顺应国家"乡村振兴"和"交通强国"发展战略，近15年来，我国四川、广西等地区的桥梁建设向深山峡谷快速发展，且常地处强震区（抗震设防烈度≥7度），面临桥梁跨径和桥墩高度、抗震性能和施工建设等严峻挑战，相应的结构设计技术亟待突破。钢管混凝土混合结构（包括桁式钢管混凝土结构及在其基础上演变而来的钢管混凝土加劲混合结构）是一类承载力高、抗震性能好、施工便捷、经济适用的新型结构形式，正成为地处强震区的我国山区特大桥梁工程结构的优选形式之一。然而，以往尚缺乏对此类结构设计原理的系统研究，制约了其科学地推广应用。

钢管混凝土混合结构

清华大学土木工程系和四川省公路规划勘察设计研究院有限公司历经持续15年的科技攻关和工程验证，在钢管混凝土混合结构力学性能研究、设计原理阐明、成套设计技术建立等方面取得系列研究成果，使其成为强震区特大桥梁的优选结构形式之一。2020年10月11日，由清华大学土木工程系教授韩林海和四川省公路规划勘察设计研究院有限公司教授级高工牟廷敏共同担任主编制订的中国工程建设标准化协会标准《桁式钢管混凝土结构技术规程》（以下简称《规程》）通过审查。以中国工程院院士郑皆连为组长，国际桥梁与结构工程协会（IABSE）主席、同济大学教授葛耀君为副组长的审查专家委员会认为：“（该研究成果）形成了国内外首部关于钢管混凝土桁式混合结构的技术规程，填补了该领域空白”，“《规程》技术内容科学合理、可操作性强，与现行相关标准相协调，达到国际先进水平”。该《规程》与双方共同主编并于2020年8月1日施行的中国工程建设标准化协会标准《钢管混凝土加劲混合结构技术规程》T/CECS 663-2020一起，构建了完整的钢管混凝土混合结构技术标准体系。

该研究成果助力国家“乡村振兴”战略实施，已成功应用于雅安干海子特大桥、雅安腊八斤特大桥、汶川克枯特大桥等8座强震区特大桥梁工程。相比原设计方案，采用钢管混凝土混合结构方案节约了混凝土用量、减轻了结构自重、降低了基础费用、缩短了施工工期、显著降低了结构造价。大桥建成后，显著改善了我国西南地区5个国家级贫困县（石棉、古蔺、金阳、布拖、汶川）的区域交通水平。如由国务院扶贫办实施的布拖县和金阳县2座溜索改桥工程，改善了金沙江两岸川滇两省约8万名群众的安全出行条件。2018年7月12日，《人民日报》头版以“大桥飞架金沙江”为题报道了布拖县冯家坪金沙江“溜索改桥”项目（图1）。2018年9月12日，中央电视台《焦点访谈》以“别了，溜索！你好，大桥！”为题，报道四川金阳县对坪镇一村“溜索改桥”项目桥面正式贯通（图2）。

《人民日报》报道（左） 桥梁竣工后照片（右）

图1 布拖县冯家坪金沙江“溜索改桥”

中央电视台《焦点访谈》报道（左） 桥梁竣工后照片（右）

图2 金阳县对坪镇一村“溜索改桥”

雅安干海子特大桥（图3）位于四川省雅安市石棉县境内，其主体结构设计使用年限为100年，抗震设防烈度为9度。大桥全长1811米，36跨，设计宽度24.5米；其桁梁及高墩（最大墩高107m）均采用了钢管混凝土混合结构。2013年4月20日，四川雅安发生里氏7.0级地震，应用该项目成果的雅安干海子特大桥和雅安腊八斤特大桥经受了灾害考验；2019年8月20日，四川阿坝州爆发“8.20”强降雨、特大泥石流，应用该项目成果的汶川克枯特大桥经受了灾害考验。2017年6月7日，中央电视台《新闻联播》报道称：“干海子特大桥是世界第一座全钢管混凝土桁梁桥”。

图3 雅安干海子特大桥

汶川克枯特大桥（图4）位于四川省阿坝州汶川县克枯乡，距汶川“5·12”特大地震震中的映秀镇50千米，是交通运输部和四川省交通运输厅的科研桥。该特大桥主体结构设计使用年限为100年，抗震设防烈度为9度，全长6431米。2019年10月21日,中国交通运输部主管的《中国交通报》以“全桥无模板抗震又环保”为题，报道采用该项目成果建成的汶川克枯特大桥，报道中说：“近两年，包括10多位中国工程院院士、全国工程设计大师在内的众多国内外知名桥梁专家现场参观了该桥”“与同等规模常规桥梁相比，大桥混凝土用量减少40%，钢材用量减少30%，原材料使用及现场污染排放物均减少30%”。报道中还提到：“大桥的设计理念十分新颖”“这种创新是可复制可推广的”“是高烈度地区桥梁抗震的典范”。

图4 汶川克枯特大桥

该研究成果还被应用于已完成设计、正在建设中的凉山金阳河特大桥（2020年6月23日高度为196米的主墩封顶，成为9度抗震设防烈度区世界第一高桥墩）等4座强震区特大桥梁结构。此外，该成果还被拓展应用于电力等领域大型工程主体结构设计，如舟山大陆联网大跨越塔（塔高370米）及西堠门大跨越塔（塔高380米）。

（清华新闻网10月20日电）

供稿：土木系

编辑：李华山 李晨晖

审核：程曦

文章来源|清华大学新闻网