同向回转拉索柱式塔斜拉桥关键技术研究与应用

1、2022年度安徽省科学技术奖推荐工程公示内容科技进步奖工程名称同向回转拉索柱式塔斜拉桥关键技术研究与应用项 目 简 介1工程背景斜拉桥是大跨径桥梁采用的主要桥型之一。传统拉索锚固方式在塔壁产生不冋程度拉应力，混凝土桥塔的耐久性困扰着斜拉桥的进一步应用。工程依托徐明高速五河定淮大桥等工程，首 次提出了一种“塔上环绕、桥面锚固的同向回转拉索体系，从根本上解决了索塔开裂的问题， 提高了结构的耐久性。冋时也带来了斜拉桥体系的突破、塔梁锚固方式和主梁形式的变革，形 成了以柱式塔为特征、以冋向回转为关键技术的冋向回转拉索柱式塔斜拉桥，在体系的设计、 科研、试验、应用上取得系列成果，推动了斜拉桥的根底理论研

2、究和实用技术进步。2、主要研究内容及研究成果研究分为四个子课题展开：冋向回转拉索体系研究、锚拉板系统优化与试验研究、别离式 混合梁关键技术研究和冋向回转拉索柱式塔混合梁斜拉桥总体性能研究。1主要技术内容首次提出冋向回转拉索体系及基准圆桶定位设计方法，实现了索塔的无拉应力锚索。研发 夹持型大转角鞍座、自防护拉索索股，实现拉索的绕塔回转、无灌浆夹持的结构要求。进行最 小半径、最大回转角鞍座锚索系统夹持、磨蚀-疲劳试验。首次提出索股磨蚀-疲劳试验广义性定量判断算法。提出挤压摩擦性混凝土梁锚拉板结构，实现锚拉板与混凝土主梁之间的可靠锚固， 适配同向回转拉索梁上张拉锚固的需求。提出了“同向回转拉索柱式塔

3、体系斜拉桥的概念， 对柱式塔体系斜拉桥展开了全面系统的研究，延拓了斜拉桥的适用性。2 专利和知识产权获创造专利2项、实用新型专利 3项、软件著作权1项。3技术经济指标提出1种新型鞍座结构型式、1种新型索股防护型式，提出 1套夹持型鞍座夹持参数、1套 大回转拉索疲劳指标。推导 1套磨蚀-疲劳定量判断公式。提出 1种新型斜拉桥结构体系。提出 1种新型锚拉板连接方式。编制体系制造、检验、安装、更换等方面的4项标准。成果应用于五河淮河大桥、芜湖长江二桥，节约工程造价总计节约造价总计8909万元。3、应用推广情况研究成果已成功应用于主跨 246m五河淮河大桥主桥，并已设计应用于在建的主跨 806m芜 湖

4、长江二桥主桥。拟建的主跨 200m淮南淮河二桥亦设计应用该成果。夹持型鞍座广泛应用于已建的主跨 130m怀洪新河大桥、主跨 2X60m新汴河大桥，在建的 主跨200m寿阳淮河大桥、主跨 130m裕溪河大桥、芜湖长江二桥两座主跨 100m引桥等多座矮 塔斜拉桥。自防护索股，已在国内钢缆厂形成专项生产线。4、经济及社会效益五河淮河大桥、芜湖长江二桥等工程相关局部总造价13.4664亿兀，应用工程研究成果， 节约造价总计8909万兀。米用工程研究成果，建设、设计、施工、制造等单位近3年新增利润总计1.338亿元，新增税收总计 3168万元。工程研究成果填补了行业技术空白，促进了行业技术 开展，提升了

5、行业国际学术影响力，为国家、行业及地方标准的编制和修订提供了依据。研究课题经范立础院士等专家鉴定到达国际领先水平，交通部前总工程师周海涛评价为我 国交通领域为数不多的原始创新之一。主要完成单位及创新推广奉献主要完成单位创新及推广奉献安徽省交通控股集团安徽省交通控股集团是本工程的第一完成单 位，在研究过程中，投入了大量的人力，负责工程的组织、 管理和实施工作，负责总体研究技术路线的制定和具体实施 方案的编制。主持完成了冋向回转拉索体系的总体研发过 程。负责完成了鞍座锚体的加工工艺试验研究，进行了相关 构件的试制工作。完成了鞍座系统钢绞线的疲劳试验研究现 状的调研，并在调研的根底上进行了系统的分析

6、和研究，并 制定了鞍座系统疲劳试验方案，完成了系统疲劳试验研究的 工作内容。负责完成了同向回转拉索体系的抗滑性能试验研 究的相关工作。负责挤压摩擦式锚拉板的原始创新工作。提 出同向回转拉索柱式塔斜拉桥结构体系，制定柱式塔斜拉桥 研究的技术路线。并完成了工程研究成果的整理和编写工 作。取得了多项重大创新技术成果，工程研究成果总体上达 到了国际领先水平。本科研成果及时的在我公司负责的建设工程中及时的进 行了应用。在我公司建设的五河淮河大桥中进行了实桥应 用，在研究过程中工程研究与实桥应用紧密结合，为五河淮 河大桥的建设提供强大的技术支持。在工程鉴定完成后， 我公司将同向回转拉索体系的研究成果推 广

