新疆维吾尔自治区图书馆

旧桥在加固和改造前一般都要先进行使用状况和承载能力的评价。长期以来，新疆境内桥梁的评价技术都是以单一的目力检查和验算为主，缺乏快速有效的现场测试手段和评价方法。1991年，新疆交通科学研究所桥梁研究室承担了“桥梁检测技术应用”课题的研究任务。以解决当时桥梁现场检测评价等一系列技术问题。黄克超、张真为项目负责人，参加人员有沈季文、吴汉杰等。课题组在引进消化的基础上，在桥梁无损检测技术、桥梁静、动态荷载试验技术、桥梁模型试验技术、数据采集自动化技术和试验数据处理评价技术等方面取得了丰富的成果，并提出了测定梁桥整体刚度变化值的频率法。鉴定意见对该方法的评价是：概念明确，方法简单，有独创性。课题成果填补了自治区空白，达到自治区领先水平，其中有关测试数据的采集和处理技术达到国内先进水平。项目获1993年度自治区科技进步四等奖。
  自治区境内的公路大、中桥梁的基础中，桩基础所占的比例比较大，桩基约占基础总数的80%。如何现场快速评价桩基的承载能力和桩身混凝土质量，一直是当时国内比较棘手的问题。新疆交通科学研究所桥梁室承担了“桩基质量与承载力的评价”的研究课题。黄克超为课题项目负责人，参加人员有张真、陶建伟、任昌瑞等。黄克超在前人研究的基础上，提出了动态检测单桩承载力的“双频率法”及其数学模型，解决了相应的现场测算技术。根据一维杆件在瞬间加载后出现的一阶和二阶共振频率由计算机计算出单桩的P至S曲线，从而得到容许承载力；在反射波法的基础上，根据应力波理论导出应力波在桩的不同缺陷界面的反射波对桩顶响应的递推表达式，并由计算机实现对桩身多个缺陷反射波的实施拟合，从而对缺陷的位置和尺寸做出判断，拟合精度满足工程要求。课题提出的“双频率法”理论及计算方法属国内外首创，具有一定的突破性；反射波法的缺陷波拟合技术处国内领先地位。成果广泛应用于区内桥梁桩基的检测项目，相应的分析软件在航空航天部勘察设计研究院、北京市政设计研究院、山东省交通工程检测中心等单位应用得到好评。结合课题研究黄克超撰写了《用两阶自振频率确定单桩允许承载力》、与陶建伟撰写了《用波形拟合的方法检测桩基质量》两篇论文，分别发表在《中国公路学报》第八卷第四期和地球物理学报第39卷增刊上，并被EI和SCI收录。“桩基质量与承载力的评价”课题成果获1995年度自治区科技进步二等奖。
  改革开放以来，公路建设的步伐进一步加快，新技术新工艺新材料的应用逐渐展开。大跨径桥梁开始在自治区境内修建，库尔勒孔雀河大桥就是其中之一，大桥是跨径达150米的钢管混凝土中承式拱桥，这种桥型在国内发展迅猛，但新疆是第一次修建，有很多技术问题需要解决。如在施工过程中为使桥梁的最终应力和线形达到设计的理想状态，需要对各个施工工程进行跟踪监测和控制。新疆交通科学研究所桥梁室承担了“钢管混凝土拱桥施工过程监测与试验分析”课题的研究，黄克超为课题项目负责人，参加人员有张永辉、张建新、石建疆等。课题组运用大型的结构分析程序对各个施工阶段的受力情况进行了分析计算，通过对各个施工阶段的监测，给施工单位提供了大量的理论计算和实测信息，其中包括偏载吊装的计算与监测，合龙温度的计算与监测，吊装塔架的计算与监测，钢管拱肋的安装应力和线形的监测控制等。通过严密的施工监控，使大桥的应力和线形达到了设计要求。为了解决大跨径、高净空桥梁的变形观测问题，课题组负责人黄克超将精密三角高程测量技术应用于此并通过误差分析获得了最少重复观测次数，实践证明，观测误差小于3毫米。理论分析表明，钢管混凝土中由于钢管的套箍作用，使核心混凝土处于三向受力状态，从而具有更高的抗压强度和抗变形能力。