2018年10月27日，深中通道管理中心在武汉市主持召开了国家重大基础设施项目—深圳至中山跨江通道重点专项科研课题中期评审会，桥梁工程系张清华教授主持的《深圳至中山跨江通道正交异性钢桥面板合理构造、制造工艺及疲劳性能研究》顺利通过了中期评审。课题以国家重大基础设施项目—深圳至中山跨江通道（简称：深中通道）为依托工程，对长寿命正交异性钢桥面板的疲劳性能进行了深入系统的研究。评审专家组由西南交通大学范文理教授、华中科技大学科学技术发展院和先进技术与装备研究院院长朱宏平教授、长安大学王春生教授、中铁大桥科学研究院有限公司院长田启贤教授级高工和中铁大桥勘测设计院集团有限公司副总工程师万田保教授级高工等五人组成。深中通道管理中心总工程师宋神友教授级高工、总工办主任吴玲正高工，中交公路规划设计院有限公司徐军教授级高工，中铁大桥勘测设计院集团有限公司杨光武教授级高工，西南交通大学李乔教授、卜一之教授、张清华教授和科研团队主要研究成员参加了本次会议。

深中通道效果图

深中通道建成后将是世界级城市群—“粤港澳大湾区”的交通大动脉，是进一步深化国家“一带一路”发展战略的关键工程。该项目是继港珠澳大桥之后我国又一个跨时代的世界级“桥、岛、隧、地下互通”集群工程，是连接广东自贸区三大片区、沟通珠三角“深莞惠”与“珠中江”两大功能组团的重要交通纽带和粤东通往粤西乃至大西南的便捷通道，线路全长约24公里，跨江长度22.4公里，设计行车速度为100公里/小时，主桥伶仃洋大桥（主跨1666m特大跨度钢箱梁悬索桥）、中山大桥（主跨580m特大跨度钢箱梁斜拉桥）和桥梁工程主体钢箱梁均采用正交异性钢桥面板结构。深中通道具有“特大跨度、交通量特别大和重载货车比例高”的特点，交通量预测单车道年交通量高达90万辆，其中重车比例高达40%以上，其正交异性钢桥面板的抗疲劳性能面临前所未有的挑战。

本课题结合深中通道“交通量特别大”和“重车比例高”的特点，针对既有正交异性钢桥面板多发典型病害的现状，以研发长寿命的正交异性钢桥面板为目标，对正交异生钢桥面板的合理构造参数，焊接细节对正交异性钢桥面板结构体系疲劳性能的影响，纵肋与顶板新型双侧焊构造细节的疲劳性能进行了深入系统的试验和理论研究；采用理论分析和数值模拟相结合的方法，就横隔板开孔形状、顶板厚度、纵肋高度和横隔板间距等结构参数对正交异性钢桥面板疲劳性能的影响进行了系统的研究，得出了合理的构造参数匹配方案，为设计提出了有益的建议；通过已完成的6组足尺节段模型试验，对纵肋与顶板新型双侧焊构造细节以及纵肋与横隔板交叉新型构造细节的疲劳性能进行了深入研究，得到了上述构造细节的疲劳失效模式、疲劳失效机理和实际疲劳抗力，分析了初始缺陷对上述构造细节疲劳性能的影响，通过试验和理论研究对比分析了联合采用纵肋与顶板新型双侧焊构造细节和纵肋与横隔板交叉新型构造细节的桥面板结构与传统正交异性钢桥面板的抗疲劳性能。研究结果表明，纵肋与顶板新型双侧焊构造细节的疲劳性能显著优于传统的单面焊构造细节；所提出的纵肋与横隔板交叉新型构造细节的疲劳性能能够实现传统纵肋与横隔板交叉构造细节的疲劳失效模式迁移，疲劳抗力显著高于传统纵肋与横隔板交叉构造细节；同时引入上述两种新型构造细节的条件下，能够大幅度提高正交异性钢桥面板的抗疲劳性能。

本课题研究的关键问题

现场考察深中通道正交异性钢桥面板疲劳试验研究

西南交通大学桥梁工程系张清华教授代表科研团队介绍了本课题的研究背景和意义，重点汇报了长寿命正交异性钢桥面板关键技术和正交异性钢桥面板疲劳试验与理论研究的研究内容和取得的主要研究成果。专家组认真听取了汇报，详细审阅了研究报告并对相关问题进行了质询和讨论，对本课题在合理结构体系、新型构造细节的疲劳失效模式和失效机理等方面的创新性研究和所取得的一系列研究成果给予了充分肯定和高度评价，一致认为课题研究成果系统，创新性突出，为深中通道钢箱梁结构设计和制造提供了科学依据，为正交异性钢桥面板疲劳开裂这一世界难题提供了综合解决方案，对于推动我国钢桥的技术进步、促进其可持续发展具有重大的理论意义和工程实践意义。

专家组审阅课题研究报告并进行研讨

多年来，桥梁工程系张清华、卜一之教授科研团队以推动桥梁工程的可持续发展为己任，在科研实践中自觉践行大国工匠精神，依托重大工程建设项目在高性能钢与组合结构桥梁领域进行了深入系统的试验和理论研究，研究成果直接支撑了包括港珠澳大桥、武汉青山长江公路大桥、深中通道等在内的重大工程的成功建设，创造了重大的经济及社会效益。

编辑：蒋新政

来源：土木工程学院