【科技進步類】二等獎:城市高架預制構件制作工藝及裝備能級提升關鍵技術研究及應用
混凝土科學技術獎?科技進步類
項目展示
2021年度中國混凝土與水泥制品協(xié)會混凝土科學技術獎工作于2021年5月啟動,至12月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經(jīng)過專家評審委員會的初評及終評,共計33個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎18項、三等獎14項,其中“科技進步類”16項、“技術發(fā)明類”1項、“技術革新類”16項。
主要完成單位:上海建工建材科技集團股份有限公司
主要完成人:朱敏濤、吳杰、陳兆榮、馮為民、劉殿生、馬建榮、周建誠、方愛斌、田穎錢、李曉庭
預制拼裝高架道路混凝土構件在工廠預制方面存在標準化、產(chǎn)業(yè)化水平較低的問題,模具和工裝設計復雜、笨重、機械化程度低,高性能混凝土技術體系不健全,生產(chǎn)線技術水平不高,工藝不成熟,產(chǎn)業(yè)能級不高。針對上述問題,本項目開展了模具裝備技術、構件生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)線研究,同時依托上海城市交通建設工程,針對工藝、設備、布局等進行創(chuàng)新、優(yōu)化、整合研究,提升了城市高架預制工藝及裝備能級。
該項目研發(fā)成果主要用于裝配式城市高架道路,包括汽車道路、軌道交通線路等市政類構件生產(chǎn)領域,實現(xiàn)了大型市政預制構件箱梁、蓋梁、立柱的高效節(jié)能生產(chǎn)。本項目針對市政構件生產(chǎn)過程中模具和工裝設計復雜、笨重、機械化程度低、外觀質(zhì)量不高等問題,研發(fā)高效協(xié)同智能控制模具裝備、高架道路構件高效生產(chǎn)工藝及線布控、清水混凝土裝飾構件生產(chǎn)工藝和高架道路防撞墻預制技術,同時開發(fā)市政基礎設施預制構件清水自密實混凝土技術,制定市政構件預制工廠規(guī)劃布局指南,最終形成城市高架預制構件制作以及能級提升成套技術。
主要創(chuàng)新點
(1)開發(fā)了基于高效協(xié)同智能控制模具的小箱梁預制工藝技術。小箱梁高效協(xié)同智能控制模具解決了整跨預制小箱梁模具笨重操控困難,人工耗費大的問題。為解決澆筑過程中的內(nèi)芯模上浮和拆除困難的問題,研究內(nèi)芯模上浮機制,并配套研發(fā)了箱梁模具系統(tǒng)及內(nèi)芯模防浮機構。
▲小箱體整體活拆內(nèi)芯模
(2)開發(fā)了高精度預制節(jié)段梁同向流水組織長線法施工工藝以及產(chǎn)品的保護技術。同向流水組織長線法工藝采用兩段梁在同一條生產(chǎn)線上同時進行梁體的澆筑,可有效保證梁的連續(xù)性,確保預留張拉孔道位置不發(fā)生錯開,解決了剪力鍵對準問題,該工藝方法還可實現(xiàn)多點施工,提高了生產(chǎn)效率和資源設備的利用率。
▲長線法生產(chǎn)
(3)開發(fā)多模位整體式縱移預制蓋梁模具技術及智能控制技術。蓋梁模具移動系統(tǒng)中采用了電機系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)實現(xiàn)側模的雙向運動。該設計不僅節(jié)約了人工成本,且縮短了拆、合模時間。模具設計為整體式,不用采取螺栓連接的散拆式,避免了模板上的拼縫,澆筑構件的外表面美觀。
▲蓋梁整體式模具
(4)開發(fā)平裝立澆式預制立柱生產(chǎn)工藝。通過對預制立柱施工技術研究,形成基于智能控制的大型模具翻轉技術和裝備,解決了立柱立式生產(chǎn)過程中構件的翻轉起吊運輸問題,可有效降低對構件力學性能的擾動影響;研制了高精度鋼筋籠胎架與定位板,可有效保證立柱生產(chǎn)過程中埋件準確定位。
(5)開發(fā)基于大型模具和造型模具相組合的大型裝飾構件預制技術?;谙蕊椕骖A制、組裝后整體澆筑成型的大型裝飾預制橋墩制作技術,較大的提升了傳統(tǒng)預制構件的技術含量,減輕了施工現(xiàn)場的外裝飾工程量,采用混凝土來實現(xiàn)真實石材外觀效果,減少對石材資源的依賴,同時可避免外掛石材脫落的風險,符合目前社會倡導的節(jié)能環(huán)保工業(yè)化的發(fā)展理念,解決了帶表面造型裝飾的大型市政預制構件難以整體預制的問題。
(6)開發(fā)了箱梁防撞墻一體化預制工藝。對小箱梁防撞墻預制技術進行研究,開發(fā)了“以直代曲”曲線防撞墻模板,有效保證了曲線防撞墻自然成型。
▲全預制拼裝高架蓋梁及立柱工廠內(nèi)制作與現(xiàn)場安裝
應用效果
本項目研究成果在上海S3 高架道路、嘉閔高架、軌道交通五號線南延伸段、滬宜公路遠香湖橋、崧澤路高架、S26高架道路等工程中取得廣泛的應用,工程應用效果廣獲好評。該項目成果工程應用廣泛,構件產(chǎn)量多達12萬方以上,按照每方150元利潤,經(jīng)濟效益利潤可達1829.7萬元,除上海外在江浙也廣泛地采用項目研發(fā)成果,工程效果均較突出。
項目共獲授權發(fā)明專利9項,實用新型專利7項,發(fā)表論文4篇,獲得上海市高新技術成果轉化項目1項,參編標準2項。項目科技成果全面提高了城市交通預制構件的生產(chǎn)效率和質(zhì)量,提升生產(chǎn)能級降低消耗,助力我國的城市化建設事業(yè)。
上海建工建材科技集團股份有限公司創(chuàng)立于1953年,集團擁有預拌混凝土和預制構件兩大產(chǎn)業(yè)。預拌混凝土2021年年產(chǎn)量超過4677萬立方米,具有超高泵送混凝土、特種混凝土等各類高性能功能化混凝土的研發(fā)和生產(chǎn)能力。擁有豐富的預制構件生產(chǎn)經(jīng)驗和強大的預制構件生產(chǎn)能力,2021年預制構件產(chǎn)量超62萬方,擁有“國家裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地”、“綠色環(huán)保攪拌站”、“城市高架產(chǎn)業(yè)基地”、“國家級綠色礦山”等國家和省部級產(chǎn)業(yè)基地。公司配套有湖州新開元石礦、外加劑廠、模具廠等產(chǎn)業(yè)鏈,擁有完善的科技研發(fā)三級體系,技術和產(chǎn)品廣泛應用于超高層建筑、地鐵隧道、市政建設、公共建筑、工業(yè)建筑和民用建筑等方面。
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