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[成果] 1700520379 北京
TV6 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:该项目发明了堆石混凝土坝新坝型,实现坝工核心技术的突破。堆石混凝土坝与碾压混凝土坝和常态混凝土坝相比,具有施工速度快,综合造价低,环境友好等诸多优势。项目研究团队用十余年的时间,从提出全新概念、明确技术路线、合作开展室内验证试验、结合大坝工程开展现场试验、进行物理试验与数值模拟相结合的理论研究、再到实际工程应用、总结施工经验、开发配套设备、编写技术标准,完成了从概念突破、技术创新到工程实践的技术发明及其工业化全过程,是中国大坝工程界在坝工核心领域取得突破的标志性技术发明成果。堆石混凝土坝作为一种新坝型,从无到有,从低坝到高坝,从国内到国外,逐步推广应用,得到了坝工界的广泛认可。①通过堆石混凝土宏细观性能研究,发明RFCD新坝型。②发明“堆石入仓+高自密实混凝土浇筑”新工艺,显著提高工效,建立相应的质量控制方法和标准体系。③在堆石混凝土施工原理研究基础上,发明水下自护混凝土等一系列衍生技术,推动堆石混凝土技术应用范围不断扩大。该项研究成果具有原创性自主知识产权,为水利水电工程筑坝技术开拓了一条新的途径,是混凝土筑坝方法的重大创新。取得了显著经济、社会和环境效益。成果达到国际领先水平。
[成果] 1700520402 北京
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2018
成果简介:高速铁路作为中国自主创新的标志性成果领跑世界。无缝线路是消除了轨缝的长钢轨与其下部复杂结构共同适应热胀冷缩、保持强度与稳定性的线路,是保障高速线路高安全、高平顺、高可靠的核心技术。项目组在国家及部委支持下,历经十余年的理论与技术创新,形成了具有自主知识产权的复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术及应用体系。1.创建了复杂温度下高速无缝道岔精细化分析理论和技术,攻克了复杂气候条件适应性难题。促使中国成为高速通过性能优良、温度适应能力最强的高速无缝道岔制造国。2.创立了长大桥梁、高架站无缝线路协同分析理论与成套应用技术,突破了与复杂线下基础协调性难题。促使桥长数百公里、跨度上千米的桥梁都可实现线路无缝化。3.研发了多手段智能融合的无缝线路系统实时在线监测及预警技术,实现了安全服役状态的可控性。通过成套技术的研究,形成了从设计、制造、铺设到维护的无缝线路技术体系,真正实现了无论线路有多长,都能够通过无缝化实现全线连续、高速、安全、平稳、舒适运行。该项目形成《铁路无缝线路设计规范》等国家及行业标准7项,出版专著4部,发表论文500余篇,申请发明专利29件(已授权10件),获实用新型专利、软件著作权25件。项目成果应用于中国全部高铁项目中,并在国外铁路建设中得到广泛应用。国家有关部门鉴定为“成果系统性、创新性强,整体达到了国际领先水平”,为中国高铁快速发展及走出去战略提供了重要支撑。
[成果] 1700520191 北京
U23 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:中国高速铁路运营里程已超过两万公里,占世界高速铁路总里程的60%以上,列控系统是确保其安全和高效运营的“大脑和神经”。中国高速铁路网具有分布广泛、交路长、设备型号多、电磁环境复杂等特点,保障列车在复杂路网条件下的多频次跨线安全可靠运行是亟待解决的问题。该项目在国家支撑计划、863计划、自然基金等支持下,历经十多年,制定了支撑列控系统装备互操作的系统规范,构建了可动态配置的列控系统半实物仿真测试平台和互操作性测试平台,研制了电磁干扰幅度概率分布测量仪,发明了适应高速列车牵引电流波动剧烈的阻抗匹配装置,形成了具有自主知识产权的高速铁路列控系统互操作和可靠运用的成套技术。主要创新点有:(1)提出了列控系统需求规范形式化建模验证理论和技术,制定了适合高速铁路的CTCS-3级列控系统技术规范,提出了基于功能特征提取的测试案例构造方法和基于决策树分析的测试案例生成方法,构建了完备的CTCS-3级列控系统测试案例库,成为中国高速铁路列控系统设计研发、测试和建设运用的依据。(2)提出了适用于不同测试需求的列控系统多分辨率仿真建模方法和平行测试验证方法,构建了可动态配置的列控系统半实物仿真测试平台;提出了基于数据驱动的测试方法,构建了互操作性测试平台。支持了多种型号列控设备的开发及应用,完成了所有CTCS-3级列控系统及新型高速列车的第三方互操作性测试,为高速铁路网中列车安全、可靠运行提供了有力支撑。(3)提出了瞬态脉冲干扰的统计参量评估方法和实时测量技术,自主研制了基于随机变量分析方法的电磁干扰幅度概率分布测量仪,构建了基于瞬态脉冲干扰统计参量的故障诊断和故障模拟再现平台。有效解决了列控系统的电磁干扰问题,使CTCS-3级列控系统因电磁干扰导致的故障率由90%降低至20%。(4)提出了时-频信号检测分析与软计算结合的轨道电路实时故障诊断方法,发明了轨道电路防护瞬态冲击电流抗干扰技术,研制了适应大负荷高速列车牵引电流波动剧烈的阻抗匹配装置,使高速铁路车站轨道电路抗不平衡牵引电流干扰能力大幅提升,比国外同类设备指标提高1.5倍。获授权发明专利16项;发表论文77篇;出版专著6部;国家标准9项,行业标准4项。整体达到国际先进水平,其中,电磁干扰评估技术达到国际领先水平。CTCS-3级列控系统技术规范已在中国高速铁路广泛应用,完成了所有CTCS-3级列控系统第三方的互操作测试和所有高速铁路列控装备的电磁兼容测试。采用该技术规范和仿真测试集成平台研发的CTCS2-200H型和CTCS3-300S型列控系统车载设备已在高速铁路网中分别应用1074套和728套,占全国市场份额的70%和30%。利用该项目发明生产的轨道电路防护瞬态冲击电流抗干扰装置已在2万公里高速铁路车站内安装使用25000台。近三年取得经济效益达5.2亿元、新增利润1.8亿元。
