福建省图书馆

1991－2005年，完成沥青添加剂SL在公路路面工程中的应用研究、沿海钢筋混凝土桥梁结构的防腐蚀研究、泉厦高速公路桥头软基综合治理的试验研究、利用福建石料修筑高等级沥青抗滑路面的应用研究、空间预应力砼技术在大型互通式立交中的应用研究、泉厦高速公路高塑性黏土路基修筑技术研究、省公路软土地基处理技术的应用研究、预应力砼下承式桁架连续刚构桥型研究和旧桥检测、评估和加固改建技术的应用研究和预应力砼准连续梁设计与研究、乳化沥青砼应用试验研究、高速公路软弱地基上花岗岩填石路堤修筑技术研究、单线双洞长隧道的建设技术研究、改性浙青及SMA的铺筑技术推广研究、高掺量粉煤灰混凝土在高等级公路中的应用研究、公路滑坡治理技术的研究等十六项科研项目，并分别获得省交通厅科技进步奖。
  1.福州洋头口立交桥
  洋头口立交桥是一座大型人车分流双层环形立交桥。该双层环形立交采用机动车在上层实现环行平面交叉，非机动车和行人在下层实现环行平面交叉的形式，从而实现人车分流、机动车与非机动车分流的目的。其主体结构为钢筋混凝土整体圆环形式，当时属于国内首创，内径40米，外径68米，整个圆环板支承在15排30根不等距独立墩柱上。环形闭合圆环板采用双样条子域法空间结构计算程序计算。整体圆环板结构整体性强，行车顺畅，建筑高度低，可缩短引道工程。
  2.福建省公路软基处理技术的应用研究
  以福州余盛至祥谦公路江口试验段为依托工程，分别用直径20厘米普通砂井+砂垫层+土工布、直径7厘米袋装砂井+砂垫层、大通量塑料排水板+砂垫层+土工布、普通塑料排水板+砂垫层和利用硬壳层不作处理5种技术做应用比较，总结各种处理技术的应用效果。经测试本试验项目均达到《试验大纲》规定指标。软基经处理后沉降控制在30厘米以内，桥头沉降控制在10厘米以内，固结度分别达到85％和90％以上。
  3.空间预应力砼在大型互通式立交中的应用研究
  主要研究空间复合截面梁单元构成的各种梁格形式来剖析桥梁结构，在预应力空间曲线的计算和描述上，采用尽量接近于原曲线形状的样条拟合曲线、圆曲线，使得分析更加准确，并且可以把结构的各种组成部分按施工步骤进行划分，使得桥梁的实际形成过程能较真实地被模拟分析。
  在大型互通式立交建设中充分发挥预应力混凝土高强材料的特性，节省材料，提高结构使用性能。
  4.泉厦段高速公路桥头软基综合治理的试验研究
  针对高速公路普遍存在桥头跳车病害，分析桥头跳车病害的原因，拟定设置桥头过渡段、匀顺路线纵坡与消灭突变点的综合治理技术路线。国内最早提出了采用水泥粉喷桩处理桥头软基的技术方案，经实践检验是成功的。软基上高速公路的勘察、设计与施工要点内容的指导性、适用性与完整性属国内首创，提出的软基设计成套方法与工程控制的数据及其技术要求有创新性和适用性。
  5.水口大桥预应力砼下承式桁架连续刚构桥型研究
  水口大桥具有桥型结构新颖和造型美观、轻巧及圬工体积小及建筑高度低、结构受力合理、预应力索布设简单、施工容易等优点，在大、中跨径的桥梁中具有较强的竞争力。主跨160米，为全国同类桥梁之最。利用π型桅杆式架桥机拼装该类桥型上部结构的施工模式，具有轻巧灵活、拼装平稳、安装工作面多、拼装速度快等优点。钢纤堆砼在大桥桁架节点中的采用，具有推广价值。水口大桥的技术经济指标与同跨径预应力桥梁比较，砼和预应力筋用量力，具有明显的经济和社会效益。通过结构计算、静动载试验及营运检验等，该桥型总体上达到国内领先水平。
  6.综合型乳化剂机组
  具有节能、节油、减少环境污染、减轻劳动强度、施工方便、延长施工期限等优点。沥青乳化机是以胶体磨为主机，配以油水控制和加热保温等部件，将热沥青掺配乳化剂溶液，通过胶体磨的作用把沥青制成包油型的乳状液的设备。
