首届工程建造微创新技术大赛成果汇编.pdf
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1、1 目 录 CNOTENTS【特等奖】基于 AI 的智能质量监控平台及混凝土质量检测机器人的研究与应用.1“须弥山”型多曲率双层斜交空间镂空网格结构施工技术创新.3 单肢钢塔牵引竖转施工技术.6 深井降水同步密实饱和回填砂和超载预压深厚软土快速加固技术.9 一种带尾舵的地下线缆自动开沟铺设装置.11 高速铁路无砟轨道板预埋套管智能安装机器人系统.13 45缓倾斜井反导井开挖及复杂结构滑模衬砌技术.15 公路桥梁装配化施工技术.18 超高层住宅高效施工装备集成平台体系.20 装配式数字高效机房和智能模块化机电系统集成研究与应用.23【一等奖】高速铁路粗粒盐渍土路堤结构及构筑方法.26 严寒地区大
2、型室内滑雪场施工关键技术.28 高铁桥梁万吨级支反力支座不停运更换施工技术.31 大跨径曲线高墩槽型梁无支架顶推工艺.34 基于智能建造理念的地下工程施工风险自动化监控关键技术.36 倾斜钻孔灌注桩基坑支护施工关键技术.38 土壤固化改良成套技术研究.40 复杂造型多曲面衬模制作技术创新.42 金属屈服型阻尼器逆作法安装施工方法.44 空间球面网架逐环扩大顶升施工方法.47 建筑机电装配式智能化模块应用技术.49 短期围堰填海地质基础综合施工技术.52 智能全站仪与GPS协同BIM技术工程测量施工技术.55 2 多层建筑原位 3D 打印技术.58 大跨度混凝土屋盖托换及组合预应力加固施工技术.
3、60 劲性混凝土双向斜柱组合结构建造技术.62 大跨度空间钢结构高空拼装液压同步顶推滑移施工技术.65 复杂地质条件下植入法沉桩施工技术.68 异形多曲面复杂空间结构展厅数字化建造关键技术.71 超厚斜曲薄壁方箱现浇混凝土大坡度屋面施工技术创新与应用.73 应用可调节滑落式操作平台拆除砼烟囱技术.76 大跨度斜屋面鱼腹式管桁架施工技术.78 大型立式储罐内壁自动喷涂装置设计与应用技术.81 预成孔置换强夯地基处理技术.83 大型储罐自动焊辅助工作仓.86 移动式管道预制加工厂.88 内爬塔吊不倒梁技术研究与应用.90 钢-混装配式带肋空心楼盖体系研究与应用.93 超高层核心筒轻量化内顶外爬协同
4、工作平台研发与应用.96 多高层装配式钢结构住宅室内隐梁隐柱体系的设计、制造、安装综合关键技术.98 水蓄冷空调智控技术及多级等压流体布水系统.101 大跨钢结构大倾角带支架滑移及有约束提升施工技术.103 装配式混凝土结构同层浇筑施工技术.105 气旋型网球中心主体结构关键技术.108 新型逆作法梁板施工悬挂支撑体系施工技术.111 装配式预制构件与现浇构件三向连接施工技术.114 减重降刚空腔混凝土外墙施工技术.117 基于数字技术的历史建筑清水砖墙精细化修缮技术.119 装配式钢结构高层住宅设计与建造一体化技术研究与应用.122 一种双球嵌套网架施工方法.124 塔吊置换及双预埋节施工技
5、术.127 基于顶模施工条件的超高层建筑核心筒局部水平结构随竖向结构同步施工技术.129 3 PC 卫生间沉箱整装施工技术.132 大型仿唐建筑翼角飞檐现浇施工关键技术研究与应用.134 梯度混凝土施工技术.137 超高超重拱形钢索塔提滑组合安装关键技术.140 空间异形扭转反对称钢主塔安装施工技术.143 大型烧结机精准快速安装施工方法.146 铁尾矿透水混凝土制造与应用技术.149 不良地质条件下桥梁基础施工关键技术.151 大吨位试桩用锚桩的施工结构及施工方法.154 高压线下超低位 900 吨箱梁纵移架设施工技术.157 一种大型钢管拱纵移及提升安装施工方法.159 桥梁钢塔陆地化大节
