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项目年度编号
2400162179
中图分类号
U456.3
成果公布年份
2024
成果简介
①课题来源与背景：课题来源：《公路隧道风机支承结构检测技术及应用》项目基于2014年在成武高速和2015年十天高速(甘肃段)风机支承结构检测实践，于2016年1月在甘肃省交通科学研究院集团有限公司立项，并于2019年1月结题。课题背景：一是风机支承结构检测需求大增，急需进行检测技术研发。甘肃省地处青藏高原和黄土高原交汇地带，特别是陇东、陇南、甘南地区，地形起伏，沟壑纵横，隧道越来越多，射流风机支承结构检测需求旺盛，但该省在2014年之前未开展过风机支承结构检测业务，故需进行该项检测技术研发。二是原有检测方法具有明显缺陷，急需制定新标准。在该技术研发之前，风机支承结构检测采用柔性支架法，柔性支架采用钢丝绳与承载板制作，但以上技术的操作安全性和结果准确性较差，为确保检测安全和结果准确，提高检测效率，急需研发新的检测方法，制定新的检测流程。三是行业标准不完善，急需补充。行业标准《公路工程质量检验评定标准第二册机电工程》JTG F80/2-2004和《公路隧道通风设计细则》JTG/T D70/2-2014均要求射流风机安装前进行支承结构荷载试验，但如何进行荷载试验未进行说明，导致出现吊重法、拉拔法、单点拉拔法等多种检测方法，且评价方法不统一的现象。该技术通过研发成套风机支承结构检测技术，规范检测流程和结果评定，对行业标准进行补充完善，进一步推动风机支承结构检测技术发展和应用。
②技术原理及性能指标：技术原理：该检测技术分为检测指标层、检测方法层、检测装置层和加载方法层四个层次。检测指标层以控制风机支承结构质量和耐久性为目的；检测方法层根据检测指标提出不同检测方法，根据静力平衡原理，提出整体拉拔法和单边拉拔法；检测装置层通过自主研发，与检测方法相匹配，利用力的相互作用原理，研发两套刚性检测装置；加载方法层根据检测目的提出不同加载方法，以上四个层次保证检测结果准确可靠。性能指标：该技术首次提出以外观质量和承载力双指标进行风机支承结构质量控制，并以此作为检测指标和评价指标；提出两种检测方法，成功研发两种刚性检测装置。
③技术的创造性和先进性创造性：一是首次提出两个检测指标：外观质量和承载力。二是提出两种检测方法：单边拉拔法和整体拉拔法。三是研发两套刚性检测装置：整体式和单边式刚性检测装置。四是提出两种加载方法：连续加载法和分级加载法。五是提出结果评定流程：提出外观质量和承载力均满足要求，最终合格率达到100%。先进性：该技术研发的刚性检测装置由Ⅰ型架和Ⅱ型架2个构件组成，或由一体化的1个构件组成，相比原有检测装置4个构件，更加便捷有效。该技术研发的刚性检测装置分级加载后持荷时间1-3分钟，加载至是试验荷载后持荷时间为3-5分钟，相比较原分级加载后持荷时间5分钟，满载后持荷时间15分钟，检测相率更高。
④技术的成熟度、适用范围和安全性技术的成熟度：公路隧道风机支承结构检测技术已在检测指标、检测方法、检测装置、加载方法、检测结果评定等进行研究，形成成套技术，编制形成甘肃省地方标准1部，获得3项国家专利授权，已对全省165座隧道1864台风机支承结构进行检测，获得良好经济效益。适用范围：该技术适用于新建、运营及维修加固后公路隧道风机支承结构检测。安全性：一是该技术安全性方面。该技术应用7年来，检测发生风机支承结构时未发生生产安全事故，实践表明，该技术及所研发的刚性装置能显著提高作业安全性，保证安全生产。二是促进公共安全方面。经统计，自2014年全省开始风机支承结构检测起，总体不合格率逐年上升，至2017年不合格率升至46.43%，随着该技术专利的发布和地方标准的实施，不合格率逐年降低，2020年不合格率降至4.23%，及时甄别不合格风机支承结构，消除安全隐患，有效提高运营隧道的公共安全。
⑤应用情况及存在的问题：该技术已在甘肃省新建公路工程、养护工程和维修加固工程中得到广泛应用。代表项目为G7011十天国家高速公路甘肃段，天水市甘谷至渭南镇至麦积公路改建工程、G75兰海国家高速公路渭源至武都段、双城至达里加一级公路、S25静天高速公路静宁至庄浪段、G69银百国家高速公路甜水堡经庆城至永和段、G85银昆国家高速公路彭阳至平凉至大桥村段、G8513平绵国家高速公路平凉至天水段。截至2020年底，该技术已对165座隧道1864台风机支承结构进行检测。
⑥历年获奖情况：该技术已于2018年获得甘肃省第十一届全省职工优秀技术创新成果三等奖、于2022年获得中国公路学会第三届全国公路微创新大赛银奖。
⑦成果简介：公路隧道最常用的通风设备是射流风机，其通过支承结构悬挂在隧道顶端，支承结构质量不合格会导致风机掉落，威胁行车安全。甘肃省交通科学研究院集团有限公司通过对检测实践总结和提炼，从检测指标、检测方法、装置研发、加载方法和结果评定方法进行研究，解决了风机支承结构检测效率低、检测结果不准确的问题，形成了风机支承结构检测成套技术。该技术制定了甘肃省地方标准1部，研制了刚性检测装置，获得4项实用新型专利，并已在全省13天公路165座隧道风机支承结构检测中得到推广应用。
完成单位
甘肃省交通科学研究院集团有限公司
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