  7.丁苯改性沥青在高等级道路上的技术应用研究
  采用丁苯胶乳对国产胜利100％沥青进行改性，沥青技术指标有明显改善，温度稳定性和水稳定性有明显提高。组成丁苯胶乳改性国产沥青能达到进口优质沥青技术指标，可以替代进口优质沥青，可节省外汇，经济效益好，有良好的推广应用前景。工艺简单，可以用于铺筑沥青砼高级路面。
  8.高速公路软弱地基上花岗岩填石路堤修筑技术研究
  通过大量的现场和室内试验及分析计算，提出经济合理的填石路堤的施工工艺，提出填石路堤的质量检测手段、检测标准和质量保证体系、适合大粒填料的路堤稳定与变形分析方法，提出福建省填石路堤施工、检测暂行规定。经反复论证，在国内首次明确提出填石路堤的质量控制方法与质量控制标准，在公路部门对填石料的工程特性进行全面研究。在设计分析理论方面深化了现有设计理论。
  9.乳化沥青砼应用试验研究
  进行慢裂乳化沥青及中、细粒式混合料和改性乳化沥青混合料的配合比设计、室内试验，探索出施工和袋装混合料等配套技术、施工工艺可靠方便，技术先进。生产的乳化沥青混合料结构组成较为合理，强度和稳定性较好，袋装密封性良好，技术上有所创新。
  10.预应力砼准连续梁设计与研究
  连续T梁桥是新型组合结构的桥梁，集合了简支梁和连续梁的各自优点。此设计能加快桥梁建设速度，降低桥梁造价，提高行车的舒适度，对于高等级公路，特别是高速公路具有很好的推广价值，通过主梁及接头等内力分析和桥梁荷载试验等，认为预应力砼简支T梁跨径在25～35米时，接头采用普通钢筋砼的先简支后连续的预应力砼准连续T梁是可行的，造价低且工期容易掌握。
  11.国道316线石潭溪大跨径钢管砼拱桥试验研究
  是继钢结构和钢筋砼结构之后的新型结构，应用于拱桥结构具有广阔的前景。与钢结构相比，能节约大量的钢材、提高刚度、提高防锈能力和防火性能。与钢筋砼结构相比，能节约大量的砼和木材、节省施工用钢，施工吊装重量轻、进度快，为拱桥发展注人新的活力。该类桥型适用性强，建筑高度低，可应用于地质不良的平原地区。以平原地区桥位为例，相对于同等跨径的连续梁或连续刚构，由于建筑高度低，桥梁长度可缩短，其造价比钢结构和钢筋砼结构桥型每平方米可节省780元。钢管砼还广泛用于高层建筑、厂房建筑和输变电结构中。
  12.高掺量粉煤灰混凝土在高等级公路中的应用研究
  对于高掺量粉煤灰混凝土在公路建设中的应用，进行大量、系统的室内试验研究，并进行现场实践应用，得到其在公路基层、水泥混凝土路面面层中应用的合理配合比设计。其抗折强度、无侧限抗压强度、体积稳定性等力学性能都满足公路建设中的相应规范要求。研究成果充分发挥粉煤灰的形态效应和活性效应，在水泥用量大量减少的情况下使混凝土具有优良的工作性能。在砼滑模摊铺机施工的高等级公路中应用，使混凝土路面不仅具有优良的力学性能，而且能显著改善混凝土的和易性，方便施工，确保工程质量。通过大量的粉煤灰混凝土细观结构和耐磨性能试验，提出高掺量粉煤灰混凝土配合比，硬化后混凝土的耐磨性能不低于普通混凝土。研究成果成功地应用于324国道路面改造工程和涵黄公路改造工程的路面基层。
  13.高速公路桥梁护栏研究开发技术
  增大桥梁护栏的结构强度，提高防撞能力，使失控车辆不至于穿越护栏或翻越护栏坠落桥下。提高导向功能，使碰撞车辆回复到正常行驶方向，尽量避免车辆碰撞后就地横转、翻车或驶入相邻于护栏的车道，防止发生二次事故。降低司机和其他乘客的伤害程度，当发生碰撞时，可降低对司机和乘客头部、胸部等关键部位的伤害程度。
  14.公路滑坡治理技术的研究