[成果] 1700520224 吉林
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:季节性冻土区占中国国土面积的53.5%,气候条件恶劣,冻融循环频繁,生态环境敏感,路基冻胀翻浆、边坡浅层融滑、路面开裂松散、桥隧结构混凝土剥落与钢筋锈蚀、路域环境破坏等公路工程病害及环保问题突出,严重影响设施寿命,危及行车安全,环境保护任务艰巨,是国际性难题。由于季冻区气温骤降多发、地表反复冻融,使公路工程在冻害机理、抗冻指标及防冻技术等方面与多年冻土区有明显区别。项目历经10余年的产学研用联合攻关,形成了季冻区公路抗冻耐久及生态保护关键技术,实现了路基稳定、路面少裂、结构耐久、生态和谐的目标。取得了4方面创新:1.揭示了公路工程冻害机理。基于热传导平衡理论,揭示了季冻区路基冻胀机理;阐明了路面结构与材料的冻融损伤机理;提出了混凝土年有害冻融循环概念,阐述了桥隧结构混凝土冻融破坏规律;为公路工程抗冻耐久奠定了理论基础。2.建立了公路工程抗冻设计方法。率先提出了路基路面抗冻性能指标和抗冻控裂型路面结构,建立了路面低温允许开裂预估模型,提出了路基路面抗冻控裂一体化设计方法,解决了高速公路的冻胀翻浆问题,路面开裂率降低30%;构建了基于有害冻融循环的混凝土抗冻指标体系,确定了隧道抗冻设防等级与综合防冻技术,保障了季冻区桥隧结构的安全和耐久。3.研发了高性能路用产品、装备和监测技术。发明了填料型火山灰改性剂,可使沥青混合料高温动稳定度提高45%、小梁低温弯曲应变提高10%;研制了利用公路工程弃渣生产生态型砌块的装备及系列产品,弃渣利用率达到90%以上,解决了季冻区路基边坡浅层融滑问题;开发了基于导电膜的混凝土裂缝监测技术,测量精度0.02mm,实现了低温环境下桥梁结构的实时安全预警。4.创建了生态敏感区路域植被保护和污水净化处理技术。研发了基于生态保护的路基分步清表工法及基于湿地保护的路基修筑与安全监测技术,路域环境保护率提高20%;研发了低温环境下公路附属设施污水处理系统、敏感水体路段径流收集净化及危化品泄露应急处理一体化技术,有效预防了路域水体污染。项目成果达到国际领先水平,获省部科技进步一等奖3项。取得专利36项(发明专利12项)、软件著作权2项,出版专著4部,发表论文63篇(EI/SCI13篇),编制行业及地方标准12部。在青海、内蒙、吉林、黑龙江、辽宁等7省区9029km公路进行了推广应用。依托项目成果,建成交通运输部“长白山区鹤大高速公路科技与主题性示范工程”。近3年取得直接经济效益10.41亿元。通过中国-加拿大联合研究计划,加强了国际交流。项目系统解决了季冻区公路工程抗冻耐久及生态保护技术难题,实现了公路建设抗冻技术从借鉴国外经验到拥有核心技术的跨越,路域生态从工后修复向全过程保护的转变,促进了行业科技进步,提升了中国季冻区公路建设技术在国际上的影响力,对于支撑“一带一路”国家战略具有重要意义。
[成果] 1700520226 北京
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:钱塘江是世界三大强涌潮河流之一,钱江涌潮是举世闻名的自然奇观。在强涌潮环境下建桥,需面对潮强流急、深槽摆幅大、施工风险高、保护涌潮奇观所带来的巨大挑战。因而,研究采用何种适宜的桥型与结构型式及施工方法,并研发多塔斜拉桥结构体系、刚性铰新型装置、钢箱梁检查设备等核心技术,是该项目必须解决的关键技术难题。为此,在国家和省部科技计划支持下,通过理论分析、试验研究和实桥验证进行了技术攻关,取得了四项创新成果:1.针对强涌潮河流强潮段潮差达9m、最大流速超10m/s、可通航深槽存在2km以上摆幅、最大涌潮压力达75kPa、有效吊梁时间每天小于1小时、阻水率要求小于5%等技术挑战,在国际上首次研究提出了主桥采用主跨428m、总长2680m独柱六塔双幅四索面世界最长钢箱梁斜拉桥和引桥采用3.8m大直径单桩独柱70m跨径连续刚构桥新型桥型与结构型式,并发明了强涌潮环境下基础及钢箱梁精准、快速施工控制技术,最大程度保护了钱江涌潮这一世界自然奇观。2.揭示了多塔斜拉桥活载及温度荷载效应机理及规律,在国际上首创了“双排支座+刚性铰”多塔斜拉桥结构体系。与传统体系相比,其竖向刚度提高26%、温度效应降低36%,科学解决了多塔斜拉桥结构体系刚度小和长主梁温度变形大的技术难题,推动了多塔斜拉桥的技术进步,实现了多塔斜拉桥的无限拓展。3.在国际上首次发明了能释放主梁轴向变形并约束其它自由度位移的钢箱梁刚性铰新型装置和可无级调高并具有柔性减振功能的刚性铰专用支座,研发了具有减振降噪功能的多向变位伸缩装置,首次提出了刚性铰高精度制造安装工艺和控制技术,实现了相对错位误差<1mm、平行度达到“零误差”,保证了结构性能和桥面行车舒适性。4.在国内首次研发了全方位多功能钢箱梁检查车,具有灵活过墩、安全可靠、运行平稳等特点,解决了多跨连续过墩及X托架盲区到达等技术难题,可普遍应用于多塔多跨桥梁。