
5月23日,2022年广西科学技术奖励大会在南宁召开,会议表彰了获得2021年度广西科学技术奖励的科技人员及单位。
在此次公布的2021年度广西科学技术奖奖励名录中,北投养护科技集团2项成果获广西科学技术奖技术发明奖、科学技术进步奖。技术发明奖《预应力混凝土箱梁桥裂缝防控关键技术及应用》由郝天之主持,陈齐风和李明珊参与完成,技术进步奖《复杂条件下加筋路基作用机理研究及工程应用》由黄海峰参与完成。
北投养护科技集团始终以优秀科学技术工作者为榜样,见贤思齐,坚持创新驱动发展、科技自立自强,努力推动科技成果转化应用,为加快建设新时代中国特色社会主义壮美广西作出新的更大贡献。
广西科学技术奖
是广西科技界的至高荣誉,奖励在自治区科学技术进步活动中做出突出贡献的科学技术人员和组织。
预应力混凝土箱梁桥因其经济性好、设计、施工简单,在中等跨径桥梁中极具优势。但无论是在施工阶段还是运营阶段,箱梁开裂问题一直困扰着工程界,严重制约着该类型桥梁的发展。在项目成果应用前,对预应力混凝土箱梁桥裂缝防控存在以下难题: 1. 缺少混凝土应力和裂缝高精度、实时检测手段和设备,无法摸清裂缝产生规律;2. 预应力混凝土箱梁桥裂缝产生机理不明确、无法形成针对性的防裂设计; 3. 施工过程中缺乏行之有效的防裂措施,导致施工裂缝频发。
主要技术内容
针对预应力混凝土箱梁桥裂缝防控关键技术,项目组开展了11年技术攻关,取得了以下三项发明点: 1. 发明了超高精度裂缝宽度变化量、弦式应变及压力传感器的温度影响修正方法。创新性的提出了一种采用应变片组合结构测量构件上裂缝宽度变化量的方法和设备,有效的提高了应变、压力、裂缝的测试精准度,解决了常规温度补偿装置造成的成本增加和稳定性削弱的问题,将传统裂缝测试精度提高了一千倍,成本降低十分之一,应用于箱梁应变与裂缝检测监测,得出了裂缝产生和发展规律。 2. 揭示了沿预应力筋方向的腹板裂缝及锚后混凝土局部开裂机理,提出了腹板及锚固齿块裂防裂设计方法。创新性的提出了垂直于预应力筋轴线的混凝土应力计算方法,明确了由于预应力施加引起垂直向拉应力造成混凝土开裂的机理,针对性的提出了防裂钢筋设置方法,设计出防锚后局部开裂钢混锚固件,显著降低了垂直向的拉应力,有效预防了腹板及锚固齿块裂缝的产生。 3. 发明了分层浇筑腹板竖向裂缝施工控制方法。创造性的提出了一种腹板分层浇筑降温方法,有效降低了后浇混凝土水化热收缩应力水平,防止腹板竖向裂缝的产生,解决了分层浇筑施工混凝土开裂的问题。知识产权获国家发明专利8项、实用新型专利3项,发表论文3篇、专著1部。
项目成果可以有效的防控预应力混凝土箱梁桥裂缝产生,极大提升了该类型桥梁的安全性和耐久性能,桥梁裂缝减少了90%,管养费用减低了10%,促进了该类型桥梁的发展。推广应用及效益情况本项目成果在红水河罗天乐大桥、培森柳江特大桥等众多大跨径预应力混凝土箱型梁桥设计、施工、检测、监控项目中应用,创造经济效益超过1亿元。
加筋土技术以其显著的经济效益和生态效益大量运用于特殊土路基处理、道路拓宽等工程领域。针对路堤病害频发或筋材布置过量成本增加等难题,本项目在加筋土界面计算方法、加筋土路基的静动载布筋设计方法、斜坡地基及塌陷区填筑路基加筋综合处治等方面取得显著创新。主要创新内容
1. 自主研发了新型大尺寸可视化数采土工直剪、拉拔试验装置,开发了离散元组合Clump颗粒及其筋土界面作用试验方法,揭示了土工格栅筋土界面的相互作用机理,建立了加筋土纵横肋计算理论、试验验证方法,解决了加筋土路基筋土耦合体系技术难题。
2. 明确了静动载下加筋土路基的破坏模式及承载力计算方法,提出了静动载下加筋土结构的设计方法与布筋参数,补充完善了技术标准,为加筋路段道路的安全畅通提供了技术保障。
3. 提出土工格栅加筋+隔水封闭的综合处治技术、强夯+土工格栅加筋处理技术,补充完善了相关技术规程,解决了斜坡地基及塌陷区填筑路基极易出现的开裂、沉陷滑移等工程病害。
项目公开发表学术论文51篇,其中SCI/EI论文20篇,获专利授权9项、软件著作8项,主编了省部级标准2部,建成省级科研平台2个,培养研究生22名。项目显著推动了我国加筋土结构的理论创新和推广应用,已在50多项公路及市政项目中推广应用,累计应用里程超过500公里。近三年来为应用单位直接节支减耗20863万元,并为项目完成单位带来新增销售额119876万元,新增税收2918万元,取得了显著的经济、社会、环境、生态效益。(郝天之、黄海峰、周晓航/文)
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