  对公路滑坡滑动规律进行系统的监测、试验、研究，提出公路滑坡灾害监测及稳定性评价的技术和方法。对预应力锚索抗滑桩在公路滑坡治理中的运用效果进行检验，总结预应力锚索抗滑桩的受力模式。结果表明，其结构受力更合理，费用更经济，具有较大的应用价值。通过对永安箭丰滑坡等治理工程实例的研究，分析福建省常见滑坡的特点和灾害机理，对不同地质构成的滑坡提出防治对策，并成功地应用于205国道和319国道公路滑坡治理工程。
  15.漳州战备大桥部分斜拉桥结构受力分析技术研究
  大桥主桥为单索面三跨（80.8+132+80.8）米预应力混凝土部分斜拉桥（也称矮塔斜拉桥），塔梁固结，塔墩分离。主塔截面为实心矩形截面。塔身上部设有鞍座，鞍座采用双重管结构形式。斜拉索穿过内管，在两侧斜拉索出口处，内外管之间设抗滑锚头，以防止内外管滑移，在施工完毕后，在内灌注高强环氧砂浆。索塔及索鞍结构形式在国内属首例。根据该桥特点，进行塔鞍座处节段模型试验，通过模型试验了解主塔鞍座区的受力特点及应力分布，确定结构开裂荷载，为设计及施工提供依据，确保主桥结构的安全性及可靠性。进行主塔鞍座处斜拉索抗滑移性能、压浆工艺试验，验证主塔两侧锚头的锚固性能，确保桥梁施工阶段及成桥阶段安全性。选择合理的压浆工艺，保证压浆密实，使之对钢绞线具有良好的握裹性能。进行斜拉索疲劳性能试验等研究。
  16.扁平大跨度不对称连拱隧道
  对罗长高速公路马宅顶隧道新奥法施工全过程进行数值模拟分析。分析包括二维平面分析和三维空间分析，着重分析围岩的变形和应力，锚杆的应力、初支和二衬的内力及中墙的变形和应力。同时，还对由于隧道不对称所产生的偏压情况进行研究，对不同地表情况及不同开挖方式模拟计算，比较分析，对连拱隧道施工中遇到的关键技术问题进行模拟分析。马宅顶隧道为国内第一座调整公路扁平大跨度不对称连拱隧道。
  17.公路隧道软弱围岩支护系统可靠性分析的应用与研究
  以漳龙高速公路乌石山隧道工程为依托，通过现场位移、压力等多项测试数据分析和理论计算，提出软弱围岩下公路隧道支护系统的可靠性评价方法。根据软弱围岩公路隧道的特点，结合现场量测，提出不同开挖方式下围岩的应力和位移场分布规律。提出软弱围岩公路隧道的合理开挖方式，对公路隧道的设计施工具有重要的指导作用。通过现场测试，及时反馈修正，使施工单位实现信息化施工。突破荷载——结构模式上的可靠度研究思路，引入连续体模式，将现场量测资料直接与可靠度评定结合起来，根据隧道初期支护和二次衬砌的特点提出不同的可靠性评判体系。提出位移量测值在时空上的外延效应研究，在对二次衬砌形变压力荷载系数的研究分析方法等方面有所创新。按可靠度理论设计对隧道进行创造性的研究，并对本工程的设计优化和施工起到指导作用。
  18.福建省公路地理信息系统
  针对福建省地形比较复杂的特点，采用GPS、陀螺、机械里程信息融合技术进行动态定位测量，提高精度。整个系统的构成建立在构件技术的基础上，运用XML通信语言的元级强大功能，使系统具有很强的可更新性、可扩展性，使系统界面友好、操作维护简便。在数据的组织上采用地理数据的金字塔结构（分级粗化），提高响应速度。在采用GPS与陀螺信息融合技术及XML通信语言构建C/S模式地理信息系统方面有特色，成果居国内领先水平，对促进全国公路交通的建设、养护和管理，促进空间数据库和地理信息系统的应用，促进道路数据的自动采集有明显的推广意义。
  19.三跨连续钢箱梁悬索桥成套创新技术的研究
  以厦门海沧大桥为依托，在国内首次系统地解决三跨连续钢箱梁悬索桥设计中的关键技术问题。研制开发设计计算软件。在国内首次采用浅埋倒坡箱式基础、框架式锚碇，经济合理地解决在强风化泥灰岩上修建悬索桥锚碇的难题。研究开发预应力锚固系统，设计合理，安全可靠。提出的大跨度悬索桥主缆分段悬链线模型和相应计算方法，准确反映主缆的受力和线形状态，具有较高的应用价值。建立的三跨连续钢箱梁悬索桥施工监控技术，保证成桥线形平顺，吊索内力分布符合设计要求。开展悬索桥先缠丝、后铺装施工新技术、悬索桥锚碇大体积混凝土温度控制设计及防裂技术的研究及悬索桥上部结构施工专用设备的研制等研究。把桥梁景观作为设计方案选择的重要因素，并作为旅游资源和科普资源加以利用。建立以养护管理、运营监测监控、信息采集与处理及资料归档等为技术支撑的桥梁养护管理系统，实现养护管理的规范化、标准化和制度化。
