大跨度PK宽箱混合梁斜拉桥设计与施工关键技术

石首长江公路大桥（主跨820m）在国内外首次实现了大跨度混合梁斜拉桥全部采用“工厂化生产，装配化施工”的目标，解决了主梁施工防裂控制技术难题与钢锚梁设计方法创新，提高了结构耐久性，有效减少了碳排放量，优选地降低了对环境的影响，对推动大跨度混合梁斜拉桥建造技术发展意义重大。

本书结合世界第七大跨度混合梁斜拉桥——石首长江公路大桥的建设实践，基于大跨度PK宽箱混合梁斜拉桥开展的科研攻关与技术创新成果，系统深入地阐述混合梁斜拉桥设计与质量控制关键技术。本书内容包括绪论、空间结构数值模拟计算方法、PK断面混凝土箱梁施工阶段结构力学性能及破坏机制分析、PK箱梁混凝土配合比设计与质量控制研究、PK箱梁混凝土温度控制研究、大跨度混合梁斜拉桥边跨主梁节段预制拼装关键技术、大跨度混合梁斜拉桥非对称施工阶段结构受力行为分析、大跨度混合梁斜拉桥主梁总体施工方案优化设计、索塔锚固结合部技术研究。本书可供从事桥梁设计、施工、监理，建设管理人员学习借鉴，特别针对大跨度混合梁斜拉桥建造的工程技术人员具有指导和启发作用，同时也可为桥梁工程相关技术领域科研院所研究人员参考使用。

赵健 （主编）,赵健，现任中铁建大桥工程局集团南方工程有限公司副总经理、总工程师。2015年毕业于俄罗斯太平洋国立大学，桥梁工程专业，获工学博士学位，2016年至2019年在清华大学从事博士后研究工作，研究方向为桥梁工程控制与建造关键技术。先后获中国钢结构协会科学技术一等奖，天津市优秀专利奖，吉林省科技进步二等奖各1项。主持或参与研发省部级课题10余项，参与广州明珠湾大桥、石首长江公路大桥等10余座桥梁工程的技术支持与科技研发工作，共发表国内外学术论文30余篇，主持或参与研发申报专利40余项，其中国际专利5项，参编专著1部，行业规范1部，省部级工法5部。

