成果名称

山区高速公路改扩建工程关键技术研究—子课题5： 高速公路桥梁拓宽关键技术研究

成果登记号

知识产权

完成单位

序号

单位名称

通讯地址

1

山东滨莱高速公路有限公司

山东省淄博市博山区经济开发区创业大道55号国家质检中心9层

2

华南理工大学

广东省广州市天河区五山路381号

3

上海勒君建设工程技术有限公司

上海市崇明县长兴镇潘园公路1800号2号楼

4

上海柏玺康进出口贸易有限公司

中国（上海）自由贸易试验区临港新片区申港大道158号

完成人

序号

姓名

工作单位

对成果的贡献

1

俄广迅

山东高速集团有限公司

总负责，技术协调、方案论证

2

孙  璐

华南理工大学

总负责

3

马川义

山东高速集团有限公司

方案论证与协调、项目验收

4

侯  伟

山东高速基础设施建设有限公司

项目研究方案与协调、现场实施

5

顾文钧

上海柏玺康进出口贸易有限公司

技术总体

6

许  玮

上海勒君建设工程技术有限公司

分项协调

7

田  垚

山东高速集团有限公司

试验路施工监测

8

朱  颖

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

9

张  艳

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

10

董  锐

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

11

王子方

山东高速基础设施建设有限公司

试验路方案与协调

12

李高波

山东高速基础设施建设有限公司

试验路方案与协调

13

邢兰景

山东高速基础设施建设有限公司

试验路方案与协调

14

韩洪涛

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

15

杨海淼

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

16

张轩瑜

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

17

许  强

上海勒君建设工程技术有限公司

无线应变传感器

18

张  帅

上海勒君建设工程技术有限公司

桥梁三维BIM建模

19

杨功增

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

20

马海侠

山东高速服务开发集团有限公司

试验路方案与协调

21

高  权

上海勒君建设工程技术有限公司

桥梁检测

22

王文化

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

23

尹燕娜

华南理工大学

交通安全

24

王辛堂

山东高速基础设施建设有限公司

试验路施工监测

25

王一扬

山东高速基础设施建设有限公司

课题的数据整理

26

陈琦琦

上海勒君建设工程技术有限公司

传感器及监测

27

冀志远

上海勒君建设工程技术有限公司

有限元建模分析

28

王亚卓

山东高速基础设施建设有限公司

课题的数据整理

29

代士杰

上海柏玺康进出口贸易有限公司

分项协调

30

丁猛

山东高速基础设施建设有限公司

课题的数据整理

成果公报内容

项目针对高速公路桥梁拓宽关键技术展开研究，主要分为下面几个专题：首先对预应力混凝土T形转体桥梁施工过程中配重平衡与防碰撞BIM建模进行研究，建立了转体桥施工过程三维仿真 BIM 模型，开展了转体过程中的碰撞分析，通过模拟实现了梁体配重平衡和扭矩平衡，提高了施工安全可靠性；再桥梁拓宽中新旧桥整体桥面铺装受力分析及改善措施数值进行研究，计算分析了桥面铺装层的竖向位移、最大拉应力、最大剪应力和最不利应力位置，研究了其与新旧桥沉降差值之间的定量关系，揭示了新旧桥发生差异沉降后桥面铺装层裂缝发展机理，提出了改善位于新旧桥拼接处上方桥面铺装受力状况的五项有效工程措施，减小了新旧桥拼接处应力集中的不利影响；并对桥梁拓宽中新旧桥差异沉降对道路交通安全的影响进行研究，基于车辆动力学模拟，建立了有沉降差异的三维桥梁模型和 CarSim 环境下的人-车-桥耦合仿真模型，研究了不同桥面铺装的摩擦系数和不同沉降差值对车辆行驶安全的影响，提出了拓宽桥梁新旧桥发生差异沉降后车辆换道时的行车交通安全评价方法；预应力混凝土桥梁快速检测无线应变传感器设计与试制技术研究，开发了一套基于 ZigBee 的桥梁多信道多点无线应变监测系统，提高了桥梁检测和健康监测效率。

