¿Qué importancia tiene en todas las épocas el desarrollo de la cultura y la tecnología de puentes modernas de China?
Desde la reforma y apertura, la industria de construcción de puentes de mi país ha experimentado un glorioso período de desarrollo. Especialmente en la década de 1990, bajo la bandera de la innovación independiente, la comunidad china de ingeniería de puentes ha comenzado a construir grandes luces. proyectos en todo el país, y cientos de puentes colgantes de gran luz, puentes atirantados, puentes de arco y puentes de vigas se construyeron a una escala y velocidad sin precedentes para la red nacional de carreteras de alto nivel con cinco direcciones verticales y siete horizontales. abarcar grandes ríos, bahías y valles profundos, ha cambiado enormemente el panorama del transporte de China y ha logrado logros notables.
1. Cuestiones técnicas clave de los puentes de grandes luces
1.1 Con el rápido desarrollo de la economía mundial, la construcción de puentes de grandes luces entró en un período culminante a finales del siglo XIX. Siglo XX. El Puente Sutong está ubicado en el curso inferior del río Yangtze. Es un proyecto de garganta que cruza el estuario del río Yangtze en la red nacional de carreteras. Es el primer gran proyecto de transporte por carretera respaldado por el Plan Nacional de Apoyo a la Ciencia y la Tecnología. El primer puente inclinado del mundo con una luz de más de 1.000 metros diseñado y construido de forma independiente por nuestro país. El tramo principal del puente Sutong es de 1.088 metros. Las condiciones hidrológicas son complejas, las condiciones geológicas son malas, el entorno meteorológico es severo y la densidad de envío es alta. Los requisitos técnicos del puente atirantado de un kilómetro superan los. Las normas y regulaciones nacionales y extranjeras actuales, y la construcción del proyecto enfrenta grandes desafíos.
1.2 A lo largo de 18 años de investigación y práctica, los constructores han innovado de forma independiente, llevado a cabo más de 100 proyectos de investigación científica, estudiado la resistencia estructural al viento, la resistencia a los terremotos, la colisión antibuque, la socavación y otras tecnologías. , y superado Ha resuelto más de diez problemas técnicos clave de clase mundial, como el sistema estructural de puentes atirantados a nivel de un kilómetro, la construcción de plataformas de construcción en rápidos de aguas profundas y la construcción de cimientos de grupos de pilotes, protección contra la socavación de cimientos, y control de construcción de torres altas, cables largos y estructuras de grandes luces, y desarrolló un sistema basado en la teoría de diseño de puentes y métodos de ciclo de vida y diseño de rendimiento, innovó el sistema de estructura de puentes que combina límite estático y amortiguación dinámica, desarrolló software de diseño con derechos de propiedad intelectual independientes, compiló pautas de diseño para puentes atirantados a nivel de un kilómetro y formó La tecnología central para el diseño de puentes atirantados a nivel de un kilómetro ha creado una luz máxima de 1.088 metros, la torre de puente más alta de 300,4 metros, la cimentación de grupo de pilotes más grande con 131, 2,8 metros de diámetro y 120 metros de profundidad, y el atirantado más largo del mundo con 577 metros.
1.3 Desde la perspectiva del desarrollo de puentes en el mundo, los puentes se están desarrollando en la dirección de tramos más largos, escalas más grandes, proyectos a través del Estrecho y proyectos oceánicos en alta mar. Actualmente, los pasos a través del mar a gran escala planificados, en construcción o completados en todo el mundo incluyen el Proyecto del Canal del Estrecho de Messina en Italia, el Proyecto del Canal del Estrecho de Tsugaru en Japón, el Proyecto del Canal del Golfo de Izmit en Turquía, el Proyecto del Canal de la Bahía de Sumatra en Indonesia y el Proyecto del Canal del Estrecho de Gibraltar, el Proyecto del Canal del Estrecho de Bering, etc.; los canales a gran escala que cruzan el mar actualmente planificados, en construcción o terminados en China incluyen el Puente Hong Kong-Zhuhai-Macao, el Puente que cruza el Estrecho de Qiongzhou. Proyecto del canal, Proyecto del canal a través del mar de la Bahía de Bohai, Proyecto del Canal a través del mar del Estrecho de Taiwán, etc. A medida que el entorno de construcción del puente se vuelve cada vez más complejo y la dificultad técnica aumenta, existen muchos problemas técnicos que deben resolverse para garantizar la confiabilidad, durabilidad, comodidad de conducción y facilidad de construcción del puente. Hay mucho trabajo por hacer. Los investigadores deben continuar trabajando duro, aprender de las fortalezas de los demás y superar juntos estos problemas técnicos.