与传统手段相比,减少了80%检查车数量,实现了一次过墩仅需15分钟的高效运行。项目获得发明专利9项、实用新型专利12项、工法3项,出版专著1部。研究成果已成功应用于嘉绍大桥、港珠澳大桥等多座桥梁,节约工程造价8.5亿元,取得直接经济效益19.98亿元。经交通运输部鉴定,项目成果总体达到国际领先水平,在超宽水域、深山峡谷区有重要推广意义,极大地推动了世界桥梁技术发展。中国工程院郑皆连、王景全、周绪红、聂建国院士和全国设计大师李守善、邵长宇等专家评价认为:“该项目提出的多塔斜拉桥结构体系、刚性铰新型结构等创新技术具有国际领先水平,对多塔斜拉桥的技术进步和发展具有重要促进作用,应用前景广阔。”项目已获得2014年“中国公路学会科学技术奖特等奖”、2016年国际桥梁大会(IBC)“古斯塔夫•林德撒尔奖”、2016年国际道路联合会(IRF)“全球道路设计成就奖”。
[成果] 1700520227 湖北
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:狮子洋隧道是世界首座高速铁路水下盾构隧道、也是中国建成的最长水下隧道和首座铁路水下隧道。隧道全长10.8km,外直径10.8m,双孔单线,是广深港高速铁路关键控制性工程,穿越地质与环境条件极为复杂的珠江入海口-狮子洋,其建设面临行车速度高(设计时速350km、水下隧道世界最高速度)、掘进距离长(盾构段长9340m、国内最长水下掘进距离)、地层复杂多变(国内首次大直径盾构连续穿越软弱地层、土岩复合地层、基岩及其破碎带)、水压力大(0.67MPa,建设期国内最大水压力)、安全标准严(高速、高密度、大客流、水下,世界首次)等5大方面亟待解决的重大技术问题,是对世界高铁修建技术和现代盾构技术的新挑战。该项目历经近十年联合攻关,系统解决了在结构安全保障、轨道平顺性控制、长距离掘进、关键装备研发、环保与防灾疏散等方面的多项技术难题,形成了成套创新技术。1.创建了高速铁路水下盾构隧道结构体系与设计方法。建立了单、双层衬砌相结合、分别适应软土、土岩复合地层、岩层的高速铁路水下盾构隧道结构体系及内衬设计方法,开发了可有效控制软土沉降的“管片+内衬+隧底纵梁”新型空间结构及其设计方法,提出了考虑施工效应的荷载计算方法,解决了高速铁路水下盾构隧道结构安全保障、轨道平顺性控制难题。2.突破了以“盾构地中对接”新技术为核心,适应长距离、高水压、严重软硬不均地层盾构施工的关键技术与装备。开发了盾构地中对接技术,解决了深水、宽海域下隧道修建难题;突破了复合地层铁路盾构隧道掘进、结构稳定控制、内部结构同步施工等关键技术,研制了中国首台大直径泥水平衡盾构机,攻克了大直径盾构长距离连续穿越软土、砂层、岩层及其破碎带的技术难题。3.创新了高速铁路特长双孔水下隧道运营控制关键技术。建立了时速350km特长双孔隧道净空标准,开发了世界首个双孔单线隧道洞口缓冲结构;提出了动车组火灾热释放功率标准,首次建立了双孔隧道水下紧急救援站,保证了高速铁路水下隧道运营舒适、环保、安全。获发明专利12项,实用新型专利10项,软件著作权1项,省部级工法9项,出版专著2部、行业规范1项,发表论文62篇。成果整体应用于广深港高铁狮子洋隧道,节省投资2.77亿元;工程自2011年12月通车以来,运营状态良好,对形成中国“四纵四横”高速铁路骨干网具有重要意义;获国家优质工程奖、土木工程詹天佑奖和菲迪克优秀工程奖,被誉为“世界高速铁路隧道修建技术的里程碑”。成果推广应用于珠三角城际铁路、长株潭城际铁路等全国各地共250余公里的复合地层盾构隧道,取得了显著的经济效益和社会效益。该项目成果打破了中国铁路“遇水架桥”的常规思维,实现了世界高速铁路水下盾构隧道从无到有的突破,极大发展了高速铁路修建技术和现代盾构技术,总体达到国际先进水平,多项关键技术达到国际领先水平,极大推进了该领域的科技进步,并为更长、更大水深隧道的建设奠定了基础。
[成果] 1700520228 北京
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:主要技术内容:中国高速铁路技术世界领先。高速铁路的关键是安全和舒适,必须实现轨道的高可靠性和高平顺性。普速铁路无缝线路的钢轨焊接接头断轨率高,平顺性不能满足高速铁路的需要,因此建设高速铁路必须解决好钢轨焊接这一关键技术难题。为了最大限度地降低在铁道线路上焊接钢轨时施工条件对焊接质量的影响,在工厂化的焊轨基地实现钢轨焊接是国际上的通行作法,欧洲建设高速铁路一般在焊轨基地将60米定尺钢轨焊接成180米的长钢轨,在焊轨基地完成68%的钢轨焊接工作,同时必须攻克焊轨基地一系列设备、工艺等技术难题。2007年原铁道部组织中国铁道科学研究院、有关铁路局等单位,针对钢轨焊接关键技术开展研究。自2009年开始,原铁道部连续三年立题,研究高速铁路焊轨基地系统技术,攻克了将100米定尺钢轨焊接成500米长钢轨的一系列技术难题,使中国高速铁路钢轨焊接接头质量实现了高平顺性和稳定可靠,在焊轨基地完成了80%的钢轨焊接工作,构建了具有中国自主知识产权的高速铁路焊轨基地系统技术。主要创新成果有:1.首创了将100米定尺钢轨焊接成500米长钢轨的方法。创新地利用了既有资源建设高速铁路焊轨基地,创新地设计了焊轨基地生产的基本工序和流程。创新了保证高速铁路钢轨焊接质量可靠的关键工艺技术,创新了精确控制焊缝尺寸、提高焊接长钢轨平顺性的关键工艺技术,实现了钢轨焊接质量的高可靠性和焊接长钢轨的高平顺性。2.