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科技进步奖推荐项目公示

发布时间:2014-08-27阅读次数:

前三位完成人的贡献和工作量

第3候选人:王蔚:协助项目的立项、大纲评审、查新、鉴定、研究和成果验收鉴定各阶段的组织和协调工作;负责项目经费的审批与管理;参与研究目标的拟定、研究技术路线的确定、项目成果总体水平把握,以及创新方向与创新点的论证;全面投入项目工作量占本人75%,对创新点1~创新点6的创新点作出了重大贡献。

关键技术与创新点

1、桥梁提升:首次研究建立了多跨简支梁桥整体同步无损提升技术体系、工艺与控制方法,发明了“多跨简支梁桥整体合点提升方法及其核心系统”、“一种拉线式位移传感器的辅助使用装置”以及“桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其可调高装置”等核心技术;在全国重点文物保护单位兰州黄河铁桥五跨钢桁梁桥整体提升工程应用中,采用有限元软件优化分析了提升控制工况,定量设计了合点提升系统与提升工艺流程,基于国际先进的计算机控制液压同步提升技术,在开放两岸旅游和水中通航的条件下,实现了整桥同步竖向移动(往上或往下)1.2米分级精准、安全可控(12点高差控制在2毫米以内)、无损提升的过程,保证了桥梁提升后结构受力不变,相对水平位置不变,提高了桥梁防洪能力,达到了文物“修旧如旧”的改造效果;研究成果为类似梁桥上部结构整体抬高改造(再利用)、下放拆除提供了新技术思路。

2、文物保护:首次系统提出了以“修旧如旧”及“景观协调”为目标的文物桥梁维修加固基本原则、基于“工程边界”识别的文物铆接钢桥维修加固方法与设计技术、基于“技术、管理和意识”三个层面的文物铆接钢桥维修过程管理方法以及铆接钢桥构件(铆钉、节点板和杆件)更换检测与评定标准以及施工工艺,发明了“桥梁综合状态检测管理软件”;在全国重点文物保护单位兰州黄河铁桥维修加固工程应用中,通过勘察、检测、量测、试验、分析与评价,对工程复杂的现状、目地、对象、背景、环境及要求等6点“工程边界”进行了全方位动态识别,挖掘了工程设计及施工的重点与难点,有针对性地层层深入设计了科学合理的工程技术方案,并按动态控制原理进行了工程实施和文物保护,实现了与兰州黄河铁桥相关的约5600平方米范围内的全部文物及附属结构维修改造“修旧如旧”及“景观协调”的效果,有效保护了文物;研究成果为文物铆接钢桥及类似桥梁维修改造从检测、设计及施工提供了系统技术与管理参考。

3、梁桥顶升:首次研发了多跨混凝土梁桥断柱整体同步顶升技术体系与控制方法,发明了“适应于简支板桥顶高的方法及其组合垫石结构”和“一种桥梁顶升标准钢支垫”、“梁桥大高度整体顶升的系统安全控制方法”和“梁体顶升起重机同步控制软件”等核心技术;在兰州黄河铁桥北侧六跨简支板桥断柱整体抬高工程应用中,采用有限元软件优化分析了顶升控制工况,定量设计了顶升系统与顶升工艺流程,基于国际先进的计算机控制液压同步顶升技术,实现了整桥带盖梁同步竖向移动(往上或往下)1.0米分级精准、安全可控(16点高差控制在5毫米以内)、无损顶升的过程,保证了桥梁顶升后结构受力不变,相对水平位置不变,提高了桥下净空和桥面标高,达到了文物附属桥梁“景观协调”、“节能环保”的改造效果;研究成果为我国梁式桥梁的上部结构整体抬高改造(再利用)提供了新的参考方法。

4、桥墩加固:首次提出了复杂条件下采用保持文物信息的外包自密实钢筋混凝土联合改进的干挂条石技术进行桥墩抗震、耐久性的加固方法。研制了用于寒冷地区施工、可抗冻、易成形的自密实混凝土,发明了“大型结构物仿砌条石面的混凝土仿面模板”、“多组份胶灌缝装置”与“桥梁钢板切割钻孔控制软件”等核心技术;在全国重点文物保护单位兰州黄河铁桥4个文物桥墩的抗震加固工程应用中,通过建立与百年桥墩实际数据、加固工艺相适应的抗震分析有限元模型,进行了文物桥墩加固前后的抗震评价与加固结构及工艺流程的优化设计,并在钢围堰内依次完成了桥墩的病害处置、表面凿毛、放样、钻孔、清孔、植筋、环向箍筋和竖向主筋制安、安装仿面模板、浇注自密实混凝土、拆模、干挂、灌浆、养护及涂刷防渗仿旧清漆等系列加固工序,实现了结构可靠、经济适应、耐久仿旧、施工简单的效果,提高了加固桥墩的抗震能力,延长了加固桥墩的耐久性,保持了加固桥墩的文物信息;研究成果为类似服役桥梁(特别是文物桥梁)下部结构加固提供了新的技术参考。

