成果名称:  复杂海洋环境下钢壳混凝土沉管隧道建设关键技术
 完成单位:  深中通道管理中心,中交公路规划设计院有限公司,中交第一航务工程局有限公司,中交第四航务工程局有限公司,广州打捞局,清华大学,青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司,中国水利水电科学研究院,上海振华重工(集团)股份有限公司,中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司
 研究人员:  宋神友,陈伟乐,徐国平,王康臣,潘伟,吕卫清,李一勇,刘亚平,吴建成,陈越,钟辉虹,樊健生,金文良,刘健,夏丰勇,李进,宿发强,刘洪洲,李增军,张长亮,黄清飞,张乃受,付院平,刘兆权,张建军,张新,朱云龙,罗瑞锋,尹刚,吕勇刚,张志刚,张永强,姜寿红,孔维达,李汪讳,马家杰,李冠欢,李松辉,熊金海,张国新,冯少孔,张龑,陈峰,王强,王伟,管泽旭,朱岭,赖兆平,陈伟彬,李汉渤,张文森,王雪刚,曾俊杰
 介绍:  

 (一)研发了钢壳混凝土沉管隧道隔舱式新型结构与设计方法 1.研发了钢壳混凝土组合新型沉管管节结构,提出了纵、横隔板和面板组成的隔舱式结构及T型钢、剪力钉、扁钢组合连接件,解决了沉管隧道超宽深埋建设条件及工业化智能建造的技术难题。 2.探明了钢壳混凝土沉管隧道结构受力机理,建立了考虑多轴约束效应的抗弯承载力计算方法、考虑多机制协同作用的抗剪承载力计算方法及考虑混凝土脱空的抗剪连接件设计方法,解决了钢壳混凝土沉管隧道受力机理不明确的科学问题与设计方法不完善的工程问题。 3.揭示了铝合金阳极在砂石埋覆下牺牲阳极保护的工作机制,探明了超长服役寿命铝合金阳极电化学性能劣化特性,解决了海底高电阻率环境超宽隧道钢壳牺牲阳极保护电位均匀性难题,建立了沉管隧道钢壳不少于100年寿命耐久性保障技术体系。 (二)首创了管节一体化整体预制推出式海中最终接头关键结构与施工方法 1.揭示了海中水力+千斤顶耦合作用可逆式对接工作原理,探明了海中安装全过程结构受力机理,建立了海中推出式最终接头的设计方法,提出了由扩大段、推出段和后焊段组成的钢壳与钢壳混凝土组合结构新型海中推出式最终接头技术,解决了沉管隧道最终接头安全、高效合龙难题。 2.研制了整体预制海中推出式最终接头成套施工装备,研发了超大推力多点联动顶推及纠偏系统、超耐磨低摩擦水下滑轨结构、原创M型止水带+充气止水带双重止水系统等11项专用系统及装备,解决了深水条件下最终接头推出姿态精准控制和全过程止水难题。 3.研发了复杂条件下管节与最终接头一体化浮运安装工艺,解决了管节纵向形心与重心多次调整、带最终接头异形管节长距离浮运、超大体量异形管节海中多次180°转向、龙口狭窄区域精准安装、长距离水下推出精度控制难题。 (三)研发了钢壳混凝土沉管隧道高稳健自密实混凝土制备、智能浇筑与40mm厚钢板-混凝土脱空精准快速智能化检测技术 1.研发了自密实混凝土专用疏水缔合型聚合物化学外加剂,提出了基于化学外加剂分子结构设计、施工全过程性能动态管控方法的高稳健自密实混凝土制备关键技术,创建了钢壳管节高稳健自密实混凝土性能指标控制体系。 2.揭示了钢壳混凝土沉管管节自密实混凝土在小空间、多肋复杂结构内的流动机理,建立了材料、结构及施工特性与钢壳-混凝土界面质量的定量关系,提出了工艺孔合理构造方法和浇筑过程管节变形控制技术,构建了钢壳管节隔仓式结构混凝土浇筑技术,为钢壳自密实混凝土高质量浇筑提供了理论基础。 3.研发了厚钢板-混凝土脱空精准快速智能化检测技术,研制了冲击映像与中子法组合的自动化脱空检测仪器,突破了厚度40mm钢壳-混凝土界面毫米级脱空检测技术瓶颈,实现了深中通道49240个隔舱的智能化检测。 (四)研发了钢壳混凝土沉管隧道关键核心施工装备,形成了工业化智能化建造技术体系 1.研制了具备避障行走、自动定位寻孔、浇筑智能控制等功能的钢壳沉管混凝土智能浇筑装备与具备移运偏差动态调整、自适应受载调整等功能、重载速度达到1m/min的大型预制构件移运装备,实现了8万吨钢壳管节的智能浇筑和安全高效移运,形成了钢壳沉管工厂化智能预制技术。 2.研制了整平移动速度5m/min、水深40m环境下碎石基床整平精度小于±4cm的自升式碎石整平装备,实现了长度165m标准管节4个工作日完成全部整平工序的工艺突破,一举解决了珠江口大回淤条件下碎石基床回淤难题。 3.世界范围内首次研制了具有自动循迹、360°回转功能、适应1.6节横流、自航浮运航速不小于4节的浮运安装一体船,实现了外海条件下超长距离快速安全浮运的技术突破,填补了国内外技术空白。 4.研发了基于标准管节和曲线变宽管节多种结构形式的水下精准测控、沉管姿态控制和空间缆系协同的深水沉管高精度沉放对接技术,实现了管节沉放对接精度毫米级的突破。 (五)研发了复杂水文气象环境监测预警预报模型与系统平台 1.研发了风-浪-流-潮耦合的沉管隧道建设环境数值预报模型并形成了监测与精准预警预报系统平台,解决了复杂河口区多尺度海洋动力环境预报、海面天气快速循环同化预报、强对流天气预报等关键预报技术,并可进行预报产品智能订正,精度达到国际领先水平。

 登记号:  
 登记日期:  2024/2/1
 研究起止时间:  2019-08-19至2023-08-19
 成果应用行业:  交通运输、仓储及邮政业
 高新科技领域:  
 学科分类:  
 鉴定单位:  广东省科学技术厅
 评价日期:  2023/11/15
 登记办理状态:  公示中
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