首创地研发了高速铁路焊轨基地成套生产设备,为将100米钢轨焊接成500米钢轨提供了装备保证。在国际上首创地研发了高速铁路钢轨焊缝热处理设备,创新地研制了钢轨焊接接头数控加工中心,创新地研发了钢轨焊接质量大数据管理平台,实现了焊轨基地装备的原始创新。3.创新了高速铁路钢轨焊接检验技术,创新了试验方法,建立了高速铁路钢轨焊接技术标准体系,构建了中国高速铁路钢轨焊接质量评价体系。该项目获发明专利6项,实用新型专利16项,软件著作权5项。在核心期刊发表论文29篇。技术经济指标、应用推广及效益情况:项目成果在中国高速铁路建设中得到了全面应用。建成了技术为国际领先的11个高速铁路焊轨基地。2009年至2016年,焊轨基地共焊接高速铁路钢轨接头84.7万个,铺设在2.2万公里的高速铁路运营线路上(总线路延长为4.4万公里),8年内实现了钢轨焊接接头“零”折断,保障了高铁大动脉的安全畅通,高速列车运行平稳,为中国高速铁路建设和安全运行做出了重大贡献。项目成果为中国高速铁路提供了优质的钢轨焊接接头,实现了增收节支,每年至少创造经济效益72.6亿元。项目成果应用于普速铁路,也显著提高了普速铁路的安全性和经济性,经济效益巨大。
[成果] 1700520229 湖南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:随着中国交通建设的深入发展,山区跨越深切峡谷的大跨度悬索桥日益增多,已成为了山区交通建设的控制性因素。山区大跨度悬索桥普遍面临着跨度大、峡谷深、山路险、地质与气象条件复杂等巨大挑战,常规桥型布置对环境的巨大破坏,施工技术与装备的适用性限制,复杂峡谷风场难以准确观测等问题都严重阻碍了山区交通建设。依托工程矮寨大桥跨越近千米宽的风景名胜德夯大峡谷,桥面距谷底高355m,跨度1176m,建成时为世界上跨度最大的山区桥梁。该项目针对山区大跨度悬索桥在桥梁结构、施工技术与装备等方面的技术瓶颈,研究取得了一系列原创性成果。首创了塔—梁分离式悬索桥新结构,提供了一种适用于山区桥梁建设的新型桥梁结构。该结构缩短了梁长,减少了塔高,节省了投资;提高了整体刚度,具有更好的抗风性能;减少了山体开挖,保护了环境,实现了结构与自然完美融合。同时,研究揭示了新结构的受力机理,形成了相应的设计方法。首创了“轨索滑移法”悬索桥主梁架设新工艺,有效突破了缆载吊机法、缆索吊装法、桥面吊机法等传统方法受山区建设条件的限制,解决了山区悬索桥主梁架设难题,创造了一种高效、经济、安全的主梁架设新工艺,是中国桥梁技术中为数不多的原创技术,被世界公认为悬索桥主梁架设的第四种方法。研制了“轨索滑移法”悬索桥主梁架设新装备,安装能力大,实现了大吨位梁段水平运输安装;梁段陆地工厂化拼装,质量可靠,劳动强度小;施工速度得到了极大提升,创下了80天架设1000米悬索桥钢桁梁的世界新纪录。开发了悬索式现场风观测新装备,解决了复杂峡谷风场的现场观测难题。发明了可滑动风速仪桁架,能直接观测桥轴线上任意点风参数;研制了由TMD和配重块等组成的减振系统,确保了新装备的测试精度。发明了新型“CFRP-RPC”高性能岩锚体系,超高性能活性粉末混凝土RPC为锚固介质具有超强粘结性能,碳纤维复合材料CFRP为锚杆可免锈蚀,解决了传统岩锚体系地下埋深大和耐久性不足的问题,攻克了大吨位(480吨)碳纤维索锚固的难题。成果应用于矮寨大桥,极大地提高了施工效率,降低了造价,减小了风险,提高了质量,产生经济效益17357万元。大桥被美国国家广播公司评为“十大非去不可的世界新地标”,每年为当地增加旅游门票收益2300余万元。成果也在虎跳峡金沙江大桥等工程成功应用,经济、社会和环境效益显著,创造性地解决了山区大跨度悬索桥设计与施工的诸多难题,有力的推动了山区交通建设,极大的促进了桥梁科技进步。项目获授权发明专利9项、实用新型专利1项、国家级工法1项、省部级工法4项,出版专著1部,发表论文53篇,其中SCI、EI收录21篇。经鉴定,项目研究成果整体达国际领先水平,荣获国际道路联盟国际道路成就奖、中国公路学会科学技术特等奖、中国专利优秀奖及湖南省技术发明一等奖。
[成果] 1700510270 河南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:(1)针对波形钢腹板宽体箱梁,通过受力模式分析,验证了波形钢腹板组合梁桥中的“拟平截面假定”,推导了钢腹板剪应力计算公式,明确了各荷载作用下截面各部分的剪力传递和剪力分配情况,提出了变截面波形钢腹板组合箱梁腹板剪应力的实用简化计算方法,并研究了多种结构参数对动力特性的影响,为波形钢腹板PC组合箱梁设计提供了理论支撑;为提高结构抗剪、抗扭性能和整体受力性能,开发了一种在相邻波形钢腹板之间增设剪刀撑、在顶板与底板之间增设斜撑、并联合传统箱梁桥中混凝土横隔板,能大幅提高箱梁结构的施工及运营稳定性的新型波形钢腹板PC组合箱梁。(2)针对单箱多室宽体桥梁悬浇施工,研发了适合宽体箱梁悬浇施工的超轻型挂篮装备和装置。该超轻型挂篮自重轻,整体结构刚度大,变形挠度小,承载力大;适用性强,根据梁段宽度和重量,设置承重三角架数量;挂篮杆件工具化,现场组拼方便,拆卸、施工简便,同时该挂篮各杆件可反复拆卸、多次使用,挂篮经济技术指标仅为0.15;创新了挂篮分体独立行走方式(桥面上下结构分体行走)、底篮标高控制和特殊结构箱梁的不对称悬浇施工技术。