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2022混凝土科學技術獎
【科技進步類】二等獎:基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管
時間:2023-08-02    來源:CCPA科技工作部    分享:
本獲獎項目針對現有JPCCP產品在結構型式、結構計算方法、生產工藝、工程應用實踐中存在的不足,提出了針對該產品包括結構形式、設計方法和生產工藝等方面的創新課題,最終形成了綜合性研發成果“基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管”,成果包含針對JPCCP產品的管體結構創新、結構設計方法創新、生產工藝創新、結構性能驗證、工程應用等研發、試驗和推廣應用方面的內容。


2022年度中國混凝土與水泥制品協會

混凝土科學技術獎?科技進步類

項目展示


2022年度中國混凝土與水泥制品協會混凝土科學技術獎工作于2022年5月啟動,至2023年1月圓滿完成。報名期間共收到有效申報項目44項。經過專家評審委員會的初評及終評,共計36個項目獲獎,包括一等獎1項、二等獎16項、三等獎19項,其中“科技進步類”22項、“技術革新類”14項。


二等獎項目

基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管

主要完成單位:四川國統混凝土制品有限公司、新疆國統管道股份有限公司

主要完成人:闕小平、粟麗萍、宋延林、王書學、王榮、陳明軒、韓亭、周玉、岳林

項目概況  

頂進施工法用預應力鋼筒混凝土管(簡稱:JPCCP),是以PCCP管材結構為基本結構,為適應頂進施工工藝而專門設計的的一種新型預應力混凝土壓力管產品。本獲獎項目針對現有JPCCP產品在結構型式、結構計算方法、生產工藝、工程應用實踐中存在的不足,提出了針對該產品包括結構形式、設計方法和生產工藝等方面的創新課題,最終形成了綜合性研發成果“基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管”,成果包含針對JPCCP產品的管體結構創新、結構設計方法創新、生產工藝創新、結構性能驗證、工程應用等研發、試驗和推廣應用方面的內容。
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頂進施工法用預應力鋼筒混凝土管


主要創新點  

1.在JPCCP管體保護層和(或)鋼筒內壁部份管芯中加入非預應力受力鋼筋,形成預應力和非預應力鋼筋混合配筋(非預應力鋼筋配筋強度可占總配筋的25%~60%)共同承載的管體結構——即“基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管”。該新型結構形式使JPCCP管體形成了預應力鋼筋和非預應力鋼筋兩道結構受力體系,正常情況下二者共同參與抵抗結構上的作用,偶然情況下(指預應力鋼筋遭受腐蝕或其它偶然狀況后失效的情況)非預應力鋼筋可單獨承載,短期內實現保護管體結構不至于整體失效的目標,為管線的搶修和加固提供足夠的緩沖時間,可顯著提高管體結構的安全性能。

2.以PCCP設計標準為基礎,研發了基于混合配筋結構的預應力鋼筒混凝土頂管結構設計方法,并編制了設計軟件。該方法和軟件遵守預應力混凝土壓力管的基本設計假設和設計原則,在設計計算的各階段充分考慮管體材料特性、結構特點因素,在配筋計算中增加了非預應力鋼筋受力計算等內容,在保護層抗裂計算中考慮了JPCCP保護層為澆筑工藝混凝土材料的相關技術參數,考慮了JPCCP允許頂力和結構抗裂內、外荷載計算等內容。通過管體結構試驗和工程實踐,驗證了采用該結構設計方法和軟件設計的管體結構的可靠性和安全性。


3.本技術具備在JPCCP結構設計中靈活分配預應力鋼筋和非預應力鋼筋配筋比例的功能。該功能可實現在JPCCP設計中可通過增加非預應力鋼筋的配筋量或配筋比例來達到控制預應力鋼筋配筋量的目的,從而實現在管材設計中高效利用固定壁厚模具、避免雙層纏絲的目的,對減輕生產工藝難度、降低生產成本、提高生產效率具有顯著效益,對大口徑高工況產品的效益突出。


4.本項目研發了適用于JPCCP鋼筒內壁配筋后的狹窄澆筑空間的高流動性高強混凝土,保證了各種口徑管材結構設計與生產工藝要求的匹配度,確保了本技術在生產應用中的適應性。

`JPCCP允許頂力試驗

DN2000 JCCP頂進現場

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DN4000 JPCCP處荷載試驗


科技成果及工程應用  

本項目已全部完成各項研發工作,目前所有關鍵技術方案、設計方法、生產工藝技術均已通過實體驗證并能成熟使用,試生產的產品達到了設計指標并經過第三方檢測機構進行了性能檢驗,檢驗結果符合設計要求,所涉及的設計、生產、材料等相關技術和工藝已完全滿足實際生產要求。在該項目的研發過程中獲得了實用新型專利1項、軟件著作權1項;主編JPCCP產品團體標準1項。
本成果目前已經在新疆國統管道股份有限公司及各子分公司中實現規模化應用,截止到2023年5月底已簽訂的項目合同達1.5億元。
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實用新型專利與計算機軟件著作權


企業介紹  

四川國統混凝土制品有限公司是新疆國統管道股份有限公司(簡稱:國統股份,央企“中國物流集團”下屬企業)下屬的全資子公司。公司是中國混凝土及水泥制品協會(CCPA)會員單位、國家高新技術企業,擁有“成都市企業技術中心”。公司地處成都市新都區,公司具有完善的質保體系、豐富的混凝土制品研發和生產經驗以及一流的試驗、驗檢測設施,在預應力鋼筒混凝土管(PCCP)、新型混凝土壓力頂管(JCCP/JPCCP)、超高性能混凝土制品、鋼筋混凝土排水管(RCP)/頂管(DRCP)、鋼筋混凝土管片、鋼筋混凝土預制箱涵、新型電力管廊、無碴高速鐵路軌道板、裝配式建筑混凝土預制構件(PC)等產品的研發、生產、技術服務等方面的水平均處于四川省同行業前列。




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