  20.泉州后渚大桥防撞岛模型试验与大型空间有限元仿真分析
  以3500吨油轮对泉州后渚大桥防撞岛在不同工况下撞击进行大型试验模拟研究，以及大型空间非线性有限元仿真分析，为福建省重点工程泉州后渚大桥防撞岛设计与施工提供科学的依据。
  该课题利用Bukinghamir定理，导出船撞模型试验的相似判据及相似系数，并得出3500吨级油轮撞击下的实用设计船撞力。对实际试验得出的船撞力与中国目前公路、铁路及欧美等国的船撞力计算公式进行分析比较，为今后中国公路、铁路修订设计规范相关条款以及在海湾、江河航道上修建大型桥梁防撞设计提供科学的试验数据。
  21.无伸缩缝桥梁的理论与应用研究
  建立采用整体式桥台的无伸缩缝桥梁（简称整体式桥台桥梁）的有限元计算模型，对粧基础的整体式桥台桥梁的受力性能进行较为系统的研究，为中国设计和建造无伸缩缝桥梁提供理论计算依据。根据整体式桥台桥梁的结构特点，提出桩一土一结构的非线性相互作用模型。分析不同强度地震作用下无伸缩缝桥梁的频率和振型，考察土的非线性作用对动力特性的影响，并采用反应谱法和时程分析法研究整体式桥台桥梁的地震响应。通过模型试验和实桥试验，研究无伸缩缝桥梁的荷载横向分布系数问题，并为无伸缩缝桥梁的横向分布系数计算提供实用图表。通过混凝土T梁试验，从大量实测得到的混凝土温度与相应的温度变形量数据中，运用数理统计方法拟合得到用于混凝土T梁温度变形计算的一般公式和若干结论，为无伸缩缝桥梁的温度位移计算提供实验依据。提出两种新的桥台与主梁连接的节点构造（合成梁方式节点和凸楔方式结点）。对季节性温度作用下整体式桥台桥梁台后土压力，提出解决Ratcherting现象（反复温度荷载下台后出现土楔块以及土压力不断增长现象）的方法，即自稳定的轻填土方案与设置EPS压缩层（并同时在土中加筋）的方案，均能减小土压力并控制土压力逐年增长的趋势。
  22.福宁高速公路下白石大桥7号墩墙式基础研究
  采用墙式基础，建立三维有限元模型，进行大量有限元计算，通过简化，用数值拟合方法给出不同基岩情况下，轴向力、水平力、弯矩作用下墩基内等效内力和等效变形的简化设计公式。进行聚碳酸酯、环氧树脂、石膏和混凝土4种模型材料的实验研究，完成光弹性应力分析、数字散斑相关技术界面应力分布测量、石膏模型的受力分析和岩石混凝土模型的应力分布测量。4种模型研究得到极为相似的墙式基础的剪应力分布规律，表明在一定载荷下，界面的抗剪能力可以承受大桥载荷。而桥墩的基础底部基本不受力，因此桥墩是极为安全的，亦即桥墩基础在基岩中埋深不断增加时，其底部承受力趋近于一个稳定的极小值，为此可采用一个临界深度（或基础有效深度）来评估，完成不同岩石模量下极限强度的实验研究，并对现有载荷下大桥的安全性进行评估。评估表明现有载荷下桥墩安全系数高达2.9。
  23.泉州后渚大桥五孔预应力混凝土连续刚构结构分析与测试
  以泉州后渚大桥主桥为研究对象，对五孔预应力混凝土连续刚构进行系统的参数分析。采用结构优化设计原理，研究分析五跨连续刚构优化的跨径比和墩梁刚度比。进行全桥环境振动测试，并基于环境振动测试结果，对结构空间有限元模型进行参数修正，建立能够反映实桥真实基准状态的有限元模型，进行地震反应分析。进行五孔预应力混凝土连续刚构桥施工阶段的应力、温度及线形的跟踪测量，并根据现场实测成果和理论分析成果，对桥梁节段施工和桥梁顶推合拢全过程进行指导。