2019年度青海省科学技术奖励提名项目公示

 根据《青海省科学技术奖励办法》《青海省科学技术奖励办法实施细则》等有关规定,对2019年度青海省科学技术奖励提名项目进行了严格审查,《高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术研究》符合青海省科学技术奖励提名条件,拟提名该项目为青海省科技进步奖一等奖。现将提名结果公示如下,接受社会各界监督。

提名项目高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术研究

项目来源:交通运输部科技项目

主要完成人及贡献:

1、季德钧,担任项目的总负责人,负责项目总体方案的拟定,对“提出高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法”、 “建立高原高寒地区桥梁混凝土防裂措施及耐久性技术”、“研制高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥运营检测及管养成套技术”均贡献了主要力量。

2、晁刚,为科研项目负责人参与项目的研究工作,组织建设、科研、设计及施工单位开展“高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术研究”的攻关工作。

3、王克锦,主要完成了高原高寒地区混凝土早期的干燥收缩的影响规律研究,参与海黄大桥现场创新性施工方法的研究,参与海黄大桥健康监测系统的设计与现场实施。

4、王永亮,开展现场试验测试与施工技术研究,主要完成了短线法桥面板预制技术,以及桥梁动力测试设备的开发等工作,对创新性成果 “建立高原高寒地区桥梁混凝土防裂措施及耐久性技术”和“研制高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥运营检测及管养成套技术”有重要贡献。

5、陈干,在海黄大桥担任项目施工负责人,针对现场不同地形及水位,国内首次应用了浮桥作为施工通道,跨越了50m米水深峡谷,打通了黄河两岸交通。对水中墩基础施工工艺灵活比选,分别采用了双壁钢围堰法、钢板桩法、有效加快了施工进度,降低了施工成本;组织项目形成了10项工法成果。

6、杨洪福,担任依托工程海黄大桥工程项目办主任,主持完成了依托工程青海首座大跨径钢混组合梁斜拉桥的建设和管理工作,主要完成了充分考虑青海高寒地区海拔高、干湿循环频繁、大温差和氯盐侵蚀等严酷环境下,通过试验测试确定了适合于高寒地区桥梁不同部位混凝土配合比。

7、彭元诚,作为参与单位的项目负责人及课题的技术负责人,主持了 “高原高寒地区关键钢结构低温抗疲劳性能研究”的研究工作和依托工程“海黄大桥”的勘察设计工作。创新提出了“上”字形钢-混组合梁技术,显著改善了锚拉板的抗疲劳性能,为创新性成果 “创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法”贡献较大。

8、胡俊亮,对研制集机械构造、机电设备、电子通讯、无线传输、自动控制及桥梁缆索专业检测评估于一体的缆索检测机器人及磁通量缆索无损断丝检测系统有主要贡献。

9、刘永健,作为参与单位长安大学的项目负责人及课题的技术负责人,为创新性成果 “提出了高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法”和 “创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法”做出了主要贡献。

10、刘 华,在工程建设期间,提出科研的重点在于大桥特殊的地理环境:“高原、高寒、高温差”对施工工艺的要求和整体耐久性要求。建设期间,组织项目对混凝土耐久性、高标号混凝土配合比设计、特殊环境下叠合梁拼装施工工艺等进行科技攻关。通过理论分析、试验研究及数值模拟等手段,对高原高寒地区桥梁混凝土的温度场进行了深入研究,并基于抗裂设计提出了海黄大桥混凝土承台和桥面板温控措施及防裂对策有主要贡献。

主要完成单位及贡献:

1、青海省高等级公路建设管理局

本单位为项目的牵头单位,编制了整体研究计划和总体目标,整合了相关科研、设计、施工等单位,历时4年协同攻关,并参与了专题一、专题二和专题四的研究工作,为项目的创新性成果一“提出了高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法”、创新性成果二“建立了高原高寒地区桥梁混凝土防裂措施及耐久性技术”和创新性成果四“研制了高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥运营检测及管养成套技术”做出了巨大贡献。具体为:

(1)研究了高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥在施工和运营阶段的温度响应规律,为海黄大桥的施工和运营奠定基础;

(2)确定了高寒条件下承台、桥塔和桥面板等不同部位的混凝土配合比,提出了高原高寒地区桥梁高耐久性混凝土配合比,通过对青海高寒地区混凝土早期裂缝的分析,从材料因素、养护因素、施工和管理因素提出了相应的防治措施;