(3)为服务宽体桥梁的施工监控,尤其是监控应力的修正方法,对单箱多室混凝土宽体桥梁的受力性能进行研究并关注其剪力滞效应,基于能量变分法通过理论推导分析了剪切变形对箱梁剪力滞效应和挠度的影响,并将考虑剪切变形的广义纵向位移函数从单箱单室推广到单箱4室箱梁剪力滞效应分析;以理论分析为基础并结合数值计算,对单箱多室截面顶底板应力分布提出了整体剪力滞、局部剪力滞效应的概念并分析了其成因、特点和影响因素;基于前述研究,针对宽体桥梁的监控技术,开发了线形和应力监控系统及应变测试装置,并对测量误差和剪力滞的影响提出了修正方法。该项目研究成果丰硕,经评价达到国内领先水平。核心技术获批发明专利2项、实用新型专利9项,软件著作权2项;获得省部级工法3项;发表论文8篇。该项目符合可持续发展及绿色施工的政策导向,转化程度高,促进了产业结构的调整、优化、升级及产品的更新换代,对行业的发展起到了很大的推动作用,推广应用前景广阔。该项目研究成果推广范围覆盖河南、山西、甘肃、湖北、浙江、福建等省,经济和社会效益显著,产生直接经济效益9110万元。成功应用在山西省五台至盂县高速公路、兰州元通黄河大桥、洛阳市国道310至吉利黄河特大桥新建工程、鄂州市凤凰大桥项目、台州湾大桥及接线工程、福州市104国道连江至晋安段改线工程等40余项工程中,取得了良好实施效果,获鲁班奖工程1项,多项省优工程,多项全国建筑业绿色示范工程,受到了建设单位、监理单位的一致好评,促进了地方经济的发展,并为单箱多室宽体桥梁建造提供了技术支撑,推动了行业科技进步,促进了中国宽体桥梁建造技术的发展。
[成果] 1800120586 天津
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:云南省位于南北地震带的南端,绵延几百公里的小江、红河、澜沧江3条主地震活动断裂带贯穿全境,是我国地震活动比较频繁地区,且该省交通建设较多处于山区地形且地震危险性较高,部分桥梁临近发震断层,设计加速度峰值可达到0.4g,突破了《公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)》的一般规定,桥梁抗震问题尤为突出。项目团队以云南省典型山区不规则桥梁为研究对象,采用震害调查、数值模拟和试验相结合的手段开展了系统研究工作。项目组详细总结了减隔震桥梁历史震害经验,比较中美日三国桥梁隔震设计规范进展,在此基础上编制调研报告4本。通过对7座山区墩高不同连续梁桥采用减隔震与否的抗震性能对比分析,系统研究山区桥梁采用铅芯橡胶支座隔震技术可行性,提出合理的刚度比控制指标和减隔震设计方案。提出在双柱式桥墩之间设置防屈曲支撑的新型减隔震构件形式以提高山区桥梁横桥向抗震能力,通过两座桥梁(规则与非规则)横桥向抗震数值分析,表明防屈曲支撑在大震下能够有效减小桥梁墩柱最大塑性变形以及控制残余位移。此外,提出一种减隔震桥梁基于位移的抗震设计方法,该方法以中国相关规范和技术标准为基础,适用于常见中等跨径20~40米的公路简支梁桥及连续梁桥。对山区曲线折梁桥地震反应特性进行了初步研究,基于两座不同半径曲线折梁桥的隔震分析,认为对曲率半径较小的曲线折梁桥采用双向隔震设计是合适的,设计时要注意防止支座受拉且施加竖向拉结的构造措施。以位于0.4g加速度地区及临近发震断层的某多联连续梁桥为依托工程,以多级性能目标和基于位移方法进行减隔震设计实现。同时,结合《美国AASHTO隔震桥梁设计指南》,提出了铅芯橡胶支座原型试验技术要求并实施。
[成果] 1700270085 河北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该项目在国内外相关研究成果的基础之上,以京港澳高速公路京石段改扩建工程为依托,对基于安全设施的高速公路亮化美化技术及措施等进行了系统的研究,通过对高速公路轮廓标、波形梁护栏颜色、反光膜等安全设施进行深入的研究,提出了一系列旨在增强夜间诱导效果、保障行车安全、提升道路外观品质的技术手段和相关措施。这些成果的实施不但能够提高高速公路安全行车水平,同时也能在不增加额外投资和能源消耗的条件下使道路的行车环境、视觉感受得到明显改善。通过京港澳高速公路京石段安全节能需求分析,提出了京港澳高速公路京石段安全设施的亮化美化实施方案,提高了高速公路星辰的视认性和安全性。分类研究了轮廓标的设置层次、间距和尺寸大小,以及反光膜的反光性能,提出了适应双向八车道行车环境下的新型轮廓标,提高了高速公路交通安全水平和司乘人员的舒适感。
[成果] 1700520100 湖北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:项目属非金属材料领域,涉及有机、无机等高性能路面材料的低坏境负荷制备与应用技术。沥青路面由沥青面层和基层构成,具有行车舒适、养护简便、通行效率与安全性高等优点,是国际上的主流路面,占发达国家公路总里程的80%以上。中国高等级公路95%以上为沥青路面,仅占460万公路总里程的4.3%,路面的车辙、裂缝、坑槽等病害屡见不鲜,每年养护维修费用高达500亿元,维修铣刨的大量废旧沥青混凝土对环境造成巨大压力。中国每年新增公路10万余公里,对沥青、水泥、集料等需求量超过10亿吨,耗量巨大,天然资源难以支撑,如何提高沥青路面材料性能,降低其资源与环境负荷是中国公路建设领域亟待解决的突出问题。针对国内外现有技术尚不能兼顾路面高耐久性和天然资源低消耗的问题,基于中国公路设计规范的半刚性基层沥青路面结构特点,武汉理工大学联合北京工业大学、中国葛洲坝集团水泥有限公司,在多项国家和省部级科研任务支撑下,以生态设计思路为导向,突破了路面材料性能优化与调控等关键技术,成功解决了废旧轮胎、废旧沥青混凝土、冶金渣和建筑废弃物的高效科学利用,实现了路面材料高性能和低环境负荷制备,对公路建设可持续发展和交通安全有重要作用。