6、段安装施工技术.162 绞旋平移法拆装大型轧机牌坊施工技术.165 变宽不等跨钢-混混合连续梁双转体施工技术.167 曲线轨道梁预制施工高精度智能化模板系统.170 斜拉桥索塔钢横梁施工技术.173 大跨度贝雷梁支架整体顶升浮运拆除施工方法.175 矮塔斜拉桥临时体外预应力实现拉索滞后张拉.178 桥面除冰能量桩系统关键技术研究.180 增加临时对拉装置拆除系杆拱桥施工工艺.183 先张法预应力混凝土轨道板生产线张拉系统.186 一种具备大角度荡移和爬坡能力的缆载吊机.189 一种液压组合式提吊旋转安装技术.191 一种适用于喷射混凝土速凝剂的研制.193 高海拔恶劣环境破碎卵石下沥青路面施工
7、工法.196 柔性-连续钢箱梁小应变整节拼装及多点自平衡顶推施工.199 双线重载铁路大跨度简支钢桁梁无支墩架设关键技术.202 跨既有城市立交钢箱梁顶推施工工装.204 大潮差海域高桩承台钢吊箱围堰施工关键技术.207 4 高速铁路桥梁墩身质量控制五项工装.210 EMC-I 便携式装药器中小型矿山的工程应用.213 振动搅拌在特殊沥青混合料中应用.216 钢桥面涂布式防水施工技术研究.218 大吨位钢沉井长距离运输施工技术.221 悬索桥索夹螺杆紧固施工技术.223 报废摊铺机改造路肩土摊铺机.226 水上钻孔桩施工泥浆多孔同步循环回收绿色施工技术.229 主塔施工测量控制技术.232 高
8、压电缆接地系统带电检修仪创新与应用.234 水电工程 800MPa 级高强度压力钢管制造焊接关键技术及应用.237 高危环境地质灾害外部变形监测技术创新与开发.240 高压电缆加热校直智能一体机及控制方法.242 基于数据挖掘技术的塔式光热电站集热系统建设优化.245 轻型加强板式风力发电塔架制作关键技术研究.247 AP1000 压力容器安装技术研究.250“华龙一号”钢衬里模块化施工技术.253 架空输电线路铁塔智能化设计技术.255 27.5kV 无源型等电位带电指示装置.258 高陡边坡脚手架结构设计与施工技术研究及应用.261 高水头深覆盖大型岩塞与淤泥层协同爆破关键技术.264 重
9、型燃机安装施工新技术研究与应用.266 SEPD 智能光伏设计平台.269 注浆法渗漏水治理材料开发及其应用技术研究.271 高填方地基强夯施工智能监测装置及系统.274 百万千瓦发电机组锅炉重型顶板梁翻转技术.277 一种碎石铺设整平系统建造技术研究.280 大跨度钢箱拱肋整体提升施工技术.282 地下空间大直径管道系统安装关键技术研究及应用.285 5 自行式桥面吊机吊装施工技术.288 道路路基智能化施工与监管关键技术研究与应用.290 大型绞吸船开挖风化岩艉吹装驳施工工艺研究.293 单桩基础风机整体安装技术.296 无外接电源箱涵道路智能化自动排水系统施工技术.298 开发 C70
10、大管桩产品.300 中粗砂地层超长距离大直径钢管定向对穿钻孔拖拉法施工技术.302 码头现浇胸墙相邻顶悬吊底模施工方法.305 城市大跨度钢桥梁顶推施工技术.308 河湖疏浚超长排距多泵接力施工关键技术.311 岸桥大车行走整体发运技术攻关.313 长大引水隧洞高效钻孔灌浆施工机械研发与应用.316 超大跨度超高回填荷载明洞衬砌结构设计关键技术研究.319 装配式轻钢轻混组合墙体关键建造技术.322 长距离高内水压小直径隧道薄壁二衬施工关键技术.325 铁路有砟无砟轨道铺设一体式牵引车.327 机制砂混凝土和易性调节关键聚羧酸减水剂研究.329 长距离大截面无肥槽管廊施工技术.331 内嵌空心
