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获奖项目名称
长大桥梁工业化智能化建造关键技术及装备
主要完成单位
中交第二航务工程局有限公司、中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司、重庆大学、武汉理工大学、东南大学、上海浦江缆索股份有限公司、武汉钢铁有限公司、芜湖行健智能机器人有限公司、中交武汉港湾工程设计研究院有限公司、中交二航局科工(武汉)有限公司
主要完成人
张鸿、田唯、王蔚、罗均、杨秀礼、游新鹏、王敏、范典、郑和晖、郭强、吴宏波、黄厚卿、蒋克勇、种爱秀、骆钊、杨建平、吴中正、朱明清、张晓平、彭晓鹏
长大桥梁结构尺寸大,施工受温湿度、强风等复杂环境因素影响大,质量、安全、进度、环保要求高,但传统施工作业以人工为主,质量控制难、作业效率低、安全风险高。亟需开展建筑工业化,提升现场作业效率。
项目以量大面广的混凝土结构、广泛应用的钢混组合结构、大跨缆索承重结构为研究对象,研发了桥梁钢筋部品工业化建造技术与装备,类比钢结构,提出“装配化设计-制造-安装”的钢筋部品工业化建造新方法;研制了大跨柔性钢梁智能化组拼与顶推,打造“组拼-顶推”车间,在现场实现覆盖施工全过程的流水生产模式;发明了大直径超长钢主缆智能化架设、监测与控制技术,通过植入“传感光纤”,全域实时监测温、湿度等关键参数,辅助建养一体化升级。具体如下:
桥梁钢筋部品工业化建造技术与装备
提出了钢筋网片、块体等装配化钢筋骨架结构,发明了基于网片立体弯折、块体整体组拼的复杂钢筋部品成型方法,研制了大直径钢筋网片、块体等柔性制造及组拼装备,机械化成型率≥70%,作业人员减少≥60%,建立了钢筋部品“制作-组拼-安装”全过程精度控制标准体系及智能测控方法,主筋对接合格率达100%,大幅提升了桥梁钢筋部品的工业化智能化建造水平。
大跨柔性钢梁智能化组拼与顶推新方法
提出了基于顶推阈值判断的大跨柔性钢梁“位置同步、载荷跟踪”控制新方法,顶推同步精度优于1mm,效率提升2倍以上,研制了钢梁节段智能调位装备和节段间U型环缝大型焊接机器人,调位精度小于3mm,工效提升20倍,非标轮廓一级全熔透焊缝检测合格率100%,发明了“水平-竖向”运动解耦的分离式顶推装备,研发了数字化顶推虚拟建造系统,实现无人值守顶推,为实现长联大跨钢梁的工业化智能化组拼与顶推提供了重要科技支撑。
大直径超长钢主缆智能化架设、监测与控制
研发了桥梁缆索用特种阵列式弱光纤光栅湿度传感器,研制了长度3000m级内嵌多种传感光纤的智能索股结构,研制了索股无人跟随牵引机器人和智能入鞍机器人,开发了索股相对线形自动测量技术和主缆线形控制技术,实现了大直径超长主缆的关键状态实时识别和智能架设与控制。
成果已获授权国际发明专利1件、国家发明专利35件、实用新型专利43件,已在深中大桥、凤凰黄河大桥、瓯江北口大桥等20余个项目得到成功应用,为长大桥梁施工提供了重要科技支撑,大幅提升了桥梁工业化智能化建造水平,对发展桥梁产业新质生产力具有重要促进作用,对推动土木工程技术进步具有重要意义。