- 周功建;赵训刚;刘杰;陈涛;
为提升大跨桥梁建造的质量、安全、效率与绿色化水平，推动传统桥梁产业向智能建造转型升级，通过深度融合BIM、物联网、人工智能等新一代信息技术与先进建造技术，提出涵盖参数化设计、虚拟建造、智能施工与装备、智能监测与控制4个关键核心技术模块的大跨桥梁智能建造关键共性技术总体架构。在参数化设计方面，采用数据驱动的BIM正向设计方法、参数化施工结构数字化建模与轻量化技术，提升了设计效率；在虚拟建造中，依托智能施工组织设计、工序模拟与推演、构件智能化尺寸检测与虚拟预拼装、数字孪生平台与大数据分析等关键技术，有效优化了施工方案；在智能施工与装备方面，采用桩基智能控制、沉井机器人取土、超级爬模一体化施工、智能架梁吊机与机器视觉引导安装、缆索体系智能张拉与监测等核心技术，提升了施工精度与工效；在智能监测与控制方面，构建了空天地一体化边坡监测、海洋风浪流预报、桥梁线形智能控制及智能检测机器人系统，保障了工程安全与质量。研究成果可为大跨桥梁智能建造技术发展提供技术指引和实践借鉴，推动我国桥梁产业的绿色化、智能化转型与高质量、可持续发展。
2025年06期 v.55;No.300 16-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K] - 李永乐;李金蓉;黄林;赵凯;李乔;
针对当前桥梁基础刚度有限元模拟常用方法的局限性，提出一种适用于桥梁基础刚度有限元模拟的剪切单梁模型。该模型利用剪切变形系数调整群桩基础桩顶水平位移和绕水平轴转角之间的关系，采用1根考虑剪切效应的空间梁单元模拟桥梁桩基础承台底部中心6×6刚度矩阵，推导梁单元几何特征参数的表达式。以某桥弹性群桩基础为研究对象，基于ANSYS软件，采用剪切单梁模型建立群桩基础等效刚度简化模型，进行简化模型刚度矩阵计算，对该模型的准确性进行验证。结果表明：剪切单梁模型通过引入剪切变形系数能有效模拟承台约束对桩顶水平位移与绕水平轴转角相对关系的影响；所提模型可准确模拟群桩基础的6×6刚度矩阵，与基础刚度初始值误差均小于0.3%,吻合良好；该模型具有良好的工程适应性，可用于结构静力分析、风致振动和车-桥耦合振动等地基变形较小的分析中。
2025年06期 v.55;No.300 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K] - 苑仁安;邢龙飞;韩若愚;
为保障大跨度铁路斜拉桥成桥线形满足设计要求、轨道线形满足规范要求、提高列车行车性能，进行大跨度铁路斜拉桥成桥线形偏差分析及控制措施研究。首先依据多座斜拉桥设计及施工控制实践，结合无应力状态法理论，明确刚度类(主梁、桥塔、斜拉索刚度)、荷载类(主梁重量)、制造构形类(钢桁梁制造构形、桥塔高程、斜拉索索长)误差的取值范围；然后分析系统性、随机性误差对成桥线形偏差的影响，提出成桥线形偏差组合方法；最后以常泰长江大桥为背景，定量分析各类参数误差对成桥线形偏差的影响，并提出针对性的线形控制措施与合理的斜拉索锚杯长度设计方法。结果表明：斜拉索刚度误差和主梁重量误差是大跨度铁路斜拉桥成桥线形偏差的主要因素，应在设计与施工中予以重点关注；钢桁梁制造构形受工艺影响易出现连续正向或负向误差，所引起的该桥成桥线形偏差达97 mm,需加强制造构形制造精度控制；在不考虑斜拉索调整能力的情况下，该桥成桥线形偏差可达到769 mm,超出规范所给定张拉端锚杯长度的调控能力，而文中所提出的锚杯长度设计方法合理、可靠，可有效控制成桥线形偏差。
2025年06期 v.55;No.300 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 779K] - 李悦;曹竞;张常勇;李冲;董超;
