路隧道送排式纵向通风、照明控制系统，编制了《公路隧道通风照明技术规范》。本方向的主要研究内容有：（1）隧道工程地质超前预报、动态信息化施工技术研究；（2）隧道与地下工程施工系统力学问题研究和力学行为模拟；（3）隧道工程安全的智能控制及仿真数值模拟研究；（4）公路隧道结构缺陷测试及安全性分析；（5）长大公路隧道通风照明关键技术研究。 近五年代表性成果（获奖、专利、文章、著作） 序号 成果（获奖、论文、专著、专利）名称 获奖名称、等级，发表刊物，出版单位，授权国家，时间 1 万县长江特大跨（420m）钢筋混凝土拱桥设计施工技术 国家科技进步一等奖2001年 2 低预应力度三钢混凝土连续梁研究 重庆市科学技术二等奖2001年 3 用扩张卡尔曼滤波器有限元方法反分析隧道围岩非确定性动态研究 重庆市科学技术一等奖2001年 4 万县长江公路大桥 第二届詹天佑土木工程大奖2002年 5 特大石拱桥设计与施工关键技术研究 山西省科技进步一等奖2002年 6 钢筋混凝土套箍封闭主拱圈加固拱桥成套关键技术研究 重庆市科技进步二等奖2003年 7 洛阳至三门峡高速公路许沟特大桥设计、施工及其监控技术研究 河南省科技进步二等奖2003年 8 横张预应力混凝土连续梁桥研究 重庆市技术发明三等奖2003年 9 大跨径斜拉桥稳定性研究 重庆市科技进步三等奖2003年 10 大跨径钢管拱桥无支架吊装技术研究 浙江省科技进步二等奖2004年 11 混凝土桥梁工程控制抗震能力和承载力测评方法研究 重庆市科技进步二等2005年 12 由立柱竖转形成的八字拱桥的施工方法 发明专利证（ZL 00 1 30630.8） 13 设置隔离层和结合层的水泥混凝土路面结构及施工方法 发明专利证书（ZL 00 1 13169.9） 14 设置透水滤浆隔离层和结合层的水泥混凝土路面结构及施工方法 发明专利证书（ZL 01 1 07124.9） 15 一种高等级公路的修建方法 发明专利公报（ CN 1205378A） 16 混张工艺制作的先张预应力混凝土构件 实用新型专利证书 （ ZL 03 2 37674.X ） 17 The Method and Analysis of the Vertically Tensioned Pre－stressed Concrete Beams(EI) Structural Engineering International，2004 Feb 18 Analytic Model of A Long-Span Self-Shored Arch Bridge（EI） Journal of Bridge Engineering, ASCE. 2002.01 19 Elastic-plastic analytical solutions for an eccentric crack loaded by two pairs of anti-plane point（SCI&EI） Applied Mathematics and Mechanics 2003.7 20 A new reinforced concrete (RC) composite structure based on principles of fracture mechanics（EI） Damage and Fracture Mechanics VII 2003 21 General form of matching equation of elastic-plastic field near crack line for mode I crack under plane stress condition（SCI&EI） Applied Mathematics and Mechanics 2001.10 22 Dynamic Analysis of the Vehicle-Sub grade Model of Vertical Coupled System（SCI&EI） Journal of Sound and Vibration 2001(1) 23 青藏铁路的重要意义、技术难点及力学问题（EI） 第十三届全国结构工程学术会议特邀报告2004.9 24 Forecast Analysis for the Re-frozen of Feng Huoshan Permafrost Tunnel on Zing-Tibet Railway(SCI&EI) Tunneling and Underground Space Technology,2004,19(1) 25 《公路与桥梁抗洪分析》 人民交通出版社 26 《模糊数学在土木与水利工程中的应用》 人民交通出版社 27 《土力学》 同济大学出版社 28 《预应力砼桥梁新技术探索与实践》 人民交通出版社，2005 29 《桥梁施工控制技术》 人民交通出版社2001.05 30 《川藏公路隧道高地应力与岩爆》 西南交通大学出版社2001.12

写作思路：可以根据现如今中国桥梁建设的发展水平进行阐述，可以从技术创新体制建设方面这个角度出发进行描述，中心要明确等等。

正文：

现如今，我国的桥梁建设事业飞速发展，如何利用现有的设备来满足人民对交通便利的需求，成为桥梁建设所要面对的主要问题。相信随着施工施工技术的发展、经验的积累及计算软件的普及，会出现更多更好的公路桥梁施工方法。