主要科技创新如下:1、开发了路用有机胶结料的高性能制备、高效循环利用与低环境负荷应用的关键技术。发明了废轮胎胶粉改性沥青和失效改性沥青化学重构及温拌应用技术,制备出适用于-40~85℃温域范围且能常温储运的粒状有机胶结料,施工温度降低15-25℃、沥青VOC排放减少70%,突破了沥青材料高效循环与低环境负荷应用的瓶颈。2、研发了冶金渣和建筑废弃物替代资源制备高性能路用无机材料的关键技术。提出了材料生态设计方法,发明了冶金渣和建筑废弃物性能调控关键技术,制备出抗滑耐磨、粘附性优异的钢渣集料,吸水率低至1%以下的建筑废弃物再生集料,以及收缩系数降低40%以上、体积稳定性好的基层复合材料,解决了半刚性基层路面易开裂、水损害严重的难题,实现了路面材料资源替代率超过90%。3、构建了沥青路面材料高耐久性优化设计的研发平台。开发了沥青路面材料服役环境数据库,发明了模拟沥青路面材料实际服役条件的多因素耦合作用试验系统,创建了沥青路面服役寿命预测方法,用于指导沥青路面材料匹配设计,为实现沥青路面的高耐久性应用奠定了重要的基础。项目获国家发明专利22项、软件著作权2项、标准2项,发表SCI/EI论文69篇,获省部级技术发明与科技进步一等奖各1项。成果已全部转化并实现产业化,产品/技术已应用到全国23个省、市、自治区的近百条高速公路工程,应用整体技术的路面已运营10余年,至今状况良好。近3年新增销售额近45亿元,新增利润近8亿元,利用废轮胎、冶金渣、建筑废弃物等4500万吨,经济与社会效益巨大,对公路的生态文明建设和社会可持续发展具有重大的推动作用。
[成果] 1700520101 山西
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:以跨海大桥、深海油气开采等为标志的海洋工程已被列为中国制造2025的十大领域,是国家战略性新兴产业的重要组成部分。其中跨海大桥服役环境腐蚀性强(Cl-浓度高达20000ppm),桥墩的腐蚀破坏成为大桥长寿命、安全运行的限制性环节;而桥墩的建造传统上一直采用“碳钢钢筋混凝土+多种表面防腐”技术,设计寿命一般50年,加上使用过程需反复维护,导致综合成本较高。同时海上施工及维护对钢筋表面的涂层脱落及二次防护带来很大难度。因此,选择高强、高耐蚀、低成本的不锈钢钢筋,可以从本质上解决材料的服役难题,表面免防护可为海上高效便捷施工提供保证。不锈钢筋用于桥梁建设,已经成为国际上建造跨海大桥的最新解决方案,但相应材料的高强韧、高耐蚀的制备技术及在桥梁中的设计应用,也仅有奥托昆普等少数国外企业掌握,中国在该方面的生产和应用尚处于空白。2007年以来,项目通过“产-学-研-用”联合攻关,陆续完成了材料的制备、桥梁的工程设计优化,最终实现了中国不锈钢筋从无到有,特别是高性能不锈钢钢筋在港珠澳、文莱淡布隆等国内外多座设计寿命≥120年的跨海大桥大批量成功应用,并在国内首次形成了系统的设计规范和行业标准。项目在以下四方面取得了重大创新:1、首次进行了跨海大桥海洋混凝土环境不锈钢钢筋服役过程腐蚀行为的全面模拟,建立了寿命评估方法,奠定了跨海大桥不锈钢钢筋设计理论基础,形成了中国第一个包括不锈钢钢筋混凝土结构的耐久性设计和防腐蚀施工规范。2、首次开发了“窄间距、高横肋、大横肋角”的钢筋肋形结构,实现了不锈钢钢筋和混凝土之间高粘结力和高疲劳寿命的良好匹配,进一步提升了工程安全等级。3、开发了不锈钢钢筋在线兼顾高强韧、高耐蚀的生产关键技术,国际上首次实现了单轧制线Φ6-50mm宽规格组距不锈钢钢筋多品种紧凑型生产。4、开发了跨海大桥用不锈钢钢筋机械连接、折弯等系列专有技术,在国内首次形成了不锈钢钢筋标准和机械连接技术规程,实现从材料设计、制备、配件加工到用户服务等全方位的新模式。该项目的实施,在国内首次形成了包括不锈钢钢筋材料设计、关键制备技术、工程批量应用等在内的全流程工艺技术,总体达到国际先进水平,部分指标优于国外。围绕该项目,制定了不锈钢钢筋行业标准3项,授权发明专利7件,包括不锈钢钢筋、连接件、折弯件在内的组合产品通过了权威的英国CARES认证,这也是迄今为止国际上独此一家,开发的系列不锈钢钢筋不仅在港珠澳、文莱淡布隆等跨海大桥以及武汉青山长江大桥批量应用,而且对其它沿海、内陆桥梁的建设发挥了引领作用。项目总计开发系列不锈钢钢筋10516吨,近三年开发量4164吨,吨钢净利润4416元/吨,经济效益显著。该项目的实施,不仅对提升中国海洋桥梁、港口、岛礁等工程设计和建设水平、为国家节约大量投资,具有积极的示范效应,而且对不锈钢的产业升级和结构调整,具有重大意义。
[成果] 1800120493 天津
U45 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:该课题主要针对铁路隧道中危险性高、需求迫切的内燃机车、设备洞室等场所及关键部位,开展火灾特性研究、固定灭火设施系统的集成研发及应用技术研究,重点开发适用于铁路隧道设备洞室、内燃机车的新型灭火技术及产品。解决内燃机车初期火灾探测与灭火系统的快速响应技术难题,攻克适用于铁路隧道设备洞室的灭火装置选型和应用技术难点,有效提升铁路隧道火灾扑救技术水平和能力。阶段性成果:课题依据铁路隧道火灾防控现实需求,针对铁路隧道中危险性高、需求迫切的内燃机车、设备洞室等场所及关键部位,在火灾特性研究、固定灭火系统研发及工程应用技术等方面取得了突破,现阶段已取得一系列重要研究成果:(1)铁路隧道设备洞室灭火装置。(2)内燃机车电气室灭火装置。(3)内燃机车动力室灭火装置。(4)自动寻的细水雾炮样机。(5)内燃机车在隧道内和开阔空间运行时的流场变化规律。
