成果名称: 港珠澳大桥隔减震(振)关键技术研究与应用
完成单位: 广州大学,港珠澳大桥管理局,中铁大桥勘测设计院集团有限公司,中交公路规划设计院有限公司,华中科技大学,柳州东方工程橡胶制品有限公司,株洲时代新材料科技股份有限公司,洛阳双瑞特种装备有限公司,武汉海润工程设备有限公司
主要人员: 周福霖,苏权科,温留汉•黑沙,孟凡超,张强,马玉宏,谢红兵,黄襄云,李江,陈洋洋,刘彦辉,朱爱珠,高文博,王东晖,金秀男
介绍:

    本项目系统研发了跨海超长桥梁隔减震技术,建成了港珠澳大桥隔减震示范工程,项目来源为横向项目。港珠澳大桥跨海工程全长55公里,主体桥梁采用隔减震技术,是世界最复杂最长的跨海隔震大桥。其技术原理是在桥墩上布置隔震装置,延长结构周期,减小桥梁主梁的惯性力,从而减小桥墩的地震响应,提高桥梁的整体安全性,此技术可减小桥梁的地震响应减少60%-80%。

    技术创造性和先进性如下: (1)建立了跨海、超长、近断层重大桥梁工程抵御强震的隔减震体系,形成了适合于港珠澳大桥特点的地震安全保障技术。研发并集成了适合于海上超长桥梁结构的地震损伤控制成套关键技术,建立了强震、强风和海流耦合作用条件下的桥梁隔减震技术。实现了结构体系性态和损伤演化全过程可控,解决了在严酷自然条件下港珠澳大桥采用隔震技术的关键问题,使桥梁的地震响应减少60%-80%,抗震能力从7度提高到9度,同时节省了工期和项目投资,建立了港珠澳大桥桥梁工程隔减震成套技术标准。 (2)研发了120年寿命海上隔减震系统经受复杂海洋环境和气候条件的全寿命控制技术。针对跨海桥梁工程面临长期复杂海洋腐蚀环境和地震的双重威胁的实际情况,开展了海洋环境和地震耦合作用下天然橡胶和高阻尼橡胶隔震装置性能劣化规律研究,基于天然橡胶、高阻尼橡胶和摩擦摆隔震支座性能劣化规律的研究成果,实现港珠澳大桥全寿命性能设计和隔减震性能控制。 (3)研发并集成了大尺度长寿命隔震装置制造工艺,建立了复杂海况条件下大规模隔减震结构的施工关键技术。研发了大尺度隔震支座超高阻尼和抗老化性能橡胶体的核心工艺配方,研发了隔震支座大体积复杂橡胶体的一体化硫化工艺流程,研发了考虑强风、海流等复杂海况条件下的海上隔震装置高精度定位施工和预纠偏技术,研发了关键隔震装置的长期监测技术。 (4)研发了复杂隔震桥梁体系的关键试验技术,完成了港珠澳大桥隔减震技术关键问题的系列试验研究。开展了港珠澳大桥单墩拟静力试验、单墩减隔震与抗震性能振动台试验、多跨模型减隔震与抗震性能双联振动台一致激励和非一致激励试验,试验验证了减隔震效果。首次通过试验揭示了桥墩高差、行波效应、相邻桥跨相互作用等因素对减隔震效果的影响。 (5)研发了海上大悬挑钢箱梁结构抑制涡激振动关键技术,完成了港珠澳大桥调谐减振控制技术的实施。研发了海上六跨跨长110米外悬挑5.675m的钢箱连续梁结构抑制涡激振动关键技术,开展了大跨径大悬臂钢箱连续梁主梁节段模型涡激振动试验研究,完成了港珠澳大桥调谐减振控制技术的实施及大跨径大悬臂钢箱连续梁调频质量阻尼器监测系统设计与实施。形成港珠澳大桥复杂海况条件下风振控制关键技术,成功经受了17级台风的考验。

    目前,本技术已经趋于成熟,主要是应用于跨海大桥,同时,部分研究成果还可用于陆地桥梁的隔减震设计。工程应用的实际桥梁已经经历台风的考验,整套系统安全。目前,该技术已在港珠澳大桥全桥应用,以提高港珠澳大桥的抗震和抗风安全性。目前存在的问题是未在桥梁减震装置上设置装置老化自动监测系统,在下面的技术研究和工程应用中应予以关注。

批准登记号:
登记日期: 2019-07-16
研究起止时间: 2010-08-24至2019-06-01
所属行业: 交通运输、仓储和邮政业
所属高新技术类别: 现代交通
评价单位名称: 广东省公路学会
评价日期: 2019-06-12