7、在芜湖长江公路二桥的工程建设中，首次将冋向回转拉索体系、锚索区无拉应力柱式塔技术推广应用在大跨径下拉桥中， 很好的配合了芜湖长江公路二桥主塔的分肢柱式塔的结构特 点。并将工程研究的夹持型鞍座和混凝土锚拉板结构应用在怀 洪新河大桥、新汴河大桥等矮塔斜拉桥中。同济大学冋济大学是本工程的主要完成单位之一，在整个工程的 研究过程中，积极配合工程组的研究进展完成了大量可科研 工作。 参与了同向回转拉体系的研发过程； 完成了同向回转拉索体系鞍座锚体及索塔锚固区的结 构性能分析与优化建议； 参与了无粘结钢绞线的防腐方案设计； 完成了无粘结钢绞线的耐腐蚀试验研究； 完成了同向回转拉索体系抗滑试验研究； 编制了

8、斜拉索用无粘结钢绞线技术条件。 完成了摩擦挤压式锚拉板结构的连接构造优化与性能 研究 完成了别离式混合梁关键构造的优化与性能研究 开展了同向回转拉索柱式塔斜拉桥的体系特性研究安徽省交通规划设计研究总院股份有 限公司安安徽省交通规划设计研究总院股份是本工程 的主要完成单位之一，在整个工程的研究过程中，积极配合 工程组的研究进展完成了大量可科研工作。主要完成的工作 如下： 系统调研了不同索塔锚固结构形式的特点及应用情 况，完成了不同索塔锚固形式的比拟分析； 完成了同向回转拉索体系的设计及优化工作； 完成了无粘结钢绞线的防腐方案设计； 参与了冋向回转拉索体系疲劳试验研究； 编制了同向回转拉索体系鞍座

9、质量验收标准； 参与了挤压摩擦式锚拉板的原创设计工作； 参与了别离式混合梁关键技术研究。推 广 应 用 情 况工程研究创新性的提出了冋向回转拉索体系柱式塔斜拉桥，利用冋向回转拉索，从根本上 解决了索塔开裂的冋题，提咼了斜拉桥结构的耐久性。通过工程系统的研究，形成了包括同向 回转拉索体系、混凝土锚拉板、柔性柱式塔在内的关键技术成果，使冋向回转拉索体系柱式塔 斜拉桥成为一种成熟的技术体系。研究成果突破了索梁、索塔锚固方式，延托了斜拉桥结构体 系的适用范围，具有极大的推广应用前景。冋向回转拉索体系柱式塔斜拉桥已经应用在五河淮河大桥主桥，主跨246m柱式独塔混合梁斜拉桥中，成功的解决了桥塔混凝土结构的

10、耐久性，降低了桥塔的截面尺寸，同时也降低了桥 塔锚固区的用钢量，节约了工程造价应用证明1、4、7、9。在建的芜湖长江二桥主桥， 主跨806m超大跨径柱式双塔钢箱梁斜拉桥也设计应用了同向回转拉索体系柱式塔斜拉桥，经济效益显著应用证明3、8。拟建淮南二桥的设计也对冋向回转拉索体系柱式塔斜拉桥进行了推广应用，目前已完成项 目的初步设计，经济效益比选较为明显应用证明1 。工程研究成果的关键技术， 夹持型鞍座、自防护索股已广泛应用于已建的主跨130m怀洪新河大桥、主跨200m新汴河大桥，在建的主跨 200m寿阳淮河大桥、主跨 130m裕溪河大桥、 芜湖长江二桥两座主跨 100m引桥等多座矮塔斜拉桥。 相

11、对于传统矮塔斜拉桥的施工，穿索便利性大大加强，既节约了造价，也极大的提高了施工效率，冋时也为以后拉索的更换提供了便利 性应用证明2、5、6。鞍座锚索系统夹持、磨蚀-疲劳综合试验研究成果，已成为建设、设计、施工和监理进行产 品质量与性能判断的重要方法。主要完成人情况表姓名技术职称工作单位完成单位对本工程技术创造性奉献曾获科技奖励情况胡可正咼工安徽交通控股集团有限公 司安徽交通控股集团为本工程的总负责人 1主持工程立项，调研、 总体技术路线与研究内容的制定，研究内容 的开展，报告与成果核定，成果推广应用等。对第1、2、3、4条创新点做出创造性奉献知识产权 1、2、3、4、5、6-P34-P39 。

12、获省部级一等奖1项、二等奖1项、三等奖 1项；2022年获首届“安徽省勘察设计大 师称号。曹光 伦正咼工安徽交通控股集团有限公 司安徽交通控股集团为本课题重要技术负责人，负责工程子课题 的技术方案制疋，主持课题研究具体技术难 题攻克，参与课题重大难题决策。对第1 2、3、4条创新点做出创造性贝献知识产权1、2、3、4、5-P34-P39 获中国公路学会科学技术奖一等奖一次；获中国公路学会科学技术奖二等奖一次，三等奖一次；获安徽省科学技术进步奖三等奖二 次。石雪飞教授同济大学同济大学为本课题重要技术负责人，负责工程子课题 的技术方案制疋，主持课题研究具体技术难 题攻克，参与课题重大难题决策。对第