[成果] 1800120511 四川
U21 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:高速铁路路基动态沉降实时监测系统,实现了路基结构状态全天候、多方位的动态实时、可靠的无线监测,大大提高了监测精度和效率,且具备无线传输能力和数据存储功能,为后续大数据分析奠定基础;提出了软土地基在列车动力荷载作用下的长期沉降预测方法,能够为新线工后沉降和既有线工后加固提供指导依据;研发了轻质发泡注浆加固材料,能够有效地弥补传统注浆材料存在的缺陷,且具有施工方便,强度增长快、价格低廉等优势,能够快速高效及时地控制地基变形;提出了新型地基加固方法——包裹碎石桩,能够有效解决传统柔性桩、半刚性桩及刚性桩中存在的问题,提高软土地基的强度,有效解决路基沉降问题。
[成果] 1700270071 河北
U41 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:课题采用现代可用性评估方法,结合石家庄市南绕城高速公路的工程特点和城市快速路现状,对既有的主线三维立体线形与安保设施的改建可用性进行了评估研究,创建了城市快速路改建为高速公路的既有工程可用性评估指标体系。仿真拟合研究城市快速路既有三维立体线形对高速公路技术标准和线形技术指标的满足适用性和主要标准指标难点,提出了快速路改建为高速公路的三维立体线形适应性改造关键技术指标侧向余宽C值的改造方案。以循环经济理念为指导,根据城市快速路改建为高速公路的可用性评估指标体系,提出了城市快速路改建为高速公路的既有安保设施可用性及适应性改造技术指标。提出快速路改建为高速路线形及安保设施的可用性及适应性改造技术指南。成果在实体工程中应用效果良好,经济效益和社会效益显著,推广前景广阔。
[成果] 1800120533 福建
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:针对长达5475米的特大三层城市互通立交桥、淤泥桥基、下埋管缆、毗邻建(构)筑物等复杂环境,形成的创新点如下:在大型桥梁爆破拆除工程中,创新性地全面采用深孔爆破技术,简化了施工工艺,有效提高了爆破的安全可靠性;利用“圆周三点确定一个圆心”的原理、水平尺、“十字钻孔探测验孔法”等测量技术,克服了互通立交桥纵横断面复杂的难题,保证了炮孔中心点、控制钻杆垂直度、检测炮孔垂直度的准确。在桥梁爆破拆除中形成了一种新的深孔钻孔爆破工法;在主起爆网路中,创新采用了数码电子雷管,解决了三层立交桥在爆破拆除塌落中的相互干扰难题,实现了“先内后外、先低匝道、后高匝道及主桥”的起爆顺序和对称起爆目标;在淤泥等软土地基条件下,采用隔振沟内插毛竹、桥体下方堆筑松土、堆放沙包与轮胎等工艺,实现了良好的减振隔振和抗冲击效果;针对在城市爆破拆除中粉尘危害问题,创新利用小药包和水槽,形成爆破水幕、水雾,达到了良好的降尘效果。
[成果] 1700510548 河南
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:1、主要技术内容:1250mm2大截面导线施工工艺及配套机具研制应用于特高压输电线路施工装备领域。该项目主要通过对1250mm2级大截面导线施工架线专用工器具和大截面导线张力架线施工工艺进行研究,为大截面导线的推广使用提供可靠的工器具和相应的施工工艺,保证了施工安全,提高了施工效率。研制大截面导线施工配套的机具主要有:1)大吨位放线架:具有辅助导线盘起步和液压制动的功能,并可通过张力机尾车提供动力,通过液压控制阀控制油缸伸缩,实现绳盘的升降。2)轻型卡线器采用预紧和自锁相结合的方式,实现对导线的夹持锚固,采用偏心轴式结构,增大卡线器的使用负荷。3)大吨位地锚型式为敞开式地锚,其整体采用钢板焊接而成,内部使用一道纵向和五道横向加劲板加强,以保证强度。4)接地型安全放线滑车用导电轮侧边接触导线,各组导电轮之间相互配合。5)专用挂具各挂孔位置布局合理,使各滑车等高,放线时不相互影响。2、授权专利情况:1)授权实用新型专利《一种预紧式引绳放线架》;(2)授权实用新型专利《一种导线展放过程中高电压电流泄放装置》;(3)授权实用新型专利《一种八分裂1250mm2放线滑车悬挂装置》;(4)授权实用新型专利《一种金属光面接地放线滑车》;(5)授权实用新型专利《一种张力放线滑车》;(6)授权实用新型专利《放线滑车连板手柄防脱装置》。3、技术经济指标:1)接地安全放线滑车在施工线路接触带电线路的危险状态下实现高电压电流的泄放,保障施工过程中的人身安全;2)研制了首套大截面导线架线施工用的大吨位放线架,额定荷载15t;3)专用挂具满足特高压直流线路大截面导线施工3×一牵二的施工需要,可一次挂三组三轮滑车;4)研制了轻型卡线器,适用导线直径达48mm,紧线额定张力100kN,重量20kg;5)研制了额定载荷130kN大吨位地锚,解决了大截面导线架线施工时导线高张力下的锚固难题;6)研究成果《1250mm2大截面导线施工工艺》规范了张力架线施工工艺,解决了1250mm2大截面导线张力放线中的难点问题,提高了工作效率,保证张力架线施工安全与质量。4、应用推广及效益情况:通过1250mm2大截面导线施工工艺及配套机具研制,研究成果包括接地安全放线滑车、大吨位放线架、滑车专用挂板、轻型卡线器、大吨位地锚,成果已经转化在±800kV灵州-绍兴、±800kV酒泉-湖南等特高压直流输电线路施工中得到应用,效果良好,保证了1250mm2级大截面导线施工质量和施工安全,在减轻人力劳动强度的同时,也大大缩短了施工工期,提高了工作效率,降低工程施工成本,为安全施工提供了有力保障,研究成果已经授权6项实用新型专利,2014年-2016年共创造经济效益约4464.76万元,新增利润892.952万元,经济社会效益显著。