要想使钢管混凝土达到理想状态，必须对钢管混凝土的密实度进行定量检测，而当时国内外都没有定量检测钢管混凝土方法的资料。针对这个难题，黄克超提出了一种用超声波定量检测钢管混凝土内部缺陷的新方法，通过理论分析和试验验证，检测精度完全满足工程要求。鉴定意见指出：成果与新疆特大桥的建设融为一体，是科研与生产相结合的范例，研究难度和规模大，用超声波定量检测钢管内混凝土密实度的方法为国内首创，达到国内领先水平。相关论文《用超声波定量探测钢管混凝土缺陷的研究》和《用精密三角高程检测大跨径拱桥的变形》分别发表在1998年和2000年全国桥梁学术会议论文集中。其中《用精密三角高程检测大跨径拱桥的变形》一文获自治区人民政府第七届自然科学优秀学术论文二等奖。成果获中国公路学会2003年度科学技术三等奖。
  新疆伊犁河大桥是跨越伊犁河的一座特大跨径桥梁，无论从结构形式和建设规模都堪称“新疆第一桥”。大桥采用连续T梁+连续刚构+连续T梁（7×40+66+5×120+66+17×40）形式，其上部构造复杂，施工周期长、影响因素多。为保证桥梁结构营运的安全性、可靠性、耐久性、行车舒适性，实施特大型桥梁施工过程的监测监控已成为大型桥梁建设中不可缺少的环节。在大桥建设中，伴随着体系转换，施工过程中的误差将直接影响成桥线形和结构的受力状态能否与设计状态一致。开展监测、监控工作指导现场施工，是保证大桥施工安全和施工质量的重要手段。新疆交通科学研究院和中咨（武汉）桥隧设计研究院有限公司承担了伊犁河大桥施工监控的研究课题，黄克超、张光辉为课题项目负责人，参加人员有任昌瑞、刘运伟、张永辉、蔡素军、杜细春、李永斌等。
  课题项目历时两年，通过研究最新的施工控制理论，结合伊犁河特大桥的实际状态，建立了详尽的结构分析模型。应用自适应控制技术，首先对伊犁河特大桥的整个施工过程进行了详尽的理论分析，然后通过实地监测结果不断调整计算参数，使计算参数和过程更加符合工程实际。施工监控是一个预告→施工→监测→计算→纠偏→预告的循环过程，施工监控的内容主要包括监控计算和监控测试。其中监控计算内容主要有：施工过程中各阶段桥梁状态的把握和参数的识别、施工成桥状态与设计成桥状态偏差的分析、前进和倒退仿真的分析、未来结构状态预测等。监控测试主要有：主梁的应力测试；施工过程中主梁的线形测试；温度场测试以及预应力孔道摩阻测试。课题组通过研究最新的施工控制理论，结合伊犁河特大桥的实际情况，建立了合理的结构分析模型，进行了施工过程中的参数敏感性分析，选择了合适的计算参数并充分考虑各种因素的影响，通过监测、反馈、预测，对结构挠度和内力进行调整控制，以达到预定的控制目标。最终的检测结果表明，课题组在施工监控中选用的计算模型合理、分析方法可靠、测试手段科学、测试数据准确。通过对伊犁河特大桥的全面施工监控与监测，使竣工后大桥的结构线性与应力都达到了设计的要求。工程完工后，课题组对伊犁河大桥成功地进行了静、动态荷载试验。试验结论是：大桥在最不利控制荷载（设计荷载）的作用下，主体结构工作状态良好，性能可靠；在试验过程中始终处于弹性工作状态；大桥的刚度、强度、动态性能良好，达到了设计和规范的要求。
  相关论文：《连续刚构桥悬臂浇筑施工裂缝原因分析》，作者黄克超；《预应力连续刚构桥施工监控与监测》，作者黄克超、张光辉等；《预应力混凝土连续刚构桥动力分析》，作者黄克超，发表在2008年全国桥梁学术会议论文集中；《混凝土箱梁施工阶段剪力滞效应分析》，作者蔡素军、张谢东、黄克超发表在《武汉理工大学学报》2008年第四期。