获奖等级:一等奖
项目名称:《公路桥梁锥套锁紧钢筋接头技术指南》(T/CHTS 10005-2018)
深中通道这个百年大计的国家重点工程,是继港珠澳大桥之后的又一个世界级跨海集群工程,建设规模宏大,工况复杂,技术难度大。项目包括主跨1666米的伶仃洋大桥与主跨580米的中山大桥,主桥索塔均为钢筋混凝土结构,采用群桩基础,桩基设计长度达105米。该项目钢筋连接施工难度较大,为此,项目组应用了锥套锁紧钢筋连接新技术解决目前施工及质量难题,并提出了相应的《公路桥梁锥套锁紧钢筋接头技术指南》,大幅减少了桥梁中高空作业次数,降低了施工安全风险,加快了施工速度并极大提高了钢筋连接质量。
伶仃洋大桥
该标准编制项目提出的在主桥主塔基础钢筋笼施工中拟采用最新型锥套锁紧钢筋接头技术现场使用标准,可作为现场使用中的接头质量验收依据,此前国内主要的钢筋机械连接行业标准《钢筋机械连接技术规程》(JGJ 107-2016)中未对此类接头的现场质量验收要求作出规定。该标准的编制解决了工程拟采用最新钢筋机械连接技术的施工难题,对实现桥梁工业化建造具有较大的实际意义。
创新成果及技术优势显著
锥套锁紧钢筋连接技术完全自主原创,解决了钢筋施工的诸多技术难题,广泛应用于各个大型公路桥梁重点项目的建设,打破了该领域长期以来依赖国外连接技术,缺乏原创产品的空白,是我国技术产品走出国门影响世界的又一典型案例。
该技术在核电领域也取得了突破性进展,打破法国德士达公司螺纹连接方式多年来在核电应用领域的垄断。相较于德士达的螺纹连接方式,该技术更能适应恶劣工况下施工,改变了狭小空间和钢筋不对中情况下无法连接的情况,并且真正做到了现场抽检合格率100%。先后通过国内型检和产品认证,获得美国SGS产品认证、法国抗大飞机撞击试验报告、俄罗斯和韩国的疲劳试验报告、韩国低温试验报告等国内外试验报告和认证。
对比套筒挤压连接、直螺纹连接等常规的钢筋连接技术,锥套锁紧钢筋连接技术具有诸多突出优势。
机械化施工取代人工作业 传统大直径钢筋往往需要5 人一组,而锥套锁紧钢筋接头仅需两人一组,相较于传统螺纹连接效率提高3倍以上。
模块化预制整体吊装连接 传统机械连接技术均难以适应钢筋模块化的整体连接。锥套锁紧钢筋连接技术使钢筋不需要套丝、不需要转动,因此解决了这个业内痛点。
施工质量可靠 锥套锁紧钢筋连接技术采用机械化操作可通过接头压接后长度直接判断连接质量,杜绝了人为因素造成的质量隐患。锁片齿槽嵌入钢筋肋达到无间隙连接效果且损伤钢筋基圆,真正做到等强度连接,抗震性能优于其他连接形式。
压缩节点工程工期 使用“钢筋模块工厂化预制,现场整体吊装连接”工法,以深中通道项目为例,可将每个浇筑段的钢筋工程从传统的5天压缩至5小时;3年建设周期的项目,能节省约1年时间。节点工程工期的压缩,能大幅度降低项目管理成本、融资成本,并能使项目提前竣工,提前产生经济收益和社会效益。
适应恶劣施工条件 钢筋模块化工厂预制,具有突出的气候适应性,可全天候生产。只需要几个小时的施工窗口时间,现场就能完成模块安装,完成1个浇筑段。钢筋模块整体吊装连接,减少了高空作业人数,降低了工人劳动强度,尤其适合高原、隧道、海面等恶劣工况下施工。
远程实时信息化监控 “钢筋连接远程实时监控”系统通过采集压力和压接尺寸等数据对施工质量进行远程监控,实现了钢筋连接领域的信息化升级,填补了行业空白,为大数据分析在建筑施工领域的应用创造了技术条件,拓展了应用空间。
已成功应用于多个项目
2016年10月,锥套锁紧钢筋接头及钢筋网片技术首次应用于广东虎门二桥泥洲水道桥东岸主塔(S4标段),在第25号至 29号混凝土浇筑节段实现整体预制和安装,外层40毫米钢筋的连接绑扎施工时间由原来的20小时缩短至6小时,大大降低了现场作业面的用工量、作业时间和施工成本,提高了施工安全性和施工连接质量。这是近年来钢筋机械连接新技术在国内特大桥梁工程中的首次积极探索尝试,取得了预期的效果,验证了该技术在桥梁工程中的适用性、质量的可靠性,具有很大的推广价值。与此同时,相关工法的编制也正在进行。
此后,该技术成果在核电领域的钢筋部品施工中也尝试使用,分别于2015年12月、2016年7月与中核华兴公司合作在大连红沿河核电站成功进行了两次直线网片和曲线网片的整体连接试验,并参与了中国核电工程有限公司的“华龙一号工期优化研究”项目。
2017年,该技术成功入选国家“十三五”重点项目——“建筑部品与构配件产品质量认证与认证技术体系”子课题《工业化建筑部品与构配件认证评价制度和评价制度和评价指标技术研究》中的建筑及钢筋部品的“钢筋机械连接接头产品认证细则”。
多层面效益突出
社会效益 该技术的应用,大大缩减了桥梁的建造周期,预计比传统的建造周期缩短20%以上。将彻底改变桥梁行业钢筋工程以现场作业为主的状况,变革为工厂化、预制化、机械化作业的模式,使现场劳务型手工作业变革为产业化生产,无论在时间效益还是作业培训的变革,都会产生巨大的社会效益。
经济效益
该标准在深中通道、虎门二桥、黄茅海跨海通道、福清核电、洛阳地铁等40余项工程中得到实施应用,大幅减少了钢筋连接时间,缩短了工程施工工期,在深中通道、黄茅海通道、虎门二桥工程中产生的经济效益总和超2.7亿元,经济效益十分显著。
生态效益
采用锥套锁紧钢筋连接技术和模块化钢筋施工方法,避免了电焊的弧光和烟尘污染及钢筋套丝时采用的切削液对当地水环境的污染,可为工程当地创造良好的环境效益;降低工人的高空作业和劳动强度等,可以为施工单位创造可观的安全效益。特别是针对桩基等施工部位,在提高施工效率的同时减少了桩孔坍塌,以及施工单位经济损失和人员设备损失的风险,在减少场地占用的同时降低了工程现场施工噪音对当地居民的影响,从而提高居民生活的幸福感。
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-LEYU