[成果] 1700510550 河南
U44 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:特高压变压器超高超重,其安全运输实施及运输通行审批是困扰特高压施工建设的难题。在特高压示范工程中,由西变生产的大件设备经过长达半年多的运输审批,仍无法获批,最后被迫将原定的公路运输方案改为铁路&短途公路运输方案,承运企业也相应更换。在特高压南阳站扩建工程主变运输实施期间,郑州中州大道跨京广铁路大桥承重梁被超限车辆压塌,之后又连续发生了杭州钱江三桥、盐城通榆河桥、武夷山公馆大桥等多起大桥的垮塌事件,致使交通部在2011年7月1日下发了新的《公路安全保护条例》,加强桥梁的安全管理,加大治超力度,导致南阳站的主变设备运输难度倍增,最终河南省政府出面协调才得以艰难推进。课题依托特高压南阳站扩建工程,分析大件设备公路运输的影响因素,提出解决方法,并将研究成果应用于郑州换流站、灵州换流站和后续的特高压运输项目。1.桥式承载梁的设计改进:针对特高压主变设备参数,在保证桥式承载强度的前提下,减轻自重,并通过举升机构的结构改进,增大升降幅度,减小内力,增强运输稳定性和通过性。2.液压平板车的技术改进:通过对液压平板车实施技术改进方案设计,使其整体刚度得到加强,减少车辆载重后的变形,改善桥梁受力性能,进一步实现对桥式车组轴载的优化控制。3.大件运输车辆桥梁通行能力的快速评定:开发大件运输车辆桥梁通行能力分析软件,实现大件运输车组对桥梁通行能力的快速判定。4.大件运输车辆通行桥梁加固技术的研究:根据特高压项目大件运输超重车辆过桥的特点,以及特高压超重变压器运输中桥梁加固目的的特殊性,采用临时性加固方法,经济、快速地保障超重车辆安全通过既有桥梁。项目先后取得专利4项,发表论文5篇,开发出大件运输车辆安全过桥的快速评定软件1项,研制了可用于桥梁加固的多功能支撑架,在特高压超重变压器公路运输领域达到了国际先进水平,对后续特高压超重变压器运输项目具有良好的技术指导和理论支持。
[成果] 1700510556 河南
TM7 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:1.背景:该项目属于电力系统输变电技术领域。随着电网建设智能化水平的提高,输电线路视频监控等各类在线监测设备的需求量逐年增大,但它们的发展面临一个共同难题,即难以在高压磁场下获取稳定可靠的低压电源。2.主要技术内容:该项目以解决输电线路在线监测设备无稳定可靠的电源问题、保障大电网运行安全为目标,在麦克斯韦原理的基础上,建立三维空间交变磁场模型,并进行了仿真计算,提出基于输电线路架空导线和避雷线的感应取电方法,研制了取能装置和相关安装工器具。其主要技术内容有:第一,提出一种基于输电导线和架空避雷线大功率感应电压取能模块的多功能应用平台,在国内首次应用。实现各类状态监测装置处理复杂多变的远程通信、信息安全、就地智能化等问题,为整条输电线路走廊上的各类状态监测装置提供数据接入和远传通。第二,研制出应用于各电压等级的基于高压输电导线和避雷线的感应电流转换成高能效、大功率的稳压直流电源,为线检测等设备提供稳定可靠电源。第三,特别针对架空避雷线大功率感应电压取电装置进行了防雷保护设计,提升输电线路在线检测设备取电装置的防雷保护能力,避免大电流冲击损坏取电电源。第四,发明了架空避雷线改造检修专用提升器、预绞丝式安装等多种可靠简便的有利于线路改造和取能电源设备安装的结构方案,在不影响输电线路安全运行的基础上,提高线路改造和取电设备安装的稳定可靠性,保证运行的设备不会随外界环境改变而发生位移。3.主要经济技术指标:1)高压输电导线和架空避雷线的大功率感应取电技术可为输电线路在线监测设备提供长期稳定可靠的电源,替代目前主流的太阳能供电方式。2)取能装置实现对输电线路电流或电压的监测功能。3)取能装置可在8/20us雷击波形、100KA雷击电流强度下,仍能够可靠稳定工作。4)取能装置在温度为-40℃~+85℃内,能实现功率不大于30W的在线监测设备稳定可靠地运行。5)基于输电导线和架空避雷线大功率感应电压取能模块的多功能应用平台符合现场应用标准。4.项目研究成果:研制的相关在线检测装置广泛应用于河南等多家电力公司的40多条高压输电线路进行挂网运行,多次发现过违规施工、山火等严重缺陷,及时帮助电力巡线、检修工人排除了险情,保障了电网安全运行,获得同行专家的一致认可。该成果于2014年成功实现产品化生产,并进行了大范围推广,现已取得良好的经济收益和社会效益。有效的保证了河南电网的安全运行,促进了中国电网输电线路智能化建设。5.知识产权和经济效益情况:研究过程中获得国家授权专利13项,发表核心期刊论2篇。在3年内取得8000多万元直接经济效益的同时也获得十分显著的环境效益和社会效益,对河南智能电网发展和中原崛起、富民强省做出了应有贡献。
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