3)参与设计了海黄大桥的健康监测系统,参与定义了多约束叠合梁斜拉桥管养策略优化模型,采样遗传算法求解最优的桥梁生命周期内的管养维护方案。

2、中交第二公路工程局有限公司

本单位作为项目的主体施工单位充分利用其在大型桥梁施工管理方面的优势,坚持标准化建设,以科技创新为引领,实施精细化管理,对本成果创新点二做出了如下贡献

(1)提出了青海地区桥梁混凝土原材料的力学性能和耐久性能指标要求,依托青海海黄特大桥工程实际,对承台、桥塔和桥面等不同部位的混凝土配比进行了系统研究,通过各项试验确定了适合高寒地区桥梁耐久性混凝土的最佳配合比;

(2)针对高寒地区的裂缝类型,结合青海地区特有的气候环境,对高性能混凝土干燥收缩和塑性收缩进行了深入研究,确定了青海地区桥梁不同部位混凝土材料组成参数建议值;

(3)通过理论分析、试验研究及数值模拟等手段,考虑浇筑温度、环境温度、分层浇筑等因素对温度场的影响,对高原高寒地区桥梁混凝土的温度场进行了深入研究,并基于抗裂设计提出了海黄大桥混凝土承台和桥面板温控措施及防裂对策。

3、中交第二公路勘察设计研究院有限公司

本单位主持完成了项目专题三“高原高寒地区关键钢结构低温抗疲劳性能研究”的研究工作,主持完成了依托工程“海黄大桥”的勘察设计工作,为创新性成果三“创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法”做出了巨大贡献。具体为:

(1)揭示了剪力钉承载力随温度变化的规律,提出了适用于高原高寒地区的剪力钉低温承载力计算公式;(2)重点研究了冻融循环次数对剪力钉承载力的影响,提出了冻融影响的剪力钉承载力计算公式;(3)提出了考虑高原高寒地区温度应力影响的拉索锚拉板疲劳性能的评估方法;(4)提出了“上”字形钢混组合梁技术,改善了拉索锚拉板疲劳性能。

4、青海省交通科学研究院

本单位为科研课题的负责单位,编制了科研项目的整体研究计划,参与了专题一、专题二、专题三和专题四的研究工作,为项目的创新性成果一“提出了高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法”、创新性成果二“建立了高原高寒地区桥梁混凝土防裂措施及耐久性技术”和创新性成果三“创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法”和创新性成果四“研制了高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥运营检测及管养成套技术”做出了重要贡献。具体为:

(1)结合试验测试、有限元数值模拟和统计分析,参与提出了我国西部高原高寒地区组合梁斜拉桥各部位整体升降温取值和钢-混组合梁竖向温度梯度模式;(2)参与基于抗裂设计提出了高原高寒地区大体积混凝土有效的温控措施及防裂对策;(3)参与提出了适用于高原高寒地区组合梁钢-混界面剪力钉连接件的承载力计算公式;(4)参与设计了海黄大桥的健康监测系统。

5、中铁大桥科学研究院有限公司

本单位为课题4研究的承担单位,全面负责课题4的研究工作,主要贡献为:

(1)研制了缆索检测机器人,该设备集机械构造、机电设备、电子通讯、无线传输、自动控制及桥梁缆索专业检测评估于一体,实现了缆索检测机器人的自适应、自动爬升检测技术;开发了基于图像识别的缆索外观损伤缺陷自动定量分析方法;研制了磁通量缆索无损断丝检测系统;

(2)研制了基于GNSS+惯导组合导航技术的大跨桥梁快速线形测试系统,可应用于大跨度桥梁施工监控线形测试,桥梁荷载试验线形测试、桥梁定期检测线形测试等多种场合,能够显著提升桥梁检测工作效率,减少外业工作强度,具有广泛的适用性及应用价值。

本项目研发的智能检测装备在海黄大桥、武汉长江二桥、鹦鹉洲长江大桥等大型桥梁上得到了成功应用。

6、长安大学

本单位深入参与了项目专题一“高原高寒地区组合梁斜拉桥温度梯度分布及效应研究”和专题三“高原高寒地区关键钢结构低温抗疲劳性能研究”的研究工作,为本项目创新性成果一“提出了高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法”和创新性成果三“创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法”做出了巨大贡献,具体为:

