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第九届科技节建工学院报道(十七)——《建工制造<二>》建工科研力量助力新首钢大桥

发布日期:2019-10-31     作者:     来源: 打印本页

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   9月29日,新首钢大桥顺利建成,全长约6.5公里的长安街西延项目全线通车,长安街成为真正意义的“百里长街”。

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新首钢大桥又名“和力之门”,将成为连接起城市和自然的和谐之门。像是两个面对面坐在地上的人,脚抵着脚,手拉着钢索,各自向后用力拉伸。他们背后各有一个更小的人在用力拽钢索。这样的造型充实了桥梁的结构形态。外形拟态生动,倾斜的索塔富有张力,结构体系富有创新性。站在桥面看“和力之门”的两座索塔,是一高一低两道拱门,犹如景观外框,从城市到郊区,不同方向有着不同方向的美感。同时“和力之门”也体现着首钢滨水段的桥梁设计与工业文明历史的厚重感相互呼应,采用工艺美学特征的钢结构桥梁,与首钢的整体风貌达成一致。


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由于“和力之门”属于空间扭转形异形结构,横纵两个桥向结构均不对称,全桥长639米,这也使得其受力情况更加复杂。而作为政治、经济、文化的首都北京正好处在华北平原地震带上,这也使得“和力之门”在设计阶段的抗震性能的研究尤为重要,其异形结构的抗震性能则需要做深入的专题研究。面对“结构复杂”、“高烈度区、“无可参考”的难题,建工人选择迎难而上。

建工学院实验室承担了这座“高难度”大桥的抗震性能振动台实验和减震方案研究工作。建工学院许坤副教授表示,为了保证试验模型桥塔与实桥桥塔动力特性的相似性,缩尺模型保持与实桥桥塔外轮扩相同,即截面形状保持不变。在保证容差率足够小的前提下,设计并制作了一个1比40的模型,通过振动台实验,反复论证并分析出其最薄弱部位及其反应规律,提出创新性抗震减震方案,验证其抗震性能足以满足高烈度抗震设防要求。


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追求真理的道路上总是困难重重,建工学院韩强教授表示,面对如此异形结构的抗震设计,在桥梁支座的减震性能方面还采用了“灯笼骨式球形钢支座”和“竖向抗拉拔装置”,有效的减小了桥梁在地震作用下的地震反应。

同时还通过有限元软件建立全桥模型,对其进行数值模拟。最终将数值计算结果与模型试验的结果相对比,以保证抗震性能的设计的科学性和准确性。

此外,针对如此大吨位异形桥塔,对其施工质量提出了更高的要求,施工的难度也相应增大。建工学院张文学教授带领的团队对其桥塔的施工提出了“按理论尺寸下料加工、施工过程动态调节、无应力合龙”的动态施工控制技术,为桥塔的施工节省3000吨以上的用钢量,及约4000万元的施工措施费,同时也极大提高施工速度,有效保证了工期。


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   一个成功的工程不仅仅蕴含了建工师生们为工程建设付出过的辛勤汗水,更彰显了每一个建工人脚踏实地,求真务实,勇于创新,不畏险阻的科研精神,更代表着新时代下我们建工人努力奋斗、建设北京、建设美好文明社会的决心。为科研路上奋斗不止的建工人点赞!


 

建筑工程学院

2019年10月30日


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