第1章绪论
1.1项目背景
1.2石首长江公路大桥工程概述
1.3项目主要研究内容
1.4项目研究过程概述
1.5项目总体技术性能指标
1.6项目创新点和取得的突破
1.7项目研究成果的推广应用条件和应用前景
1.8存在问题及工作设想
第2章空间结构数值模拟计算方法
2.1概述
2.2PK断面混凝土箱梁结构
2.2.1PK断面混凝土箱梁的结构特点
2.2.2预应力钢束类型
2.3PK断面混凝土箱梁空间结构建模方法
2.3.1有限元模型单元选择
2.3.2非线性材料本构模型
2.3.3混凝土裂缝模型
2.4空间预应力建模方法
2.5计算实例
2.5.1主桥总体布置
2.5.2主梁断面形式
2.5.3预应力钢束
2.6有限元模型
2.6.1PK断面混凝土箱梁结构模型
2.6.2预应力钢束模型
2.6.3材料参数
2.6.4计算假定
2.6.5边界条件
2.7计算结果分析
2.8空间预应力影响效果分析
2.8.1对比区域选择
2.8.2结构应力状态分析
2.8.3结构变形状态分析
2.9实测结果对比
2.10结论
第3章PK断面混凝土箱梁施工阶段结构力学性能及破坏机制分析
3.1概述
3.2剪力滞效应的简化计算方法
3.3PK断面混凝土箱梁剪力滞效应机制
3.4研究主体概况
3.5数值模拟分析
3.5.1有限元模型
3.5.2参数选取
3.5.3计算工况
3.6现场实测与模型精度验证
3.7剪力滞计算结果分析
3.8PK断面混凝土箱梁早期收缩、徐变效应分析
3.8.1结构开裂现场调研
3.8.2收缩、徐变计算的参数取值
3.8.3梁段预制期间的收缩、徐变计算结果
3.8.4收缩、徐变对箱梁预应力损耗的影响
3.9结论
第4章PK箱梁混凝土配合比设计与质量控制研究
4.1混凝土箱梁节段预制施工技术重难点
4.2高性能混凝土配合比设计目标、流程与思路
4.2.1配合比设计指标
4.2.2配合比设计流程
4.2.3配合比设计思路
4.3PK箱梁C55高性能混凝土配合比优化设计
4.3.1试验材料
4.3.2试验方法
4.4混凝土配合比设计与基本性能试验
4.4.1P·O42.5水泥试配的混凝土
4.4.2采用P·O52.5水泥试配的混凝土
4.4.3初步优选的混凝土配合比复盘验证
4.4.4初步优选的混凝土配合比蒸汽养护强度试验
4.5混凝土绝热温升测定与早期抗裂性试验
4.5.1绝热温升
4.5.2早期抗裂性
4.6混凝土收缩与徐变试验
4.6.1干燥收缩
4.6.2徐变
4.7混凝土耐久性试验
4.7.1抗氯离子渗透性(电通量法)和抗碳化法
4.7.2抗硫酸盐侵蚀性能
4.7.3抗冻性
4.8混凝土微观结构分析
4.8.1水泥-粉煤灰-矿粉复合胶凝浆体的化学结合水
4.8.2水泥-粉煤灰-矿粉复合胶凝浆体水化产物物相XRD分析
4.8.3水泥-粉煤灰-矿粉复合胶凝浆体微观结构SEM分析
4.9北边跨箱梁混凝土施工质量控制技术要点
4.9.1混凝土原材料主控指标
4.9.2混凝土拌和生产与运输
4.9.3混凝土浇筑质量控制
4.10混凝土养护及拆模
4.10.1混凝土自然养护
4.10.2混凝土蒸汽养护
4.10.3混凝土拆模
4.11混凝土温控防裂措施
4.12预应力张拉工序分析
4.13结束语
第5章PK箱梁混凝土温度控制研究
5.1概述
5.1.1工程概况
5.1.2抗裂重点及难点
5.1.3抗裂安全性评价标准
5.1.4应力评价标准
5.2A型梁仿真计算
5.2.1仿真计算资料
5.2.2仿真计算结果
5.3E型梁仿真计算
5.3.1仿真计算资料
5.3.2仿真计算结果
5.4温控标准
5.5箱梁夏季施工混凝土温控措施
5.5.1混凝土浇筑温度控制
5.5.2混凝土原材料降温措施
5.5.3冷却水使用及控制
5.5.4养护控制
5.6箱梁冬季施工混凝土保温控制措施
5.6.1混凝土原材料质量控制
5.6.2混凝土配制和搅拌质量控制
5.6.3混凝土运输和浇筑质量控制
5.6.4保温保湿养护
5.7现场温度监测方案
5.8箱梁混凝土现场温度监测结果及分析
5.8.1箱梁混凝土浇筑基本情况
5.8.2混凝土入模温度控制情况
5.8.3混凝土冷却水管通水情况
5.8.4混凝土养护情况
5.9E型梁混凝土内部温度发展情况
5.9.1测温元件布置
5.9.2测温结果
5.9.3测温数据分析
5.9.4A型梁混凝土内部温度发展情况
5.9.5M型梁混凝土内部温度发展情况
5.10结束语
第6章大跨度混合梁斜拉桥边跨主梁节段预制拼装关键技术
6.1概述
6.2PK断面箱梁组合式移动模板
6.2.1技术背景
6.2.2技术方案
6.2.3组合式移动模板构造特点
6.2.4技术优势
6.3箱梁节段预制工艺
6.3.1技术背景
6.3.2PK断面箱梁预制施工方案
6.3.3技术优势
6.4混凝土箱梁节段预应力张拉工序设计
6.4.1PK断面箱梁预应力设置
6.4.2预应力张拉工序分析意义
6.4.3箱梁预应力张拉工序模拟
6.4.4计算结果讨论
6.4.5预应力张拉工序设计
6.4.6预应力张拉工序应用效果
6.5箱梁节段提升与落梁施工技术
6.5.1技术原理
6.5.2箱梁节段吊点与吊具设计
6.5.3吊杆检测与安装
6.5.4箱梁提升
6.5.5落梁技术
6.6箱梁节段胶拼控制技术
6.6.1技术背景
6.6.2箱梁空间姿态测控技术
6.6.3千吨级混凝土预制梁段防裂滑移系统
6.6.4箱梁节段胶拼施工工艺
6.7结束语
第7章大跨度混合梁斜拉桥非对称施工阶段结构受力行为分析
7.1概述
7.2混合梁斜拉桥施工控制原则
7.3混合梁斜拉桥施工控制影响因素
7.4有限元分析方法
7.5有限元建模
7.5.1结构模型
7.5.2斜拉索模拟
7.5.3边界条件
7.6计算工况
7.6.1箱梁收缩徐变
7.6.2边跨混凝土预应力模拟
7.6.3桥面起重机荷载
7.7斜拉索初张力设定
7.8施工阶段受力分析
7.8.1优选双悬臂状态受力分析
7.8.2优选单悬臂状态受力分析
7.8.3合龙状态
7.9计算结果对比
7.9.1位移对比分析
7.9.2应力对比分析
7.9.3主梁横向变形分析
7.10结论
7.11结束语
第8章大跨度混合梁斜拉桥主梁总体施工方案优化设计
8.1大桥总体施工方案
8.2施工方案对比分析
8.2.1支架现浇施工方案
8.2.2支架节段预制拼装施工方案
8.2.3桥位短线法节段预制拼装施工方案
8.3大桥北边跨主梁总体施工方案
8.4装备选型
8.5存梁支架布置
8.6结论
第9章索塔锚固结合部技术研究
9.1概述
9.2钢锚梁索塔锚固结合部发展
9.3索塔组合锚固结合部承载能力模型试验设计
9.3.1概述
9.3.2模型试件设计与制作
9.3.3试验加载方案
9.3.4试验测试方案
9.4模型试验结果分析
9.4.1开孔板式试件测试结果分析
9.4.2箱格式试件测试结果分析
9.4.3两试件测试结果比较
9.5结论
9.5.1开孔板式结合部
9.5.2箱格式结合部
参考文献