11、六棱砖骨架护坡机械化高效施工技术.334 盾构管片钢筋焊接自动化技术.337 沿海双曲面浪花造型站房关键施工技术.340 城市综合管廊环境智能控制装置.343 钢结构智能建造-北京丰台火车站钢结构制造及安装 BIM 应用.346 强透气透水地层盾构带压开仓方法.349 北京新机场南航基地第五标段快速建造关键施工技术研究及应用.352 地质灾害地面三维激光扫描监测技术应用与示范.355 隧道支护作业台车技术研究及应用.358 潜伏固化型盾尾密封油脂产品开发技术.361 仿汉代大型艺术宫殿装饰建造技术研究与应用.364 6 岩质地层拼装式隧道管片衬砌仰拱支撑组件.366 基于散装模板体系下的大体量
12、全构件饰面清水混凝土成套施工技术.368 智能化液压步进式自爬升转料平台施工技术.371 大跨度弧形变截面张弦梁施工创新技术.374 预制装配式下穿隧道设计、成套施工技术及装备研究.377 模块化建筑(PPVC)标准化内模结构技术研究.379 机电 BIM 二三维一体化装配式自动万能族制作方法.381 斜井安全预报警系统.384 地铁再生电能吸收设备研究.387 智能建筑管理系统开发和应用.390 合肥市高新区地下综合管廊施工关键技术研究与应用.392 基于 3D Laser Scanner 技术的深基坑工程信息化动态监测技术.394 一种振捣整平装置及配套工装.397 城市轨道交通用内置式泵
13、房轨道技术研究.400 工程设备物联网.403 接触网整体吊弦全自动预配技术.406 建筑钢结构冷丝复合埋弧焊技术研究与应用.408 建筑施工升降机运行空间“光电感应式”安全装置的应用研究.410 大断面超长湖底隧道双台车联动快速施工技术.413 隧道智能开槽机器人.415 地铁隧道打孔机器人.418 大型枢纽站房空间网架健康监测及结构评损设备安装技术.420 多功能模块化自行式盾构移动基座的研发与应用.422 单线隧道矩形框架台车.425 三维空间可调的曲面铝板幕墙挂接系统创新.427 预制保温外墙免支模一体化关键技术.429 铁路智能建造成套信息化技术开发及应用.432 一种隧道涌水止水方
14、法.435 测量对中杆圆水泡校正设备及配套使用方法.437 7 复杂地层下盾构穿越高危风险源施工工法.439 开敞式异形折面穿孔铝板吊顶安装技术创新.441 装配式吸声降噪站台墙及其模具.443 CRTS型板式无砟轨道底座施工装备研制及工艺研究.446 高空大跨度混凝土连廊少支点支撑体系设计与施工技术.449 装配式外墙板连接可循环附墙外围护架体施工技术.452 盾构机标靶法与棱镜法融合定位技术创新.454 1 基于 AI 的智能质量监控平台及混凝土质量检测 机器人的研究与应用 一、项目立项背景 当前国内对隧道衬砌质量的无损检测仍主要以机械作业车辅助人工托举雷达天线方式进行,该方法检测效率低,
15、机械车辆行走不平稳导致采集图像质量差,数据采集可靠度低;特别对隧道拱部以上部位进行检测时,一般要利用升降装置帮助检测人员将检测设备贴紧衬砌表面,高空作业多,安全风险高,且与现场施工交叉干扰,难以高效完成检测工作。随着隧道数量多,里程增加的情况下,传统检测方法无法满足隧道衬砌及时检测归档的要求,庞杂的数据资料整理、分析、反馈周期偏长,无法做到衬砌质量及时预警、及时反馈,为提升隧道衬砌质量管理水平,立项研发混凝土质量检测机器人及智能质量监控平台,推动行业改革。二、关键技术内容 1、研发了混凝土质量检测机器人,可完全替代传统检测车辆依靠人工托举雷达天线检测方式,搭载无线空气耦合雷达极大提升了检测效率