(1)提出了考虑太阳辐射、环境温度和风速等多元气象参数耦合的桥梁结构温度场理论分析方法和数值分析模型;提出了青海地区组合梁斜拉桥各部件整体升降温取值和钢-混组合梁竖向温度梯度模式;提出了任意温度分布模式下,考虑组合梁界面相对滑移的温度效应理论计算模型。

(2)揭示了剪力钉承载力随温度变化的规律,提出了适用于高原高寒地区的剪力钉低温承载力计算公式;揭示了冻融循环次数对剪力钉承载力的影响规律,提出了冻融影响的剪力钉承载力计算公式;提出了考虑高原高寒地区温度应力影响的拉索锚拉板疲劳性能的评估方法。

提名意见:  

我单位认真审阅了“高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术研究”项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效。

在我国西部高寒气候条件下,大跨度斜拉桥的结构耐久性问题及安全控制问题研究一直备受业界广泛关注。青海省由于其独有的地理气候条件,在桥梁建设过程中面临着温度作用成因复杂、温度效应较大,高寒、低湿、强辐射及大温差环境条件下混凝土防裂及耐久性能难以保证,组合结构疲劳损伤累积机理、疲劳寿命预测、疲劳损伤识别研究不足,特殊气候环境下大跨组合梁斜拉桥运营管养经验不足等一系列严峻问题。项目组经过系统地研究与工程实践,取得创新性成果为:① 提出了高原高寒地区组合梁斜拉桥温度作用模式及效应分析方法。创建了基于多元气象参数影响的桥梁结构温度场理论分析方法;提出了高原高寒地区钢-混凝土组合梁竖向温度梯度模式及温度作用取值;建立了任意温度分布模式下钢-混凝土组合梁温度效应理论计算模型。②建立了高原高寒地区桥梁混凝土防裂措施及耐久性技术。确定适用于高寒地区桥梁耐久性混凝土配合比;提出了高性能混凝土主要原材料的品种、掺量范围与控制指标;得出了基于抗裂性的材料组成参数建议值。③创建了高寒地区组合梁斜拉桥关键钢结构低温、冻融及抗疲劳设计方法。提出了适用于高原高寒地区组合梁钢-混界面剪力钉连接件的承载力计算公式;建立了适用于高原高寒地区的组合梁剪力钉连接件冻融疲劳损伤模型和抗剪承载力衰减计算方法。④研制了高原高寒地区大跨组合梁斜拉桥运营检测及管养成套技术。研制了集机械构造、机电设备、电子通讯、无线传输、自动控制及桥梁缆索专业检测评估于一体的缆索检测机器人;研制了基于GNSS+惯导的大跨桥梁快速线形测试系统;首次在高原高寒地区建立了大跨斜拉桥长期服役性能监测数字化平台。项目形成了高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术体系,保障了高原高寒地区组合梁斜拉桥安全高效地建设与运营,项目的实施取得了巨大的经济和社会效益。

该项目共发表学术论文15篇,其中:EI检索论文6篇,核心期刊论文9篇;取得专利5项;软件著作权1项,制定标准2部;出版专著1部。

项目成果总体达到国际先进水平,其中组合梁温度作用于效应相关研究达到国际领先水平。

鉴于以上所述,提名“高原高寒地区组合梁斜拉桥低温性能关键技术研究”为2019年度青海省科学技术进步一等奖。

主要知识产权目录:

序号

类型

专利号/登记号

1

一种钢-混凝土组合梁湿接缝防腐构件

实用新型专利

ZL2017213332729

2

一种钢#混凝土组合梁湿接缝防腐施工方法及用途

发明专利

CN107700345A

3

一种基于多维矢量相关性的车型分类方法及装置

发明专利

 CN107578625A

4

一种斜拉索自动检测装置

实用新型专利

ZL2016210652913

5

基于车载的桥梁线形快速检测装置

实用新型专利

ZL2016210758509

6

高速公路结构物监测平台

软件著作权

V1.02017SR492717

 

公示时间:2019年7月26日至2019年7月30

    地    址:青海省西宁市五四大街72号(邮编810000)

    电    话:0971—6186700


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