【成果釋出】2021橋隧產業技術及產品科技創新成果(第四期)

【成果釋出】2021橋隧產業技術及產品科技創新成果(第四期)

為助力橋樑科技持續創新,推進數字化、智慧化在橋樑和交通領域內的應用,提升橋樑行業的核心競爭力,《橋樑》雜誌社定於12月12-14日(12日報到),在重慶召開“2021橋隧發展科技創新大會”。其中,12月14日上午將舉辦“

2021橋隧產業技術及產品科技創新成果釋出會暨2020 - 2021交通運輸重大科技創新成果庫入庫成果釋出

”活動。屆時將有來自全國交通主管部門、設計、施工、裝置、材料等領域的領導和專家齊聚盛會,共築橋隧強國夢!

本屆成果釋出會共遴選出

22項

創新技術以及

6項

交通運輸部重大科技成果庫入庫成果及專著(2020-2021)進行釋出。本週我們將推出

六項

“2021橋隧產業技術及產品科技創新成果釋出會”中的相關入圍技術及產品,期待您的關注和反饋~PS:展示順序根據申報檔案提交先後次序排列。

值得一提的是,今年,

“2021橋隧發展科技創新大會及橋隧創新成果展”

的展區將按照不同的主題進行區域劃分,更細緻直觀的展示參展商的產品及技術。參展企業將從人工智慧及大資料應用、雲平臺、智慧建造及新型系統、裝備、材料、方案等方面全產業鏈展示中國橋隧創新技術成果。我們也將在下文中為您標註入圍本次創新大賽的企業所在展位,一起來看看吧~

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工程脈搏智慧監測雲平臺

技術基本資訊

立項背景

改革開放四十年來,我國的橋樑建設事業如火如荼,橋樑基數越來越大,但在重視新建的同時,後期養護管理相對薄弱,隨著自然風化以及環境汙染的日益加重,造成橋樑衰老加快,壽命縮短。另外,交通量與日俱增,超重車的出現加重了橋樑的負荷,也加快了橋樑損壞。我國橋樑的總體現狀是病橋數量偏多、總體病害多,除少數重要橋樑外,大量的橋樑在過去一段時間裡處管養不足的狀態,不少橋樑的健康狀況堪憂。到2025年,我國橋樑服役期限達到30年的將佔到橋樑總數的20。4%,到2044年這一資料佔比將高達62。7%,這一串數字表明我國橋樑老齡化現象已加速到來。橋樑工作重心正由“建養並重”向“管養為主”轉變。而為解決橋樑老齡化問題,建立橋樑管養系統和健康監測系統勢在必行。

研發思路

為橋樑結構健康監測提供系統性支援,透過海量採集、分析對橋樑結構狀況進行評估,為橋樑在特殊氣候、交通條件下或橋樑運營狀況異常嚴重時發出預警訊號,為橋樑的維護維修和管理決策提供依據與指導。透過在橋樑不同結構位置佈設不同型別的感測器裝置及採集裝置,透過物聯網或3G/4G/5G網路,採用多種安全協議及傳輸方式傳輸資料,對採集的資料進行快速儲存、實時過濾、高效分析、複雜統計和友好展示。

創新點

1、雲平臺數據採集相容性極強

(1)、制定資料接入規範,建立資料接入渠道,相容不同廠商不同型別的採集裝置。

(2)、新裝置接入平臺只需提供資料解析規則,即可實現資料採集功能。

(3)、瞬間實現將採集到的資料分發至指定解析系統進行資料解析。

(4)、根據一定的規則清洗資料,判斷是否存在異常資料,如存在則進行再次採集確認;正確的資料則根據不同階段的定義公式進行計算處理,形成最終的原始資料庫。

2、雲平臺支援多種演算法進行資料降噪處理。

3、雲平臺具備強大的裝置感知能力

(1)、能實現裝置狀態預警

(2)、遠端急速處理裝置資訊錄入工作

(3)、快速查詢附近裝置

4、平臺支援多種告警模式

初次預警後可立即啟動加密採集策略,獲得更多的現場資料以供專業人員進行資料分析,為決策提供判斷依據。同時可以可多渠道推送告警資訊,快速定位問題並分級閉環處理。

5、實時模態頻譜分析

6、北斗資料解算處理

7、資料視覺化,可提供輕量化BIM模型展示、二維結構圖展示

8、資料大屏編輯器

所屬企業展示

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創新展區-C3

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石墨烯重防腐環保配套塗層應用技術

技術基本資訊

作為鋼結構橋樑工程的重要組成部分,塗裝工程所涉及到的產品種類和塗裝技術正在突飛猛進的發展,其中塗料產品發展緊跟國家低碳環保、高質量發展的方向。

本專案是基於前沿材料石墨烯研發的石墨烯防腐塗料和環保材料水性聚氨酯塗料的配套塗層應用於橋樑鋼結構的防腐塗裝上,對橋樑的防護效果和免維護年限達到甚至超過傳統配套塗層。