组织验收委员会名单

序号

姓名

单位

专业领域

职称

1

杨永顺

山东省交通运输厅公路局（原）

道路工程

研究员

2

蔡良才

空军工程大学

机场工程

教授

3

熊伟

安徽省交通质监局

道路桥梁工程

教授级高工

4

亓兴军

山东建筑大学

桥梁工程

教授

5

冯子强

济南金衢公路勘察设计研究有限公司

道路桥梁工程

研究员

6

李秀东

中铁十四局集团有限公司

桥梁工程

教授级高工

7

郭保林

山东省交通科学研究院

桥梁工程

研究员

8

杨公随

山东财经大学

财务

教授

9

张静

山东师范大学

财务

副教授

组织评价委员会名单

1

熊伟

安徽省交通质监局

道路桥梁工程

教授级高工/局长

2

朱劲松

天津大学

桥梁工程

教授/博导

3

蔡良才

空军工程大学

机场工程

教授/少将/博导

4

吕清芳

东南大学

结构工程

教授/博导

5

师郡

山东理工大学

测绘工程

教授/系主任

6

王志英

山东省交通规划设计院集团有限公司

桥梁工程

研究员

7

张远荣

山东高速济高高速公路有限公司

结构工程

研究员

组织验收(评价）单位：山东省交通运输厅、山东省交通运输科技管理服务中心

验收意见

2020 年 8 月 13 日，山东省交通运输厅在济南组织了“山区高速公路改扩建工程关键技术研究项目子课题五：高速公路改扩建桥梁关键技术研究”项目验收工作。验收会专家组（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关资料，经质询和讨论，形成验收意见如下：

一、项目组提交的资料基本齐全，内容完整，完成了计划任务书（合同）约定的研究内容，符合验收要求。

二、根据合同协议书约定开展了相关研究，取得了以下成果：

1.建立了新旧桥拼接处桥面铺装有限单元模型，分析了其应力分布规律，提出了多项有效工程措施。

2.提出了基于车辆动力学的新旧桥梁差异沉降对车辆换道行车安全影响的评价方法。

3.研究设计了一种基于 ZigBee 的桥梁多信道多点无线应变监测传感器，并将其应用到桥梁改扩建工程。

三、项目组发表了期刊论文 5 篇，其中 SCI、EI 收录论文 4  篇；申请国家发明专利 2项。部分研究成果在滨莱高速公路改扩建工程中得到应用。

四、根据项目财务报告列示情况，该项目经费专款专用，使用合理。

验收专家组一致同意该项目通过技术验收和财务验收。

评价意见

2021 年 4 月 23 日，山东省交通运输科技管理服务中心在济南组织了“山区高速公路改扩建工程关键技术研究项目——课题五：高速公路桥梁拓宽关键技术研究”成果评价工作。评价专家委员会（名单附后）听取了项目组的汇报，审阅了相关资料，经质询和讨论，形成评价意见如下：

一、项目组提交的资料齐全，内容完整，符合项目成果评价的要求。

二、该项目通过现场调研、理论分析、数值计算、室内试验、现场试验等手段，对高速公路桥梁改扩建中面临的问题进行了深入研究，取得了如下创新成果：

1、建立了转体桥施工过程三维仿真 BIM 模型，开展了转体过程中的碰撞分析，通过模拟实现了梁体配重平衡和扭矩平衡，提高了施工安全可靠性。

2、计算分析了桥面铺装层的竖向位移、最大拉应力、最大剪应力和最不利应力位置，研究了其与新旧桥沉降差值之间的定量关系，揭示了新旧桥发生差异沉降后桥面铺装层裂缝发展机理，提出了改善位于新旧桥拼接处上方桥面铺装受力状况的五项有效工程措施，减小了新旧桥拼接处应力集中的不利影响。

3、基于车辆动力学模拟，建立了有沉降差异的三维桥梁模型和 CarSim 环境下的人-车-桥耦合仿真模型，研究了不同桥面铺装的摩擦系数和不同沉降差值对车辆行驶安全的影响，提出了拓宽桥梁新旧桥发生差异沉降后车辆换道时的行车交通安全评价方法。

4、开发了一套基于 ZigBee 的桥梁多信道多点无线应变监测系统，提高了桥梁检测和健康监测效率。

三、项目成果发表高水平论文 4 篇，其中 SCI 检索论文 2 篇，申请发明专利2 项。研究成果在山东滨莱高速公路改扩建工程中得到应用，社会经济效益显著、应用前景广阔。

综上所述，项目研究成果总体达到国际先进水平。