2018年06月21日(星期四) 校友录 | 湖南大学

1、梁杆体系三维非线性有限元法

      在国际上独立提出了一套梁杆体系的非线性有限元方程,以此为基础编制了可供桥梁设计使用的三维非线性程序NACS。解决了我国第一座和第二座现代悬索桥的非线性设计计算问题,至今已应用于18座悬索桥和一大批斜拉桥。

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                最早应用NACS程序的武汉二桥                                泰州长江大桥(三塔1080m)

 

2、桥梁振动病害治理的新型阻尼减振技术

      研制了五铰式磁流变拉索减振系统,成功解决了湖南洞庭湖大桥斜拉索的风雨振问题,并成功开发了具有完全知识产权的永磁调节式磁流变阻尼器,它不需电源,保证了在桥梁环境中使用的可靠性,已在国内多座斜拉桥上安装使用。开发了多种电涡流调频质量阻尼器(TMD)并获国家发明专利,可消除多种结构振动病害。基于专利技术开发的电涡流阻尼器产品已在我国最大跨度人行桥——绵阳一号桥及厦深铁路榕江特大桥吊杆上应用。上述两项减振技术已被企业采用形成了产品,提高了我国企业竞争力。

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           安装在洞庭湖大桥上的磁流变阻尼器                  安装在榕江特大桥吊杆上的TMD减震器

 

3、结构抗风理论与实验方法的创新

       提出了桥梁颤振分析的多模态参单参数搜索M-S法、桥梁颤振导数识别的强迫振动识别法、拱桥板式吊杆的大攻角颤振理论等,成果应用于几十座大跨度桥梁的抗风研究,解决湖南矮寨大桥、海南杨浦大桥等颤振和涡激共振问题。

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海南杨浦大桥

 

4、半整体式全无缝桥梁新体系

       桥梁伸缩缝是桥梁结构中最薄弱的部位,易损难修。为解决此难题,首次提出了具备独立知识产权的半整体式全无缝桥梁新体系,即在国外整体(半整体)式桥梁体系的基础上,通过在搭板后设置带预锯缝的连续配筋接线路面及地锚梁,成功实现了中小型桥梁的完全无缝化,并进行了系统的研究,建立了半整体式全无缝桥梁理论体系。研究过程中,采用理论研究—试验模型验证—实桥应用—反馈修正—形成指南的严谨技术路线,编制了《无缝桥梁设计施工指南》,为在我国中小桥梁上推广无缝桥梁新技术奠定了基础。目前共建造19座示范性无缝桥梁,使用时间最长的已达15年,至今状态良好。

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 全无缝桥梁

 

5、二次张拉高效竖向预应力体系

       竖向预应力不足引起的腹板开裂是预应力混凝土箱梁的主要病害之一。经过8年持续研究,成功研发二次张拉钢绞线竖向预应力技术。该技术有效提高了传统精轧螺纹钢竖向预应力的效率;使预应力张拉效果可测可控,方便验收;并改进了压浆系统,提高了竖向预应力筋的耐久性。通过标准化研究,编制出版了《二次张拉低回缩钢绞线竖向预应力短索锚固体系设计、施工、验收技术指南》。目前,二次张拉高效竖向预应力体系已应用于100余座大型预应力混凝土连续箱梁上,跨径为70m~260m,郑皆连院士评价:“圆满解决了精轧螺纹钢存在的问题,为桥梁的安全性做出了贡献”。

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二次张拉高效竖向预应力体系

 

6、轻型钢-STC组合桥面结构

       为解决正交异性钢桥面开裂破损的难题,研发了“超高性能轻型组合桥面体系”,由自主研发的薄层超高韧性混凝土与钢桥面组合而成,超韧混凝土的抗拉强度超过了42 MPa。新型桥面结构具有优良的性能,相比传统沥青铺装,新桥面体系中钢结构活载应力降幅可达50%以上,从而可基本消除疲劳开裂的风险;用寿命可达百年的超韧混凝土替代价格昂贵且需经常更换的沥青铺装,也解决了钢桥面铺装破损的难题。

       轻型组合桥面体系已于2011年成功应用在广东省肇庆市马房大桥上,在该桥上几乎同时实施的5种方案中,轻型组合桥面体系是唯一未出现开裂破损的方案。该成果目前在桥梁界影响巨大,10多个大型桥梁的设计已采用该方案。

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轻型钢-STC组合桥面结构 

 

7、高性能工程结构的受力性能及其设计和构造

       研发了基于高级复合材料FRP(Fiber Reinforced Polymers)和超高性能混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)的高性能工程结构。发明了5种FRP预应力筋和拉索的锚固系统;研发了基于高性能材料的高性能配筋混凝土结构、大跨桥梁结构体系、大型岩锚体系及组合结构体系,提出了相应的设计理论和应用技术。相关成果曾获教育部科技进步二等奖并在湖南矮寨大桥和云南六库怒江二桥等特大型桥梁工程中得到成功应用。

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湖南矮寨大桥岩锚吊杆下采用研发的高性能岩锚体系

 

8、大跨桥梁施工控制的预测控制系统

       研发了大跨桥梁施工控制的灰色预测控制系统、考虑箱梁开裂和长期变形控制在内的大跨预应力混凝土箱梁桥施工的多目标控制系统。相关成果曾获湖北省科技进步二等奖、中国公路学会科技进步一等奖并成功应用于安徽铜陵长江公路大桥、湖北巴东长江公路大桥、湖北荆岳长江公路大桥等20余座大跨桥梁的施工控制。

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                        湖北巴东长江公路大桥                                    湖北荆岳长江公路大桥