5、新型围堰:国际上首次系统提出了复杂条件下文物桥墩外新型钢围堰设计施工成套技术;发明了:“应用于浅水急流河道中开挖砂石的“砂石挖掘船”、“简易的船用人力绞车装置”、“借助桥墩导向架悬空拼装双壁钢围堰的方法”和“桥梁挂篮”等核心技术;在兰州黄河铁桥4个文物桥墩的抗震加固工程应用中,为实现文物桥墩加固提供无水作业环境,定量设计了桥墩外自平衡围堰结构、悬空拼装方法与拼装工艺流程,并通过有限元软件优化分析了实施控制工况,采用“先开挖后下沉”安装钢围堰的分节段分单元施工工艺,实现了复杂条件下(桥下净空小于5米,水流1~3米/秒,密实卵石河床)钢围堰加工及拼装误差小于0.5%,倾斜偏差小于1.0%,平面扭转角度小于1°,中心纵横偏差小于1/50,达到了钢围堰结构设计合理、施工简单安全、隔水可靠、经济适应的效果;成套技术具有广泛的推广应用价值,为我国数以万计的在役桥梁下部结构加固提供了新的围堰法加固思路。

6、安全评估:首次系统构建了老龄文物钢桥疲劳断裂性能评价指标、文物桥梁承载能力、抗震安全性评价模型、四种用于评估疲劳剩余寿命的交通荷载模型和基于S-N曲线和断裂力学的文物钢桥剩余寿命评估模型;在对全国重点文物保护单位兰州黄河铁桥承载能力及剩余寿命与使用安全评估中,通过桥梁钢材的冲击韧性与疲劳裂纹扩展速率试验、交通荷载调查分析以及对比校正,得到了兰州黄河铁桥钢材的韧脆转变温度在-23℃左右,桥梁在恒载加卡车荷载(重15吨)或公交车(重12吨)堵车情况下不能满足安全使用要求,在小汽车荷载作用下构件剩余寿命均为无限寿命,在人群循环荷载和卡车荷载作用下剩余寿命最短,进而给出了“在今后兰州黄河铁桥的使用中应严格限制半幅人群荷载的不利作用,以及重12吨以上卡车的通行”的安全使用维护策略;研究成果为国家级文物单位—兰州黄河铁桥的维护管养提供了科学依据,也为我国上万跨铆接钢桥及类似钢桥(特别文物桥)的安全使用及维护管养策略制定提供了新的评估方法。

7、综合评价:以上关键技术与创新点填补了国内外相关桥梁加固改造领域的技术空白,特别是老龄文物铆接钢桥维修加固的设计、施工、控制及评价体系的空白,大大推进了桥梁检测评估、加固改造行业的技术进步,推动了产业的技术升级和跨越;经甘肃省科学技术厅组织鉴定,中国科学院赖远明院士等专家认为整体达到了国际先进、部分国际领先的技术水平。

知识产权情况(论文、专著、专利、工法、软件著作权)

1、主要论文:

编号

论文名称

发表情况

1

兰州黄河铁桥5跨简支钢桁梁整体提升关键技术

《世界桥梁》,2012年11月

2

兰州中山桥桥墩外钢围堰施工关键技术

《公路》,2014年1月

3

Material Properties and Fatigue Safety Evaluation of Old Metal Bridges

《Key Engineering Materials》,2012年8月

4

双壁钢围堰在大潮差水中墩加固工程中的应用研究

《公路》,2012年9月

5

国家级文物兰州黄河铁桥维修加固工程施工综述

《2011年全国旧危桥改造技术研讨会论文集》,2011年11月

6

既有在役钢桥加固施工钢围堰力学行为浅析

7

多跨空心板桥带盖梁大高度整体顶升施工关键技术

8

中山桥维修加固工程安全与环境保护

《交通世界》,2012年

9

兰州黄河铁桥维护涂装方案设计与实施

《现代涂装》,2013年3月

2、主要专著:

编号

专著名称

编著单位

出版情况

1

《百年铁桥:兰州中山桥维修加固工程纪实》

武汉二航路桥特种工程有限责任公司

人民交通出版社,2012年12月1日

3、主要专利:

编号

专利名称

专利号

申请号

1

简易的船用人力绞车装置

ZL201220452040.6

 

2

多组份胶灌缝装置

ZL201220341221.1

 

3

大型结构物仿砌条石面的混凝土仿面模板

ZL 201320443956.X

 

4

一种桥梁顶升标准钢支垫

ZL 201320407412.8

 

5

桥梁顶升加高专用支座垫块

ZL 201220439680.3

 

6

一种拉线式位移传感器的辅助使用装置

ZL 201320294781.0

 

7

一种便携式钢板折弯机

ZL 201320374038.6

 

8

桥梁挂篮

ZL 201120554209.4

 

9

借助桥墩支撑架安装钢围堰的方法

 

201210334546.1

10

流水中砂石简易挖掘船及其中砂石挖掘的方法

 

201210326403.6

11

桥梁大高度抬高后的无间隙落梁方法及其可调高装置

 

201310731525.8

12

一种适应于简支板桥顶高的方法及其组合垫石结构

 

201310731951.1

4、主要工法:

编号

工法名称

工法类型

1

双壁钢围堰内采用增大截面法加固文物桥墩施工工法

甘肃省工程建设工法

2

多跨简支梁桥整体抬高施工工法

5、主要软件著作权:

编号

软件名称

授权号

1

桥梁钢板切割钻孔控制软件

2011SR018155

2

桥梁综合状态检测管理软件

2011SR018311

3

梁体顶升起重机同步控制软件

2011SR018157

 

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