創新點

1、石墨烯防腐塗料一層塗裝即可達到JT/T722-2008《公路橋樑鋼結構防腐塗裝技術條件》中推薦的傳統防腐塗料環氧富鋅底漆加上雲鐵中間漆兩層塗裝的防腐效果。單層塗層(幹膜厚度80um)耐中性鹽霧效能可達3000h左右,大幅度超越環氧富鋅底漆(80%鋅粉含量)的行業標準HG/T3668-2020《富鋅底漆》中耐中性鹽霧600h的要求;

2、石墨烯防腐塗料對基材處理要求不高,只需要處理到Sa1。0級,漆膜即可擁有優異的附著力,不需要像傳統防腐塗料對基材要求必須處理到Sa2。5級, 可以省略很大部分前處理工序,如噴砂拋丸等;

3、石墨烯防腐底漆與水性聚氨酯面漆配套使用於鋼結構塗裝上,漆膜既擁有良好的防腐效能和基材附著力,又擁有優異的紫外線遮蔽效果,塗膜使用壽命延長,同時極大限度降低施工過程中的VOC排放,實現低碳塗裝。

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創新展區-C2

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公路中小跨徑鋼板組合梁橋成套技術

技術基本資訊

鋼板組合梁橋充分利用混凝土受壓與鋼材受拉效能,由鋼主樑、鋼橫樑與橋面板組成,具有構造簡單、材料節省、工廠化製造等優點;同時鋼樑受壓翼緣受到混凝土橋面板的約束,提高結構的整體穩定性。安徽省公路鋼板組合梁橋基於“工業化建造”理念,從預製、運輸、施工與運營全過程進行技術研發與工程實踐,對結構體系、設計與計算方法、鋼樑構造、施工技術、結構耐久性提升與運營檢測進行全鏈條技術研究。

創新點

1。 提出了適宜工業化建造的雙主樑鋼板組合梁結構原型,研發了全寬預製橋面板及O型鋼筋混凝土溼接縫,發明了雙主樑鋼板組合梁的成套結構。

2。 在國內首次提出“少主樑、少加勁、厚腹板、小橫樑”的設計原則。對主樑高度、腹板厚度、橫樑間距、翼緣寬度等設計引數進行比系統研究,實現最優結構設計。

3。 針對鋼板組合梁進行車橋耦合振動、行車舒適性及控制技術研究,進行車橋耦合振動數值模擬與實測測試,提出基於動力特性的結構體系與構造設計原則。

4。 研發了雙主樑鋼板組合梁橋樑、板一體化架設裝備及施工工藝,形成了預製混凝土橋面板工廠化生產工藝。

安徽省針對中小跨徑鋼板組合梁橋已經研發與應用了4種類型:Ⅰ型(支撐橫樑體系、分塊預製橋面板)、Ⅱ型(非支撐橫樑體系、全寬預製橋面板)、Ⅲ型疊合現澆橋面板)、Ⅳ型(簡支鋼板組合梁、橋面連續)。系列成果先後獲得安徽省科技進步獎、公路學會、交通運輸協會等多個獎項。

所屬企業展示

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創新展區-C11

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無粗骨料UHPC鋼混組合梁預製橋面板成套施工技術

技術基本資訊

立項背景

近年來,國內外研究學者利用UHPC超高效能混凝土的效能優勢,創造性地提出鋼-UHPC組合結構橋樑,該結構以高強鋼材良好的受拉效能、UHPC 輕質高強的受壓效能、良好的抗裂效能備受青睞,可充分利用材料各自的受力優勢,鋼混組合結構自重大大降低,響應國家綠色、節約發展理念的同時,代表並引領了未來大跨度橋樑建設的發展方向。

本專案採用的無粗骨料UHPC鋼混組合梁預製橋面板在國內尚屬首次,厚度僅17cm,單塊尺寸高達12m×9。075m,無論是配合比設計還是施工工藝均不同於以往工程,施工技術難度大。