1.4 En general, los desafíos que enfrentan los puentes modernos incluyen principalmente: 1. Investigación sobre la forma estructural y la tecnología de construcción de cimentaciones de aguas ultraprofundas 2. Sistemas estructurales y problemas mecánicos especiales de cimentaciones de aguas ultraprofundas; puentes de luz; 3. Investigación sobre materiales livianos, de alta resistencia, resistentes a la corrosión y de alto rendimiento. El progreso de los materiales determina el nivel de desarrollo de la tecnología de puentes. 4. Control de la construcción de puentes de luces ultragrandes; que la alineación del diseño y el estado de tensión después de la finalización puedan cumplir con los requisitos de diseño. 5. Cuestiones económicas de los puentes de luces ultragrandes;
2. Desarrollo técnico de puentes de pequeñas y medianas luces
El número de puentes de pequeñas y medianas luces es muy grande. Las tendencias tecnológicas futuras deberían reflejarse en el diseño integrado. Es considerar completamente la ubicación del puente de acuerdo con los requisitos de las condiciones de construcción, el diseño y la construcción deben integrarse estrechamente para cambiar el concepto de diseño. Llevar a cabo un diseño estandarizado, utilizar procesamiento en fábrica y construcción mecánica a gran escala en el sitio, y utilizar tecnología automatizada para detectar durante el proceso de construcción o después de su finalización, formando así una tecnología de gestión sistemática en el proceso de operación. En nuestro país, los segmentos prefabricados son. ensamblados con hormigón pretensado La investigación y aplicación de puentes se inició en los años 1960.
En China, la investigación sobre puentes prefabricados de hormigón pretensado segmentados comenzó en la década de 1960 y se puso en uso, como el puente nº 1 del ferrocarril Chengdu-Kunming sobre el río Jiuzhuang y el puente nº 4 del río Sunshui en 1966. En ambos casos se utiliza el método de construcción de ensamblaje prefabricado de segmento por tramo; el puente ferroviario de Xiangjiang de la línea Shichang, que se completó y abrió al tráfico en 1997, también utiliza el método de construcción de ensamblaje de segmento en voladizo. Más tarde, el puente Minjiang, el puente del río Yiling Yangtze, etc. utilizaron este método, así como vigas internas y juntas adhesivas de una sola llave. El puente del río Xinliu en la autopista Jialiu, que se completó y abrió al tráfico en 2001, también se construyó utilizando el método de ensamblaje tramo por tramo de segmentos prefabricados con soportes móviles.
3. Tecnología de prevención y reducción de desastres en puentes y toma de decisiones sobre riesgos
3.1 Los temas candentes en la tecnología moderna de prevención y reducción de desastres en puentes incluyen principalmente el diseño y el rendimiento numéricos y refinados de la resistencia al viento del puente. puentes basados Cuatro aspectos incluyen el diseño sísmico, la resistencia de los puentes a través del mar al acoplamiento de olas de tifones y la prevención de colisiones de barcos en puentes.
3.1.1 Numerización y refinamiento del diseño de la resistencia al viento del puente, principalmente mediante análisis teórico y simulación numérica CFD, para realizar una investigación en profundidad sobre el mecanismo de vibración del viento del puente y el efecto de acoplamiento del cuerpo fluido, y mejorar aún más y mejorar la tecnología CFD, establecer tecnología de "túnel de viento numérico" y "realidad virtual de resistencia al viento de puentes" para lograr una simulación numérica aeroelástica de "física completa, sistema completo, tridimensional, alta resolución y alta fidelidad" de estructuras de puentes.
3.1.2 La idea de diseño sísmico basado en el rendimiento considera de manera integral varios factores que influyen y adopta la idea de fortificación sísmica multinivel del análisis "inversión-beneficio" para reflejar la "personalización" del objetivo estructural. desempeño, es decir, los requisitos Bajo la acción de diferentes niveles de fortificación sísmica, la estructura diseñada cumple con varios requisitos de objetivos de desempeño predeterminados, asegurando así que las víctimas y las pérdidas económicas estén dentro del rango aceptable esperado en las condiciones más económicas.
3.1.3 Los puentes que cruzan el mar tienen grandes luces, están ubicados en aguas profundas y con olas altas, y tienen factores ambientales marinos extremadamente complejos como el clima, la hidrología, la geología y los terremotos. En el diseño tradicional, las excitaciones transitorias de fuertes vientos y olas se consideran fuerzas estáticas equivalentes. Sin embargo, para los puentes que cruzan el mar, los tifones y las enormes olas causadas por los tifones tienen características dinámicas significativas y tienen un fuerte efecto de acoplamiento. Por lo tanto, considerar las características dinámicas reales, la aleatoriedad y el acoplamiento de cargas ambientales destructivas como tifones y olas enormes mejorará significativamente el nivel de diseño de los puentes que cruzan el mar y las correspondientes medidas de construcción estructural para resistir los efectos de acoplamiento de tifones y olas y vibraciones. La tecnología de control se convertirá en un desafío técnico clave al que se enfrentará la construcción de puentes que cruzan el mar.
