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2019年度省科学技术奖推荐项目公示-宁波
2019/2/15 16:39:32

推荐项目名称

跨海斜拉桥结构预防性养护关键技术研究

推荐单位

浙江省交通运输厅

项目简介:

本项目属于宁波市交通运输委员会科技计划项目,项目名称为《跨海斜拉桥结构预防性养护关键技术研究》,项目编号为201422。

项目由宁波交通工程建设集团有限公司、同济大学、宁波高等级公路养护有限公司和宁波交投公路营运管理有限公司联合承担。依托象山港大桥和清水浦大桥,以大型跨海斜拉桥为对象,结合我国现行相关规范和桥梁全寿命养护的理念,研究形成跨海斜拉桥预防性养护的成套技术和对策,重点解决跨海斜拉桥预防性养护的最佳实施时机、重要实施部位以及合理的技术措施。主要结果如下:

(1)跨海钢箱梁斜拉桥结构病害特点与退化规律研究

通过资料调研整理,结合实桥检测试验,掌握跨海钢箱梁斜拉桥结构的病害特点;分析该类桥梁病害发展过程和退化规律。

(2)跨海斜拉桥结构预防性养护时机研究

建立跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护的病害评分模型及预养护目标,运用理论分析和统计方法进行结构状况变化的预测,并在此基础上确定该类桥梁进行预防性养护的最佳时机。

(3)跨海钢箱梁斜拉桥结构预防性养护阶段的检测内容与检测方法研究

与出现严重病害再维修处治的结构性修复不同,预防性养护阶段着眼于将来可能引起结构技术状况恶化的萌芽中的缺陷或病害。因此研究跨海钢箱梁斜拉桥结构预防性养护阶段的具体检测内容和检测手段与方法。

(4)斜拉索表观缺陷自动化检测装置开发

斜拉索是斜拉桥最关键、最易损的结构构件。斜拉索外保护层的状况决定了内部钢丝或钢绞线的病害进程。研究开发斜拉索表观缺陷自动化检测装置,包括确定拉索表观缺陷自动化检测装置的技术标准,拉索检查自动化检测装置的设计与制造,外观检查设备的确定和配置,图像信号的自动存储与分析等。

(5)跨海钢箱梁斜拉桥结构预防性养护的内容与技术措施

根据跨海钢箱梁斜拉桥的结构和环境特点,提出预防性养护阶段的养护工作内容和要求,优化结构维护处治的技术方案,确定维护处治的具体技术措施。

起始:2014年01月01日,完成:2017年11月18日。

第三方评价:

以宁波工程学院教授级高工吕忠达为组长的鉴定委员会认为:

一、题组在国内外资料调研的基础上,以宁波象山港大桥为背景,结合我国现行相关规范和桥梁全寿命养护理念,对跨海斜拉桥结构预防性养护关键技术开展研究。总结了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护病害,研究了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护病害发展过程和退化规律,建立了病害评分模型,确定了预养护目标;结合数据统计和机理分析,提出了针对各类病害的预防性养护时机和处治措施;制定了斜拉索表观缺陷自动化检测装置的技术指标,研发了相应设备和基于图像的拉索表观缺陷识别软件。

二、主要创新点

1.建立了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护病害评定模型和分级标准,提出了预防性养护时机。

2. 自主研发了斜拉索表观缺陷自动化检测技术与装置。

3. 制定了跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护的内容、方法与处治技术措施。

本项目研究成果具有创新性,总体达到国内领先水平。

项目成果具有直接的工程指导意义,建议加强推广应用。

排序

主要完成单位及对本项目的支撑作用情况

1

项目负责单位宁波交通工程建设集团有限公司,成立于1993年12月,注册资本5亿元,是浙江省唯一一家同时具有公路工程施工总承包、港口与航道工程施工总承包和市政公用工程施工总承包三个壹级资质的国有独资工程建设企业,同时具有公路路基工程专业承包壹级、公路路面工程专业承包壹级、桥梁工程专业承包壹级、公路交通工程专业承包交通安全设施资质和政府投资项目代建等资质。

本公司技术力量雄厚,从2009年开始已进行了30多项科技项目研究、技术专利80多项、施工工法50多项,科技成果获得交通运输部二等奖,工程应用效果显著。

2

同济大学桥梁工程系:创建于1952年,是我国高校中最早设置的两个桥梁工程学科之一。1987年成立我国高校中第一个桥梁工程系,1988年获准建立我国在土木工程领域中第一个国家重点实验室——土木工程防灾国家重点实验室。1998年成为教育部首批“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科和国家“211工程”重点建设学科,2000年被遴选为上海市十个“重中之重”学科之一,在2002年和2007年两次“桥梁与隧道工程”国家重点学科评估中均名列全国第一。

    桥梁工程系目前设有4个学科群及11个研究(试验)室和1个教学研究室,是土木工程防灾国家重点实验室、桥梁结构抗风技术交通行业重点实验室、同济OVM预应力研究中心和同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司桥梁工程设计院等专业机构的挂靠单位,也是国际桥梁及结构工程协会(IABSE)中国团组、中国土木工程学会(CCES)桥梁及结构工程分会和风工程委员会等学会组织的常设机构所在地。现有教职工88人,其中中国工程院院士1人、长江学者特聘教授2人、国家杰出青年科学基金获得者1人、国家973计划首席科学家1人,正高级职务者33人、副高级职务者21人、中级职务者27人。每年招收桥梁工程专业方向本科生约75人、硕士研究生约90人、博士研究生约25人。教学与科研基地拥有桥梁馆、风工程馆、TJ-1风洞馆和嘉定校区李国豪实验馆等四栋建筑,总建筑面积约1.5万平方米;教学和科研设备以五座边界层风洞群、世界上综合试验能力最强的多功能振动台阵、国内吨位最大的双向动/静液压伺服加载系统以及成套桥梁检测监测设备等为代表,固定资产总值约3亿元。

