2月14日上午,一年一度的國家科學技術獎勵大會在人民大會堂舉行,這是我國科技界的一大盛事,各大獎項的歸屬成為社會關注的焦點。在本次大會上,由山東高速集團自主研發、應用于青島膠州灣大橋建設的“水下無封底混凝土套箱建造技術”榮獲國家技術發明獎二等獎,受到了隆重表彰。
2月16日,在全省科學技術獎勵大會上,榮獲國家技術發明獎二等獎的水下無封底混凝土套箱建造技術被再次通報表彰。
水下無封底混凝土套箱建造技術曾獲2009年度中國公路學會科學技術特等獎,是一項擁有完全知識產權的原創技術,填補了國內外橋梁水下基礎施工技術的一項空白。該技術發明比傳統工藝提高工效50%,工期加快30%以上。該項技術綜合解決了跨海大橋非通航孔橋承臺水下施工、防腐蝕和防撞等問題,改善了橋梁景觀,具有廣闊的應用前景,其核心技術已為港珠澳大橋采用。
非通航孔橋承臺是跨海大橋基礎水下施工、防腐蝕難度最大的分項工程之一。青島膠州灣大橋承臺具有以下特點:承臺數量很多;海上自然條件惡劣,在跨海橋梁工程中,承臺施工受水環境影響最大;處于特別嚴重的腐蝕環境中,在水下對承臺進行防腐處理非常困難。傳統施工中,為避免風險、縮短工期和進行防腐涂裝,我國目前已建和在建的其他多座跨海長橋均將承臺底提高到低潮位以上,利用低潮位,在干環境下進行封底和防腐涂裝。上述措施雖改善了施工條件,但低潮時基樁外露,對橋梁景觀影響很大,并使基樁處于更嚴重的腐蝕環境中。
青島作為一個美麗的海濱城市,對膠州灣大橋的設計施工提出了更高的要求。山東高速集團在大橋建設過程中為了不破壞膠州灣海域的整體效果,出于景觀考慮,承臺淹沒在水下,按常規方法施工雖然技術較為成熟,但工序多、周期長,從工期、成本、質量、管理等方面都亟需改進。為解決非通航孔橋水下承臺施工和防腐蝕問題,山東高速集團研發了“水下無封底混凝土套箱建造技術”。該項技術綜合解決了跨海大橋非通航孔橋承臺建造和使用中的一系列問題:施工周期短,工程成本低;混凝土套箱為承臺提供永久性保護,大幅度提高了承臺的耐腐蝕性能和抗船舶撞擊的能力。
該技術核心成果主要有:一是發明充氣膠囊水下無封底技術,實現了10米水深下的無封底方法創新,是我國圍堰施工技術的重大突破;二是發明彈性應力吸收層預防套箱開裂技術,成功解決了混凝土套箱開裂老大難問題;三是發明利用套箱提高承臺耐久性新技術;四是發明套箱提高承臺防撞能力新技術。“水下無封底混凝土套箱及其應用方法”獲國家發明專利,“水下無封底混凝土套箱施工工法”獲國家級工法,出版專著1部,發表論文7篇。
山東高速集團是以公路、高速公路、橋梁、鐵路、軌道交通、港口、航運、物流等的投資、建設、經營、管理為主業,集主業產業鏈上建設、建材、金融、信息、地產于一體的現代化、國際化、高效化的特大型交通企業集團,連續五年入選“中國企業500強”,“十二五”沖擊“世界500強”。集團資產總額突破1600億元,加上市值部分達2000億元,資產規模居省管企業第一位,經營業績位居省管企業和全國同行業前列。
2012年是“十二五”規劃的第二年,是承前啟后的關鍵年。山東高速集團把科技創新能力作為企業核心競爭力,以科技創新為支撐,打造“百年老店”。山東高速集團將不斷增加科技研發投入,加大科研項目實驗室、科研機構的基礎建設投入,繼續做好科研項目資金的申報工作,保障科研項目順利進行。同時,進一步整合集團的設計、咨詢、研發等技術資源,盡快成立山東高速科研規劃設計研究院,集聚人才、技術優勢,對現有的科研成果進行歸納、總結、推廣、利用,申請發明專利,加強技術保護,獲得自主知識產權,提高科研質量。
院士評價
青島膠州灣大橋作為我國北方冰凍地區首座特大型橋梁工程,對我國今后跨海大橋建設具有重要的指導和示范意義。水下無封底混凝土套箱建造技術重要的技術創新有以下兩點:
1、套箱水下無封底技術。取消了水下無封底混凝土,打破了海上橋梁承臺所需要設置的海面以上的技術瓶頸。
2、混凝土承臺防護新體系。混凝土套箱對承臺提供防腐蝕長期多重保護,提高了承臺的耐久性,提高了承臺防撞能力,節省了資源。
該技術解決了跨海大橋非通航孔橋承臺水下施工、防腐蝕和防撞等問題,是一項原創技術,將為后水上橋梁建設提供指導和借鑒。
鄭重推薦“水下無封底混凝土套箱建造技術”申報國家技術發明獎。
——中國工程院范立礎院士
“水下無封底混凝土套箱建造技術”發明了水下無封底技術、套箱保護承臺新體系。該發明技術取消了水下混凝土封底,承臺不需增加多重防腐措施,為承臺提供長期保護,提高了承臺耐久性和抗船舶撞擊能力。與常規方案相比,增強了橋梁施工期和服役期的安全性、工期短、經濟性好、節能環保。該項技術為橋梁水下基礎防腐蝕及施工技術開拓了新思路、提供了新方法,提高了橋梁基礎建設技術水平,推動了行業技術進步。
——中國工程院黃衛院士
“水下無封底混凝土套箱建造技術”成功解決了跨海大橋承臺施工水下無封底難題,在膠州灣大橋風通航孔橋推廣應用,獲得成功。獲得國家發明專利的膠囊封水及應力吸收層技術,使海上承臺施工更安全、經濟、快捷、環保。混凝土套箱為承臺提供長期的保護,免去了承臺的附加防腐措施,同時提高了抗船撞能力。該技術為橋梁基礎設計、施工和防腐蝕技術開拓了新思路,提供了新方法,提高了橋梁基礎建設技術水平,推動了行業技術進步,具有廣闊的推廣應用前景。
——中國工程院鄭皆連院士
“水下無封底混凝土套箱建造技術”利用混凝土套箱為海中腐蝕環境最嚴重的浪花飛濺區承臺提供長期保護,實現了與外界腐蝕環境的隔絕,是海洋工程結構防腐蝕技術的一項新發明,與常規涂層保護、陰極保護等技術相比,此項技術一次性投入,不需要長期維護和后期重復投入,節約了工程成本,保證了海洋結構安全,避免了對海洋環境的污染,體現了結構全壽命周期的理念,對推動我國海洋結構防腐領域的技術進步起到示范作用,推動了行業技術進步,具有廣闊的推廣應用價值。
——中國工程院侯保榮院士