總體研發思路

專案調研範圍、深度

UHPC混凝土基本性狀、目前國內運用情況、部位及作用、預製橋面板運用情況(場站及工裝設計、施工工藝存在的問題及措施)、無粗骨料UHPC橋面板工藝要求及特性。

技術路線

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創新點

結構設計方面

(1)縱向溼接縫創新性採用“楔形”槽結構設計,無外漏鋼筋,透過“楔形”槽自錨固連線及UHPC的高強錨固效能,減少了現場鋼筋連線量。

(2)橫向溼接縫設定“燕尾榫”構造,加強了與橋面板的連線。

生產線及工裝設計方面

合理設計和建設了預製生產線,實現了UHPC橋面板流水化、自動化生產。透過對模具系統最佳化設計,實現了模具帶板橫向及縱向自動化滑移;透過採用自動化、智慧化的UHPC攤鋪整平一體機,實現自動化、智慧化的布料、復振及整平、覆蓋保水膜;透過採用全封閉智慧數控蒸汽養生房,實現了養護溫度及溼度的自動化、資料化管控。

施工工藝方面

透過基礎齒塊模板和互換塊的模板設計,滿足不同節段體內縱向預應力齒塊澆築。透過對鋼筋提前施加張緊力,提升了鋼筋保護層合格率。由於無粗骨料UHPC混凝土具有自流平、自密實的特點,為減少混凝土自身收縮的影響,對橋面板進行“20℃標養+90±1℃高溫蒸養”。

所屬企業展示

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固結擴盤樁技術

技術基本資訊

隨著近幾年橋樑的發展,其跨度、荷載越來越大,對剛度的要求也越來越高,超長樁、大直徑樁基礎越來越普遍,各種樁型均面臨新的問題,樁基礎不能無限度地加長、加粗:一方面長樁、超長裝的施工風險巨大、質量難以保證;另一方面超長樁樁身的壓縮變形大,已不能按剛性樁設計,且自重非常大,對承載力的損耗越來越明顯。隨著樁身擴盤技術在橋樑樁基礎中的應用,其對於提高樁頂承載力、縮短樁長起到了明顯的作用,但是常規樁身擴盤工藝存在著盤腔易塌孔的風險和技術缺陷,加之伴隨盤腔成形工藝而出現的縮徑、擴孔率小等問題,使得擴盤類樁基礎技術近三十年來一直無法取得技術進步並規模化應用。

固結擴盤樁技術融合了樁體擴盤工藝和複合地基處理工藝,開創性地將樁體變徑擴盤技術與複合地基處理的RJP/MJS技術有機地融合為一體,其核心技術是將橋樑樁基礎中預先在預設盤體位置周邊用RJP/MJS製作水泥土複合固結體,養護至一定強度後再進行樁基施工並且在水泥土複合固結體內進行變徑擴盤,形成突出於樁身的盤體,盤體嵌於複合固結體內並與複合固結體融為一體的複合樁結構,既充分利用並提高了土體的抗壓能力,又徹底地杜絕了傳統擴盤類樁基礎存在的盤腔易塌孔的風險和技術缺陷。固結擴盤樁技術一方面改變了樁基礎設在天然地基上的行業傳統,另一方面改變了摩擦樁的常規受力方式,為樁基礎領域的重大技術革新。

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創新展區-C8

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《經天路圖》公路工程BIM輔助設計軟體

技術基本資訊

隨著BIM+GIS技術在交通運輸工程中的發展和應用,行業對在全生命週期中運用的工業軟體的要求愈來愈高,軟體運用諸如在勘察設計階段資料高精度,規模大體量,載入高效率等方面成為考驗。目前,由於國內公司開發的軟體應用尚不成熟,該領域內的軟體市場完全被國外佔領,國內公司無法掌握其底層核心技術。在此背景下,我公司聯合中科圖新研發了基於國產三維GIS系統的公路工程BIM公路輔助設計國產軟體《經天路圖》,旨在實現交通運輸工程快速三維建模、打通工程專案不同階段全專業資料流轉、打造符合公路行業設計生產需求的三維輔助設計系統。

“經天路圖”創新點主要體現在如下幾個方面:1。突破國外軟體壟斷,“經天路圖”以國產平臺作為底層,技術完全自主可控;2。支援多種格式設計資料,無需單獨轉換,可實現快速載入各類線上地圖資源、航測資料、傾斜攝影模型及向量設計資料;3。軟體輕量化,可實現大體量航測資料載入,建立索引金字塔,實現TB級航測地形影像接入延遲時間小於5秒;4。符合公路設計實際需求,可實現公路設計資料快速表達,一鍵完成設計資料的自動BIM建模,在具備極致的使用者體驗下包含平縱設計、橋樑布跨、專案會審、外業調查等多個功能模組。

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創新展區-T17

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專家寄語

(以下專家寄語均為本屆創新成果釋出會的首輪專家評審意見)