为提高近海钢筋混凝土桥梁的地震安全性，进行主余震和氯离子侵蚀耦合作用对近海钢筋混凝土桥梁抗震性能和地震韧性的影响研究。以我国东南沿海地区某典型三跨钢筋混凝土简支梁桥为背景，基于OpenSees地震分析平台建立桥梁动力分析模型进行非线性时程分析。采用真实地震动记录合成主余震荷载，分析主余震、氯离子侵蚀和两者耦合作用下，不同服役时间钢筋混凝土简支梁桥地震易损性、经济损失和韧性的演化规律。结果表明：不同服役时间的桥梁在主余震序列作用下的超越概率较仅受主震作用均有所增大；考虑间接损失可以避免低估震后桥梁的经济损失，能更准确地反映桥梁韧性；相较仅考虑主震作用的新建桥梁，在主余震和氯离子侵蚀耦合作用下，服役100年的桥梁震后维护策略从维修变为更换所对应的地震动峰值加速度由6.5 m/s~2下降至2.4 m/s~2,对桥梁韧性影响显著。桥梁抗震设计时应当合理考虑主余震和氯离子侵蚀耦合作用的影响。
2025年06期 v.55;No.300 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 857K] - 牟廷敏;王世法;柏颢原;黄河;康玲;
为克服传统预应力梁因配置钢筋复杂导致的施工效率低、成本较高等不足，提出采用高韧性混凝土的无钢筋预应力混凝土梁结构。以成绵扩容项目四川金堂清江桥为背景，采用普通砂石制备高韧性混凝土，并设计制作不同配筋率的高韧性混凝土、高性能混凝土及普通C50混凝土试件，开展四点弯曲试验，分析其破坏模式、荷载～挠度曲线、延性、韧性及应变分布等，并与对比试件进行比较；同时建立非线性有限元模型验证试验结果。结果表明：相较于普通C50混凝土试件，韧性无钢筋预应力混凝土试件的开裂荷载提升40%,极限承载力提升50%,延性提升15%,韧性提升64.7%,正截面应变符合平截面假定，预应力筋与混凝土协同工作，有限元模拟与试验结果吻合良好。韧性无钢筋预应力混凝土构件抗弯性能优越，安全冗余高，且施工便捷、经济性好，已成功应用于四川金堂清江桥，具有显著的推广应用价值。
2025年06期 v.55;No.300 49-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 930K] - 唐亮;甘迈;乔浩玥;段树坤;张勇波;
为研究超高性能混凝土(UHPC)/高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)与普通混凝土(NC)的界面抗剪性能及抗剪承载力，设计、制作9组共18个推出试件进行双面剪切试验，研究混凝土类型(UHPC、ECC、NC)与界面处理方式(无处理、凿毛、植筋和切槽)对新-旧混凝土界面抗剪性能的影响规律；基于试验结果和欧洲规范公式模型，提出适用于UHPC/ECC-NC界面极限抗剪承载力计算公式，并采用相关文献结果对公式进行验证。结果表明：UHPC/ECC与NC之间粘结性能优异，在界面无处理下NC-NC试件破坏为界面失效破坏，UHPC/ECC-NC试件破坏为部分界面粘结破坏和旧混凝土基体破坏；经过凿毛、植筋和切槽处理的UHPC/ECC-NC试件较界面无处理试件抗剪承载力提升明显，界面无处理和凿毛试件破坏表现为脆性破坏，植筋和切槽试件表现出一定的延性；所提出的极限抗剪承载力计算公式可适用于不同界面处理下的高性能混凝土加固界面极限抗剪承载力计算。
2025年06期 v.55;No.300 58-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 505K] - 李修坤;黄俊人;孙威;王康宁;高立强;