16、和数据传输速度,避免了人工高空作业风险和现场施工干扰,降低检测成本;2、研制了国内首套无线空气耦合雷达,可实现悬空 5cm 耦合检测、高清图像采集、200m数据无线传输,雷达、天线同步存储数据实现“双保险”,能搭载无人机、机器人等操控平台,使用灵活多变;3、开发了混凝土智能质量监控平台,由无线空气耦合雷达通过 5G 信号实时回传并利用AI 大数据分析及时反馈检测结果智能推送至相关管理人员,3D 建模实景还原现场检测,追溯性强,质量问题及时消缺,极大提升现场质量管理水平。2 三、与同类技术对比优势 传统方法传统方法 本创新方法本创新方法 检测模式检测模式 升降车、装载机搭载人员高空作业,检测效率
17、低,既有线检测难 机器人携带雷达代替人工手持检测、检测效率高,适应各种检测环境 雷达天线雷达天线 密贴程度影响电缆线传输数据的准确性 数据无线高速回传,双向存储保护 数据整理数据整理 纸质版资料、邮寄等方式查阅存档 资料数据 3D 可视化,智能分析及时预警,闭合周期短 对比结论对比结论 检测效率提升 3 倍以上,数据整理提升 5 倍以上,实现智能化管理,及时预警整改,极大提升管理水平,降低时间、经济成本 四、已推广应用情况及应用前景 本项目创新成果已在川藏铁路、湖杭铁路、中部引黄引水隧洞中得到成功应用,检测效率提升显著,减少了机械车辆的租赁使用及辅助人员数量,仅在湖杭铁路检测中节约成本 600
18、余万元,受到了建设单位和质量监督站的一致好评,尤其适用于既有线及复杂环境下的质量检测工作,适用范围广。智能监控系统及检测机器人在检测效率、安全性、检测数据智能化管理等方面达到国内领先水平,受邀参加了中国建筑科技博览会,经济社会效益凸显,并已成功并入全国铁路工程管理平台,将极大提升铁路行业混凝土质量检测及管理水平,丰富和完善了现有检测技术,填补行业空白,推动检测行业改革,推广应用前景十分广阔。五、相关知识产权 本项目目前已申请专利 59 项(发明专利 2 项),已授权实用新型专利 21 项,外观专利 3项;登记软件著作权 28 项,发表专著探地雷达检测技术与管理,注册“铁航”商标。完成单位:中铁
19、十二局集团有限公司、中铁十二局集团第二工程有限公司、中国电波传播研究所、北京三一智农数据技术有限公司、山西易凡通科技有限公司 完 成 人:王可心、胡建国、刘文俊、赵香萍、魏 军、孙雪双、伏 浩、吴树丰、于景兰、李 毅完成单位:中铁十二局集团有限公司、中铁十二局集团第二工程有限公司、中国电波传播研究所、北京三一智农数据技术有限公司、山西易凡通科技有限公司 完 成 人:王可心、胡建国、刘文俊、赵香萍、魏 军、孙雪双、伏 浩、吴树丰、于景兰、李 毅 3“须弥山”型多曲率双层斜交空间镂空网格结构施工技术创新 一、立项背景 本成果以国内首个“毗卢观音”外形为建筑形态的现代复杂佛教建筑普陀山观音圣坛项目为
20、载体,总建筑面积 10 万,地上十层,建筑高度 91.9m。观音圣坛内部的核心空间须弥山工程,下部“多曲面双层斜交网格空间清水混凝土结构”是以轴心对称的旋转体,国内首例,高 24.5m,底部直径 60m,上部直径 17m,为结构、装饰、艺术一体化。上部“装配式铝合金网壳结构”为异形双曲面结构,呈宝瓶瓶颈状,高 32.7m,底部直径 18.17m,中部 7.6m,顶部直径 21.65m,弯扭构造复杂。图 1 观音圣坛剖面图 图 2 须弥山结构立面图 目前,针对结构、装饰、艺术一体化的多曲面斜交钢筋混凝土网格结构体系设计及施工案例极为罕见,建造存在技术瓶颈。中建八局成立科研攻关小组,致力于研发一种