3.1.4 En la actualidad, la investigación y el diseño de prevención de colisiones de buques en puentes en mi país aún carece de sistematización, estandarización y estandarización. Para satisfacer las necesidades del diseño y construcción de puentes en mi país, es urgente realizar investigaciones sobre la teoría de colisiones entre puentes y barcos y las especificaciones de diseño. Es importante orientar el diseño de prevención de colisiones entre barcos en mi país y Reforzar puentes viejos y peligrosos contra la importancia de colisiones de barcos. 3.2 Hay muchos factores inciertos en las etapas de construcción y operación de puentes de carreteras. Los errores o negligencias en cualquier parte del proceso de diseño, construcción y operación reducirán en gran medida la seguridad de la estructura y provocarán diversos accidentes de ingeniería. Ante cada vez más accidentes de puentes y crecientes pérdidas de vidas y propiedades, es necesario mejorar el sistema de gestión de construcción y operación de puentes en función de las condiciones reales de mi país y, al mismo tiempo, formular medidas efectivas para hacer frente a los riesgos de seguridad de los puentes. , con el fin de lograr el propósito de mejorar la seguridad del puente. En vista de la situación actual en mi país, debemos llevar a cabo investigaciones y debates en profundidad sobre varias cuestiones clave en teorías básicas y métodos de evaluación mediante el análisis de las normas, procesos, métodos, aplicaciones de ingeniería, etc. de evaluación de riesgos de seguridad, y optimizar y complementar. El sistema de evaluación, formando así un nuevo método de aplicación de ingeniería altamente operable formará un proceso de evaluación relativamente estable y razonable para problemas de riesgo comunes en proyectos de puentes y túneles, y mejorará el modelo de evaluación básico para mejorar la eficiencia y el nivel de evaluación de riesgos de aspectos específicos. asuntos. La evaluación de riesgos de seguridad es un vínculo importante en el proceso de construcción y operación de proyectos de puentes de carretera. Un sistema de evaluación integral, objetivo, científico y preciso es crucial para lograr los objetivos de seguridad de construcción y operación del proyecto. .
IV. Monitoreo y mantenimiento de la salud estructural del puente
Un puente es una estructura de ingeniería con una vida útil debido a defectos congénitos, la influencia del entorno externo y el efecto a largo plazo. de la carga, y la suya propia. Debido al envejecimiento de los materiales y a un mantenimiento y reparación inadecuados, su salud y seguridad se deteriorarán inevitablemente.
Este tipo de deterioro amenazará directamente la seguridad y el funcionamiento normal de la estructura. Si no existe un método científico, económico y eficiente para gestionar los peligros causados por el deterioro estructural, inevitablemente afectará el nivel de servicio normal de la estructura y el largo plazo. -Seguridad a largo plazo de la estructura. Causar enormes gastos económicos y puede causar un gran impacto social negativo.
El sistema de monitoreo de seguridad de la estructura del puente no es una simple mejora de la tecnología tradicional de detección de puentes, sino que utiliza tecnología de detección moderna, tecnología de ingeniería electrónica, tecnología de comunicación de red, tecnología de procesamiento y análisis de señales, métodos de gestión de datos y computadoras. El conocimiento en múltiples campos, como software, reconocimiento de patrones de sistemas, tecnología de predicción, teoría de análisis estructural y teoría de la toma de decisiones, ha ampliado enormemente el campo de la detección de puentes, monitoreando la respuesta estructural del puente en diversas condiciones en la etapa de operación en tiempo real. tiempo, y obtener reflejos de la condición estructural e información diversa sobre factores ambientales, y con ello analizar la salud de la estructura y evaluar el funcionamiento de la misma.
5. Conclusión
Los puentes son proyectos vitales, y la racionalidad, la seguridad y la durabilidad de las estructuras de los puentes siempre han sido cuestiones centrales en el diseño de puentes. Impulsada por la globalización de la economía mundial, la industria del transporte de mi país se ha desarrollado rápidamente, lo que es una oportunidad para el desarrollo y un desafío. Sólo explorando plenamente las ventajas de los conceptos modernos de tecnología de puentes y la innovación tecnológica y fortaleciendo vigorosamente las reservas técnicas podremos aprovechar las ventajas. oportunidad, para afrontar los retos.