向上滑動閱覽

中鐵第四勘察設計院(集團)有限公司 文望青

參賽類別基本涵蓋了橋樑的需求,同行業競爭必不可少。希望做出更多差異化服務,用做大做強自己的核心內容,並重視智慧財產權。

重慶奉建高速公路有限公司 吳逸飛

基於傳統土木工程技術的新材料、新工藝仍然在行業創新方面有較高比重,隨著基於網際網路的數字技術飛速發展,數字技術正在成為重組要素資源,重塑經濟結構,改變競爭格局的關鍵力量,智慧建造技術和交通基礎設施建設的深度融合將成為促進行業轉型和高品質發展的引擎,所以個人認為行業的科技研發應重視數字技術+土木工程的跨界融合。

安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司 楊善紅

希望行業內有更多的人開展專項創新研究。另外,還期待預應力殘餘應力的檢測技術、鋼結構疲勞、混凝土徐變的研究能夠取得突破。

山東省路橋集團有限公司 田軍禎

創新是全方面的,設計、試驗、施工等都可以發揮創新。有自身技術的創新,還可以嫁接其他行業技術,因此跨學科研究不可缺少。在裝置、器具方面,需要研發者沉下心來,做實實在在的驗證工作,拿出真實、有說服力的資料和結論。

北京城建道橋集團 楊國良

施工材料、數字化工具以及智慧化裝備方面的創新必然會帶來結構方面的創新。應加速如數字化方面的標準規範研究,儘快擺脫受限於國際的局面。

長安大學 馮忠緒

隧道相關的創新產品及技術同樣發展很快,望更多參與。

天津城建設計院有限公司 湯洪雁

參賽產品與技術的切入點普遍較好,絕大多數是“四新”技術範疇,符合綠色、環保、低碳、可持續的理念。期待在高效能鋼材、高效能混凝土等材料方面,推出受力合理、便於施工、易於管養監測的產品、裝置、構件、工藝。

中交第二公路勘察設計研究院有限公司 餘順新

運營管理的智慧化方面尚需突破,如隧道及地下空間突發事件監測預警與應急救援平臺、長大橋樑全天候運營狀態監測與評估系統等。同時,對社會效益、生態效益的量化評價體系有待提高。期待透過比賽,能促進公平健康的市場競爭機制,拓寬成果交流、宣傳、轉化的渠道,應充分合作,規避重複研發。

林同棪國際工程諮詢(中國)有限公司 劉安雙

本次推出的新產品及技術具有廣闊的市場推廣應用價值。新材料(高效能混凝土、石墨烯防腐塗料等)、新工藝運用(正交異性板 U 肋組焊、自平衡中空預應力棒、固結擴盤樁技術等)、新技術(北斗產品、資料智慧雲平臺、漢儀輪重儀等),以及高效率(橋聯檢系統、BIM輔助設計軟體、鋼板組合梁橋成套技術等)方面有較大突破,這些技術和產品對未來專案的實施有引領作用。

貴州省公路工程集團有限公司 張勝林

本次的參賽產品中,‘固結擴盤樁技術’有標準、裝置,有較好的經濟效益,市場應用價值高;‘結構支座智慧測力裝置及自適應調節技術’能真實反應結構實際的承受荷載情況,相對於同類產品,產品研發技術路徑新穎,產品化便於市場推廣應用;‘自平衡中空預應力棒’能較好的替代,解決質量通病;‘特大橋橋塔塔內智慧化檢養升降機’,將提升運輸與檢測儀器(手段)相結合,符合檢測技術的發展方向;‘懸索橋分體組合擺軸式散索鞍成套技術’、‘正交異性板U肋組焊一體技術研究’解決大橋建設的實際問題,技術實用等等。未來應繼續加強前期研究深度,加大對智慧化的研究力度。

中交第二航務工程局有限公司 張永濤

分體組合擺軸式散索鞍、智慧化檢養升降機、輪重儀等已分別在山區懸索橋、高聳結構物日常養護、大跨過載橋樑中得到推廣。此外,個人認為,橋隧行業的科技研發應關注高效能材料、智慧化結構、工業化智慧化建造、高精度無損化檢測、快速化改造維修、數字化建養服務平臺等方面的創新。

中鐵寶橋股份有限公司 李軍平

橋樑自動監測裝置及系統、環保的塗裝體系、自動化製造技術等有較大的應用前景,但還需要不斷完善改進,如塗裝塗料的標準、氣候適應性、耐久性等問題,正交異性板U肋組焊一體技術的裝置精度及穩定性問題等等。希望更多鋼橋自動化、智慧化製造和施工裝置、軟體商都參與到橋隧創新大賽中,以瞭解這個行業的真正需求。

北京市市政工程設計研究總院有限公司 包琦瑋

橋隧行業的科研創新,應更多關注新材料方面及工程減碳方面的創新。新技術、新產品的推廣應用影響因素非常多,一個積極寬容的創新環境非常重要。

TAG: 橋樑技術創新橋面擴盤