为了解普通混凝土(NC)梁受拉区采用超高性能混凝土(UHPC)加固后的抗弯性能，设计、制作12根UHPC加固NC梁及5根未加固NC梁开展四点弯曲试验。对比分析试件抗弯性能以及配筋率、界面处理方式、加固层厚度等因素对加固梁抗弯性能的影响，并提出UHPC加固梁抗弯承载力与裂缝宽度简化计算方法。结果表明：NC梁受拉区采用UHPC加固后可显著提升抗弯性能并抑制裂缝扩展，但由于总配筋率增加导致延性降低；提高受拉区加固层配筋率可提升UHPC加固梁抗弯性能，加固层配筋率0～5.82%较未加固NC梁对应极限抗弯承载力增幅为20%～122%,UHPC对截面抗弯贡献显著；受拉区加固界面处理方式以及加固层厚度对抗弯性能影响较小；加固层UHPC等效应力折减系数建议取0.76,所提抗弯承载力与裂缝宽度公式计算值与试验值比值的均值分别为0.962和1.048,所提公式具有良好的精度。
2025年06期 v.55;No.300 66-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 714K] - 周勇军;侯培源;王佳宁;文德安;穆丰睿;
为了解悬索桥索夹螺杆紧固力超声法检测精度的影响因素及影响程度，开展索夹螺杆紧固力超声检测足尺模型试验研究。基于超声纵波法测量螺杆紧固力的原理，研究螺杆紧固力与环境温度及超声声时之间的关系；采用钢管混凝土模拟索夹，制作索夹螺杆足尺模型，利用超声法对螺杆紧固力进行检测，系统分析在螺杆紧固与不紧固2种标定状态下，温度、耦合剂种类、螺杆类型和超声波换能器位置对超声波检测精度及螺杆紧固力与声时差的拟合直线斜率的影响规律。结果表明：螺杆紧固与不紧固2种标定状态对直线斜率的影响较小，两者偏差程度为2.1%;温度变化对直线斜率影响亦不显著，两者的平均直线斜率偏差为3.9%;耦合剂种类、螺杆类型对螺杆紧固力识别精度影响较小；MJ45和MJ56型螺杆的直线斜率分别为0.248 9和0.393 1;超声波换能器位置对检测精度有一定影响，螺杆紧固力测试值与设计值的相对误差最大值为6.2%。
2025年06期 v.55;No.300 74-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 670K] - 鲁亦凡;毛伟琦;胡宇轩;周功建;李国军;
针对传统架桥机安全监控模式决策效率低、精度不足的问题，为提高决策效率，确保实时性，提出一种基于端边云协同的施工安全分级决策方法，通过算力下沉构建多层级决策响应机制，将安全决策分级为紧急决策、初级非紧急决策和高级非紧急决策三级，实现差异化风险处置。建立基于任务驱动的响应时延模型，采用遗传-模拟退火算法(GA-SA)求解最优调度方案。为验证该施工安全分级决策方法的工程可行性，依托珠肇高铁江门至珠三角枢纽机场段某千吨级架桥机监控数据，开展系统性评估。结果表明：与端边协同、端云协同模式相比，端边云协同模式下系统综合响应时延分别缩短61.7%、12.32%,其紧急决策时延控制在10 ms内，显著提升了施工安全风险管控的实时性与精准性，为架桥机动态施工提供了高效可行的安全决策方案，具有重要工程参考价值。
2025年06期 v.55;No.300 82-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 748K] - 崔强;丁健;江京平;赵虎;吴智深;