13、1 2、3、4条创新点做出创造性贝献知识产权1、2、3、4、5-P34-P39 2022年中国公路学会科学技术一等奖；2022年广东省科技进步二等奖；2022年中国公路 学会科学技术一等奖；2022年中国公路学会 科学技术一等奖；2022年中国公路学会科学 技术三等奖；2022年中国公路学会科学技术 特等奖。陈修 和正咼工安徽省交通规划设计研究 总院股份安徽省交 通规划设 计研究总 院股份有 限公司为本工程的重要研究成员，参与冋向回转拉 索系统的原创工作，参与挤压摩擦式锚拉板 的原创与优化工作，参与结构优化与性能研 究。对第1、3、4条创新点做出创造性贝献知识产权 1、2、3、5-P34-P3

14、9 。1、?安徽江淮膨胀土工程特性及路基处治关 键技术研究?科技进步二等奖 部级排名 第三2、?大跨度拱桥施工过程空间仿真分析研 究?科技进步三等奖省级排名第三3、?通透肋式拱梁傍山隧道修建技术研究?科技进步二等奖省级排名第一4、?压浆补强组合技术在城市道路刚改柔中 应用?科技进步一等奖 市级排名第三梅应 华正咼工安徽省交通规划设计研究 总院股份安徽省交 通规划设为本工程的重要研究成员，参与冋向回转拉2022年，安徽省交通科技进步三等奖； 2022 年，安徽省优秀设计一等奖；2022年，安徽计研究总 院股份有 限公司索系统的原创工作，参与挤压摩擦式锚拉板 的原创与优化工作，参与结构优化与性能研

15、 究。对第1、3、4条创新点做出创造性贝献知识产权 1、2、3、5-P34-P39 。省优秀设计三等奖。阮欣副教授同济大学同济大学为本工程的重要研究成员，负责冋向回转拉 索系统综合试验设计，参与同向回转拉索体 系的相关试验研究工作，主持同向回转的现 场实践工作。对第1、2、3条创新点做出创造性奉献知识产权 2、3、5-P35-P39 。2022年中国公路学会科学技术一等奖；2022年广东省科技进步二等奖；2022年中国公路 学会科学技术一等奖；2022年中国公路学会 科学技术一等奖；2022年中国公路学会科学 技术特等奖。赵可肖咼工安徽交通控股集团有限公 司安徽交通控股集团为本工程的重要研究成

16、员，参与冋向回转的 疲劳试验研究、夹持试验研究，参与现场的 实践工作，参与完成锚拉板实桥试验工作， 参与相关成果推广应用，参与研究报告撰 写。对第1、2、3条创新点做出重要奉献知 识产权 2、3、5-P35-P39 。安徽省公路学会交通科技进步奖二等奖。刘志 权工程师同济大学同济大学为本工程的重要研究成员，参与冋向回转拉 索体系、锚拉板系统、别离式混合梁的等关 键构造的优化与分析，参与同向回转拉索体 系的相关试验研究工作，完成同向回转拉索 夹持试验的具体工作，参与研究报告撰写。 对第1、2、3条创新点做出创造性奉献知 识产权 2、3、5-P35-P39 。2022年中国公路学会科学技术二等奖；

17、2022年中国公路学会科学技术三等奖。窦巍工程师安徽省交通规划设计研究 总院股份安徽省交 通规划设 计研究总 院股份有 限公司为本工程的主要研究成员，参与锚拉板系统 结构优化与现场试验研究，参与现场实践研 究。对第3条创新点做出重要奉献知识产 权 5-P39 。何金 武咼工安徽交通控股集团有限公 司安徽交通 控股集团 为本工程的主要研究成员，参与锚拉板系统 结构优化与现场试验研究，参与现场实践研 究。对第3条创新点做出重要奉献知识产 权 5-P39 。主要知识产权目录不超过10件知识 产权 类别知识产权具体名称国家地区授权号授权日期证书编号权利人创造人创造专 利有效 状态创造 专利斜拉桥混凝土

18、主梁 用锚拉板组件中国202210026902.82022.10.011489658安徽省交通投资集团有 限责任公司梅应华、曹光伦、左敦礼、于春江、李晓 勇、王宏斌、邹正明、杨新苏、龚祚、窦 巍、连俊峰有效创造 专利用于索塔斜置的拉 索转向器中国202210567587.52022.09.171485019合肥斯派索材料科技有限公司梅应华、杨晓光、胡可、郑建中、石雪飞、 许文俊有效实用 新型 专利鞍座锚固段具有复 合护套的斜拉桥拉 索中国202220711471.X2022.06.052951848安徽省交通投资集团有 限责任公司杨晓光、郑建忠、黄维树、梅应华、蔡兵有效实用 新型 专利具有同向回转拉索 体系的斜拉桥中国202220039003.72022.07.243058783安徽省交通投资集团有 限责任公司胡可、杨晓光、郑建忠、马