由于我国仍处于社会主义初级阶段，我国桥梁施工单位与其他一些企业一样，工作任务仍要靠上级直接下达命令，所要做的科研项目和技术改进还要靠有关部门立项拨款才可进行后续工作，而当桥梁施工完成后又往往束之高阁，只有一小部分能产生应有的可观效益。自从中国加入世贸组织以来，由于受国际关系的影响，我国桥梁建设行业与真正的国际标准要求还是存在很大的距离。这使得企业在桥梁施工的技术创新方面的紧迫感和积极性都大打折扣。

首先，在技术创新体制建设方面出现了缓慢进展的局势。虽然国家有关部门已经明令要求大型桥梁施工单位要建立以技术为中心的一种系统的创新体系，但仅仅有一小部分的企业响应了国家的号召，大部分桥梁施工单位仍选择维持旧有的施工技术体制，甚至有些企业仅仅在表面上建立了技术中心，而实际上却没有按新的体系运行。

其次，桥梁施工单位对技术创新工作的重视程度还是不够。由于施工建设市场的不完善和一些不良的施工风气的影响，许多人认为只要能拿下桥梁施工工程就可以把一系列的任务都能完成，这也就造成了他们重经营轻技术问题的产生。

除了以上两个方面，施工技术创新的投入还是不够。这也就导致了技术创新的积极性不够，多数桥梁施工单位对于科技的投入量不够，技术进步速度受到不同程度的影响，造成了产业升级相应滞缓。

施工人员可以利用强制式来对混凝土的拌制，需要注意的是拌制时间一定要达到施工要求，拌制时间既不能太长，也不能太短。因为搅拌时间如果过短，那么混凝土的混合将不会均匀，而搅拌时间如果过长，那么将会破坏混凝土原材料的结构。

同时，在混凝土搅拌的过程中，一定要严格的控制加水量和外加剂的用量。只有科学的控制水灰比例，减少混凝土的干缩量。只有把混凝土拌制均匀，才能达到混凝土的设计强度，从而满足桥梁施工的需要。

良好的混凝土施工技术不仅能降低混凝土内部的温度，还能减少混凝土的内外温差，这样会使由温度造成的裂缝产生几率得到降低。施工人员可以利用插入式振动器的振实来进行混凝土浇筑的过程，在这个环节，是不允许过振现象所导的混凝土表面粗、细集料离析而靠近模板的混凝土表面集料集中问题的出现，也要注意不可产生漏振而使混凝土表面产生麻面、蜂窝、孔洞、裂缝等质量问题。

在每次地振捣部位振动直到混凝土停止下沉不再冒出气泡、表面呈现平坦泛浆，才可以徐徐提起振动器。总之，混凝土的振捣应引起施工人员足够重视，只有混凝土振捣的结果符合要求，才能使桥梁的施工质量得到保证。

裂缝是桥梁施工的主要病害，那么对于防止裂缝产生的关键在于混凝土的养护。混凝土浇筑收浆完成后应及早进行洒水养护，保持混凝土表面处于湿润的状态。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，混凝土空心板在浇筑完成后必须在侧模外喷水散热，以免混凝土由于温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大产生裂缝。

在桥梁工程的施工期间，预应力的检查结果一切正常。但在后期的相邻标段的现浇梁施工时，却发现梁顶面的高程出现异常，这很可能是由于边墩顶内侧支座脱空造成的。在对桥梁预应力问题的处理中，桥梁施工单位面临着巨大的压力， 桥梁的基础、桥墩、现浇梁施工的各个工序都会造成预应力问题的发生。

在桥梁可以通车后，气温回升会造成桥梁弯处梁不同程度发生了支座脱空现象, 使桥面伸缩缝受到严重的损害而使路面无法正常行车。支座脱空的处理方法是十分困难和复杂的，需要将箱梁整体起顶后进行支座位移，同时要对墩帽及桥墩进行加宽处理，基础要增加钻孔桩。匝道被迫封闭，处理时间长达半年。

局部蜂窝问题的产生主要是因为混凝土结构强度大大降低了结构的严密性，其疏松的结构强度几乎达到了最低点。在桥梁的使用过程中，如果发生局部蜂窝问题，会导致它所承受能力极大地减少，并且遭受腐蚀而造成重大的损伤的几率更大，大大地降低了桥梁施工工程的承载力和耐久性。

现如今，我国的桥梁施工建设如火如荼，如何利用现有的施工技术来满足人民对交通便利的需求成为桥梁建设所要解决的主要问题。相信随着施工技术的发展、经验的积累，会出现更多更好的桥梁施工方法，为国家和人民的财产安全提供更有效的保障。