为深入评估玄武岩纤维增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer, BFRP)网格在大体积混凝土结构中的控裂效果，以某跨海大桥大体积混凝土桥塔为研究对象，通过现场足尺模型试验和基于相场断裂理论的有限元模拟，分析BFRP网格和热浸锌钢丝网的控裂能力及其控裂机理，最后将BFRP网格应用于黄茅海大桥桥塔及某铁路桥桥墩大体积混凝土实际工程中。足尺模型试验及有限元分析结果表明：BFRP网格在抑制裂缝数量、宽度和长度方面均优于热浸锌钢丝网，其混凝土抗裂性能更佳，可实现更优的裂缝控制效果；在相同的保护层厚度条件下，BFRP网格和热浸锌钢丝网均表现出优异的控裂能力，且控裂能力相当；随着保护层厚度的减小，BFRP网格与热浸锌钢丝网的控裂能力均显著增强，但仅BFRP网格可凭借卓越的耐腐性能安全应用于更薄的保护层。实际工程应用表明：BFRP网格在海洋等腐蚀环境和早期自收缩双重作用下，能够显著抑制混凝土表面早期温缩裂缝的产生。
2025年06期 v.55;No.300 90-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 674K] - 汪洋;唐剑明;李宇;
为研究高能量落石撞击混凝土箱梁的响应及损伤，以一高边坡落石撞击匝道混凝土箱梁桥为案例，建立有限元模型，基于非线性显式动力计算，分析落石撞击位置、撞击速度、落石形状、落石表面凹凸及箱梁体积配筋率对高能量落石撞击作用下箱梁撞击响应及损伤的影响。结果表明：落石撞击位置对箱梁撞击响应及箱梁损伤具有显著影响，落石撞击腹板顶时撞击力峰值最大，为撞击翼板和箱室顶的1.11倍，撞击翼板产生的位移峰值最大，为撞击腹板顶的3.76倍、撞击箱室顶的1.21倍；落石撞击箱室顶时，顶板底部出现严重损伤，检测与维修加固时需重视箱内顶板的损伤；撞击力及撞击位移均随撞击速度的增加近似线性增大，撞击损伤随撞击速度的增加而显著增加，落石撞击速度由30 m/s增加到70 m/s,撞击力峰值增加118%～123%,撞击位移峰值增加203%～240%;落石形状对箱梁撞击响应具有显著影响，长方体形落石撞击力明显大于球、椭球形落石，球、椭球形落石会导致更严重的局部凹陷；落石表面凹凸对撞击力有较大影响，撞击力随落石表面凸起接触面的减小而减小，撞击力及撞击位移随着凸起集中而减小；箱梁体积配筋率对撞击位移的影响明显大于对撞击力的影响，增大箱梁体积配筋率能够显著提高箱梁抗落石撞击能力，减小箱梁损伤范围及损伤程度。箱梁抗落石撞击设计时，应合理选择落石形状及落石凹凸情况，适当增加箱梁体积配筋率。
2025年06期 v.55;No.300 98-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 908K] - 赵立财;
为探究行波激励与地震速度脉冲作用下钢桁梁桥结构的抗震性能，以某单跨下承式钢桁梁桥为对象进行研究。采用SAP 2000软件建立钢桁梁桥结构的几何弹性模型，并在此基础上，采用PERFORM-3D软件建立弹塑性模型；同时考虑行波激励与地震速度脉冲，选取4条脉冲型地震波和4条非脉冲型地震波，采用动力时程分析法研究钢桁梁桥在不同地震波作用下的抗震性能(位移响应和杆件屈服)。结果表明：在地震波一致激励下钢桁梁桥的顺桥向位移响应会被高估；地震速度脉冲的存在会加剧行波激励对钢桁梁桥顺桥向位移的影响；非脉冲型地震波作用下钢桁梁桥的跨中竖向位移幅值较小，但行波激励带来的影响比脉冲型地震波作用下更为强烈；脉冲型地震波作用下钢桁梁桥的主桁架杆件发生屈服的占比更为显著；行波激励下钢桁梁桥两端下弦杆的屈服程度最为明显，建议对钢桁梁桥两端的下弦杆进行加强，还应重视加强上弦杆、下部纵横梁这几类杆件。
2025年06期 v.55;No.300 107-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 649K] - 黄文龙;