21、多曲率双层斜交空间镂空网格结构施工技术,以缩减工期,降低成本,提升工作效率,填补技术空白,为今后类似工程施工提供借鉴。二、关键技术内容 2.1“须弥山”多曲面双层斜交空间镂空网格结构施工技术 1)发明了由固定径向及环向定位龙骨组成的球形模架体系及施工方法,研制出球壳体混凝土结构模架的曲率校准装置,解决了多曲率结构模架体系施工及曲率控制难题。(图 3)2)发明了多曲面造型衬模的模具及施工方法,研发了模具表面处理技术、用于多曲面造型衬模及其制造方法等,解决了多曲面造型衬模高精度高效施工难题。(图 4)图 3 球形模架体系构造示意 图 4 多曲面造型衬模形成过程示意 4 3)发明了异形变截面柱状体钢
22、筋绑扎施工方法,研发了混凝土多点提升振捣装置及施工技术,开发了单侧受载满堂支撑架及顶托结构装置,解决了变截面节点混凝土施工难题。4)针对须弥山复杂棱角造型空间混凝土品质控制难等,发明了高流态性、高抗裂性、耐腐蚀性清水混凝土,解决了须弥山狭小空间混凝土成型质量难题,确保了清水混凝土品质。5)发明了胶合模板球形底模+镂空网格处造型衬模+外表面玻璃钢定制外模的组合模板体系及曲率校准装置,解决了 15 种 360 个样式各异的菱形镂空网格的施工难题。(图 5)图 5 组合模板体系工艺 BIM 模拟 2.2“须弥山”异形空间铝合金结构施工技术 1)研发了铝合金空间弯扭杆件制作技术,改进了三维冷弯专用数控
23、滚轮式三辊,开发了一种新型铝合金板式节点结构,解决了“须弥山”异形铝合金结构制作难题。(图 6)2)发明了空间弯扭铝合金结构及装饰玻璃安装方法,研制出底部钢平台+高空盘扣架的组合操作架,解决了“须弥山”异形铝合金结构在圣坛室内密闭空间的施工难题。(图 7)图 6 新型铝合金板式节点结构 图 7 “底部钢平台+高空盘扣架”组合操作架 三、与同类技术对比 关键技术 与同类技术对比创新点 优势说明“须弥山”型多曲面双层斜交空间镂空网格结构施工技术 1.高流态性、高抗裂性、耐腐蚀性清水混凝土;2.多曲面双层斜交空间镂空网格结构模架施工技术;3.斜交网格双模夹衬体系关键施工技术。国内外首次提出高性能清水
24、混凝土,国内首次提出复杂空间现浇多曲面双层斜交网格结构造型施工技术,国内外首次提出双层斜交网格双模夹衬模板体系,具有新颖性和创新性。工期缩短 53 天,产生经济效益达 980 万元。“须弥山”空间异形双曲面铝合金网壳结构施工技术 1.“底部钢平台+高空盘扣架”组合操作架体系施工技术;2.空间弯扭铝合金结构杆件加工技术。国内首次提出“底部钢平台+高空盘扣架”组合操作架体系施工技术、空间弯扭铝合金结构施工技术,具有新颖性和创新性。工期缩短 22 天,产生经济效益达 313.4万元。四、推广应用情况 本成果填补了大型复杂造型装饰结构建造领域的技术空白,相继在日照天台山太阳神殿、5 江苏园博园、山东尼
25、山圣境等项目成功应用,实用性突出,具有较高的推广价值。图 8 日照太阳神殿工程实施效果 图 9 江苏园博园工程实施效果 图 10 山东尼山圣境过程实施效果 五、相关知识产权及荣誉 授权国家专利 38 项(发明专利 16 项);获省部级工法 2 项,发表论文 2 篇。获 2021 年中施企协“首届工程建造微创新技术大赛”特等奖。完成单位:中国建筑第八工程局有限公司 完 成 人:孙晓阳、杨 锋、赵 海、赵 旭 完成单位:中国建筑第八工程局有限公司 完 成 人:孙晓阳、杨 锋、赵 海、赵 旭 6 单肢钢塔牵引竖转施工技术 太原迎宾桥桥型为大倾角独塔双索面吊杆空间主缆自锚式悬索桥,跨度组合为86+93
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