    桥梁工程系积极对接我国大规模交通基础设施建设发展战略,以桥梁工程领域高素质人才培养以及桥梁工程设计、施工和管养的关键技术研究为总目标,逐步形成理论研究、物理实验、现场实测和数值仿真相结合的学科特色,努力建设成为与国际大型桥梁及动力研究前沿接轨的培养高层次人才、开展高水平科学研究和进行高新技术成果转化的国家级重要基地和国际性中心。

3

    宁波交投公路营运管理有限公司:成立于2007年9月,系市属国有企业宁波交通投资控股有限公司全资子公司。主要负责高速公路、航道的营运、养护和沿线附属产业开发。目前管理项目包括杭州湾跨海大桥南岸连接线、宁波绕城高速公路东段、象山港大桥及连接线、穿山疏港高速公路、余慈高速公路、三门湾大桥及连接线、杭甬运河宁波段,开发和掌握了多项现代化运营管理技术。

排序

主要完成人及技术贡献

姓  名

行政

职务

技术

职称

现从事

专业

工作单位

完成单位

创造性

贡献

1

吴  涛

分公司经理

副高

公路工程

宁波交通工程建设集团有限公司

宁波交通工程建设集团有限公司

项目负责人

2

张启伟

系主任

研究员

桥梁工程

同济大学

同济大学

技术负责

3

郭志奇

副总经理

教授级高级工程师

公路工程

宁波交通工程建设集团有限公司

宁波交通工程建设集团有限公司

试验检测

4

史鹏程

经理

中级

土木工程

宁波交投公路营运管理有限公司

宁波交投公路营运管理有限公司

试验检测

5

薛爱新

经理

副高

土木工程

宁波交投公路营运管理有限公司

宁波交投公路营运管理有限公司

试验检测

6

李元兵

副高

桥梁工程

同济大学

同济大学

试验检测

完成人合作关系说明:

经济效益和社会效益:

本课题研究成果不仅明确了跨海钢箱梁斜拉桥检查的内容和预养护的重点,而且给出了实施预养护的时机、预养护阶段的结构检测方法与维护处治技术措施,为该类桥梁提供了科学的并具有实操性的管养策略和技术措施,具有很强的实用性,并有利于桥梁养护工作的标准化,大幅度节约桥梁全寿命期的养护成本,具有良好的经济性。

本课题对于我国广泛使用的斜拉桥斜拉索的检测、维护、保养和更换提供了强有力的技术支撑,运用研究成果进行跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护可以大大减少或消除因各种因素引起的桥梁安全性事故;开发的斜拉索外观智能检测装置将极大地提高了桥梁关键部位的检测效率、降低检测费用,能够很好的解决斜拉索表观检测中存在的主观、低效、成本、安全等问题,可极大地提高斜拉索外观缺陷的检测效率,对大桥的安全性维护具有重要意义,并推动了桥梁智能检测技术的发展;项目成果有利于促进了大型跨海桥梁养护管理的标准化、制度化和程序化,对同类大型跨海斜拉桥的养护具有良好的推广运用前景,具有显著的经济与社会效益。

推广应用情况:

本项目成果在在宁波清水浦大桥上进行实桥应用,将成套的跨海斜拉桥结构预防性养护关键技术用于工程实际。

主要论文专著及作者:

[1] 裴佳齐,郭志奇,宋冰泉,张启伟. 跨海桥梁混凝土劣化分析及预养护[J]. 上海公路,2017,1:31-36  

[2] 罗炎波. 跨海斜拉桥拉索冷铸墩头锚退化分析及预养护[J]. 城市防洪与道桥.2017, 5:211-214   

[3] 徐懋刚. 跨海斜拉桥钢箱梁锈蚀退化分析及预养护[J]. 城市防洪与道桥.2017, 4:130-133  

[4] 姚蓓,张启伟. 钢斜拉桥运营期耐久性与易损性监测. 中外公路,2016年2月,36(1): 90~94

[5] Q.W. Zhang, J.F. Liu & Y.F. Ji. Monitoring and inspection of steel cable-stayed bridges, Bridge Maintenance, Safety, Management and Life Extension – Chen, Frangopol & Ruan (Eds), 7-11 July 2014, Shanghai, China.pp2794-2802

知识产权证明目录:

1.斜拉索表观缺陷自动识别软件(计算机软件著作权,授权号:2017SR620437)

2.斜拉索表观缺陷检测系统(实用新型专利,授权号:ZL201721088986.8)

知情报奖同意证明:

推荐单位意见:

本课题对于我国广泛使用的斜拉桥斜拉索的检测、维护、保养和更换提供了强有力的技术支撑,运用研究成果进行跨海钢箱梁斜拉桥预防性养护可以大大减少或消除因各种因素引起的桥梁安全性事故;开发的斜拉索外观智能检测装置将极大地提高了桥梁关键部位的检测效率、降低检测费用,能够很好的解决斜拉索表观检测中存在的主观、低效、成本、安全等问题,可极大地提高斜拉索外观缺陷的检测效率,对大桥的安全性维护具有重要意义,并推动了桥梁智能检测技术的发展;项目成果有利于促进了大型跨海桥梁养护管理的标准化、制度化和程序化,对同类大型跨海斜拉桥的养护具有良好的推广运用前景,具有显著的经济与社会效益。本项目成果在在清水浦大桥上进行实桥应用,将成套的跨海斜拉桥结构预防性养护关键技术用于工程实际,效果良好。

申报材料属实,推荐申报浙江省科学技术奖三等奖。

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