丽水红星坪悬索桥为跨径222 m的双塔单跨人行悬索桥。为解决该桥在非对称荷载下的加劲梁纵向及竖向位移较大的问题，采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型进行塔梁位移与内力计算，研究该桥的纵向和竖向位移控制措施。对比分析不同纵向位移控制措施(滑动支座体系、限位支座体系和滑动支座+静力限位-动力阻尼体系)对塔梁位移和内力的影响，并通过影响分析得出静力限位-动力阻尼装置的限位刚度、限位间隙设计参数值；对比采用竖向位移控制措施(设置中央扣)对塔梁位移和内力的影响，分析采用纵向和竖向位移控制措施的有效性。结果表明：该桥纵向位移控制措施采用滑动支座+静力限位-动力阻尼体系，静力限位-动力阻尼装置的限位刚度取40 MN/m,限位间隙取30 mm;采用纵向和竖向位移控制措施(滑动支座+静力限位-动力阻尼+中央扣体系)后，与滑动支座体系相比静力作用下塔梁纵向相对位移降低70%,加劲梁竖向位移降低40%;与限位支座体系相比，静力荷载作用下加劲梁竖向位移降低35%。伸缩缝宽度可设置为常规的80 mm,故该位移控制措施有效。
2025年06期 v.55;No.300 115-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 379K]
- 孙宗磊;陈克坚;周功建;李传琳;彭勃;
黄百铁路红水河铁路大桥为设计速度160 km/h的单线铁路桥，桥上铺设有砟轨道。桥梁标高、跨度受前、后车站设置和通航安全的限制。该桥设计过程中，选取主跨570 m的上承式钢筋混凝土拱桥、主跨580 m的上承式钢管混凝土拱桥、主跨480 m的钢箱混合梁斜拉桥3个方案进行同精度对比，推荐采用全寿命期经济性好、刚度大、养护维修简便的主跨570 m的上承式钢筋混凝土拱桥方案。拱圈采用C70高性能混凝土，立面拱轴线为悬链线，拱轴系数3.5,矢高109 m,矢跨比1/5.23。拱圈采用提篮式双拱肋结构，平面为圆曲线，拱肋高8.5～12.5 m,拱脚处拱肋横向中心距25 m。拱座基础采用斜、竖桩复合基础，拱上墩采用刚架墩，拱上主梁采用4×40 m拱上钢-混组合梁+140 m钢筋混凝土π形刚架+4×40 m拱上钢-混组合梁。建立该桥有限元模型进行静、动力分析，计算结果表明：桥梁竖向、横向刚度满足列车运行的安全性和舒适性要求，施工和运营期间的稳定性满足要求。拱圈采用钢筋混凝土劲性骨架法施工，劲性骨架节段、拱上钢梁等通过缆索吊安装。
2025年06期 v.55;No.300 122-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 727K] - 常付平;李文勃;王倩;逯东洋;
丰城市紫云大桥主桥为(60+80+180+80+60) m双塔双层桥面自锚式悬索桥，采用竖向飘浮+纵向单塔约束的结构体系，边墩、辅助墩处设摩擦摆支座。主梁采用分离式双层结构，上层采用钢-混结合梁，钢梁采用双边箱钢纵梁+正交异性钢桥面板结构，标准断面宽28.5 m,标准断面宽度范围上方铺设混凝土桥面板，其余位置不设混凝土桥面板；下层采用钢板梁+正交异性钢桥面板结构，宽10.9 m,上、下层之间通过吊杆连接。2根主缆采用镀锌铝合金高强平行钢丝，中跨垂跨比1/5。单个吊点设置2根吊索，标准索距9.0 m。桥塔采用水滴形钢-混组合塔，塔高99.9 m,基础采用整体式承台，下设13根?2.0 m钻孔灌注桩。边墩、辅助墩采用整体式矩形实心墩，基础为整体式矩形承台，下设8根?1.6 m钻孔灌注桩。该桥上部结构采用先梁后缆施工工艺，桥塔混凝土段采用翻模法分节段浇筑，钢结构段采用塔式起重机分段吊装，桩基采用回旋钻反循环成孔工艺施工。
2025年06期 v.55;No.300 130-136页 [查看摘要][在线阅读][下载 766K] - 吴帅峰;张巨生;
武汉市和平大道上跨地铁5号线工人村车辆段主桥采用(50+90+423+90+50) m中央独柱塔空间双索面钢-混混合梁斜拉桥，半飘浮体系，平转法施工。该桥具有大跨、大纵坡(3.82%)、矮墩、转体悬臂长(约340 m)、转体质量大(5万吨级)等特点。主梁主跨采用钢-混结合梁，辅助跨及边跨采用预应力混凝土梁，钢-混结合面设在主跨距桥塔中心线16 m处。桥塔采用混凝土独柱塔，西塔高107 m,东塔高104.3 m,塔梁相穿。全桥共设76对平行钢丝斜拉索，按空间双索面扇形布置，斜拉索梁端锚固于边跨混凝土梁底锚槽内和钢-混结合梁顶锚拉板上；塔端锚固于上塔柱钢锚箱内和塔壁混凝土齿块上。桥塔基础采用16根?2.8 m钻孔灌注桩；边墩及辅助墩采用双独柱矩形墩，基础采用4根?1.8 m钻孔灌注桩，桩基均为嵌岩桩。该桥采用支架预制、平转法施工，桥塔采用爬模法施工。为保证转体稳定性，该桥采用中心球铰与环道共同支撑转体系统，最大转体质量4.8万吨。
2025年06期 v.55;No.300 137-144页 [查看摘要][在线阅读][下载 947K] - 刘勇;王卿;刘榕;李瑜;陈光;
平益高速南阳湘江特大桥主桥采用(76.3+3×120+76.3) m波形钢腹板组合梁，大桥采用刚构-连续组合体系，中跨主墩采用墩梁固结，其余桥墩设置纵向活动支座。主梁采用单箱单室断面波形钢腹板组合箱梁，根部梁高7.5 m、跨中及边跨现浇段梁高3.5 m,主梁采用双幅单向布置，单幅梁宽14.5 m。主梁箱梁腹板采用1600型波形钢腹板，钢腹板与混凝土顶板以及横隔板的连接采用Twin-PBL连接件，与混凝土底板的连接采用角钢连接件，与混凝土端横梁及中横梁采用埋入式连接。该桥采用节段预制悬臂拼装施工。悬拼T构单侧分为13个悬拼节段，节段划分为(5×3.2+8×4.8) m。节段拼装缝界面设置高4 cm剪力键，界面采用改性环氧树脂类高触变性高强拼缝胶胶结。主梁采用体内与体外预应力相结合的方式。下部结构采用空心墩，双圆形承台桩基础。经验算，桥梁结构施工和运营阶段受力均满足规范要求。梁段采用部分长线法预制、通过运梁船运送至桥位、桥面吊机悬臂拼装施工，基础采用∞形双壁钢围堰施工。
2025年06期 v.55;No.300 145-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 434K] - 董晟昊;马芹纲;肖汝诚;
为提升网状吊杆系杆拱桥的设计效率，并为方案决策提供参考，提出一种基于反向传播神经网络(BPNN)、非支配排序策略(NS)与自适应差分进化算法(JADE)的网状吊杆系杆拱桥多目标优化设计方法。该方法首先根据理论分析与工程实践经验，确定网状吊杆系杆拱桥设计优化参数和优化目标；然后结合非支配排序策略(NS)与自适应差分进化算法(JADE),提出多目标优化算法NS-JADE;最后利用BPNN构建网状吊杆系杆拱桥恒载响应的快速预测模型，并与NS-JADE优化算法相结合，对优化问题进行寻优计算，得到优化结果。以某跨径190 m的网状吊杆系杆拱桥为背景，将控制拱肋弯曲应变能与拱肋峰值应力作为优化目标，对拱轴线线形、吊杆倾角及成桥吊杆内力等参数展开优化设计，验证所提方法的有效性。结果表明：抛物线线形拱轴线在控制拱肋应力方面具有优势，悬链线线形拱轴线在降低拱肋弯曲应变能方面表现更佳；当网状吊杆的倾角为60°～63°时，拱肋受力状态更为理想；基于本文方法进行优化能有效降低网状吊杆系杆拱桥拱肋峰值应力，同时也能使成桥状态下吊杆内力与拱肋应力的分布更为均匀。
2025年06期 v.55;No.300 152-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 585K]