關于申報河北省科學技術進步獎提名項目公示信息
來源:中鐵城建北京工程公司  時間:2018-05-28  點擊量:   
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    一、項目名稱:超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究
    二、提名單位:河北省住房和城鄉建設廳

    三、項目簡介
    大型商業綜合體項目具有建筑體量大,外部造型新穎奇特,內部功能復雜的特點,其結構型式多樣且受力情況復雜、施工技術難度高。同時,由于我國鋼結構工程的設計和應用起步較晚,對特殊鋼結構形式的研究還相對較少,在超大型商業綜合體結構的復雜構件和節點設計、承載性能及施工關鍵技術方面,相應的設計規程和施工依據還有待進一步完善。基于上述問題和困難,本項目依托唐山勒泰商業綜合體實際工程,對超大型商業綜合體結構設計與施工關鍵技術進行了深入系統研究。研究成果在唐山勒泰商業綜合體中獲得了成功應用,對推動相關研究領域的技術進步和相關施工工法、設計規程的修訂提供了重要理論和實踐依據,為推動復雜商業綜合體結構基礎理論研究和科學技術進步起到了重要作用。
    1、所屬科學技術領域:土木建筑
    2、主要技術內容及特點
    (1) 開展了鋼管混凝土疊合柱-現澆鋼筋混凝土梁連接節點的力學性能及施工技術研究。基于實際工程對復雜連接節點進行改進,通過縮尺模型試驗和數值分析對提出的新型連接節點的承載力、剛度、延性、耗能能力以及變形性能進行深入研究。同時,根據設計和施工要求,提出了改進型疊合柱節點的施工技術和操作流程,為工程實踐提供必要依據。
    (2) 開展了復雜樹杈型鑄鋼節點的力學性能研究。本工程應用了大量的樹杈結構,樹杈型鑄鋼節點的力學性能是否滿足結構設計安全要求是本工程的技術難點之一,通過對復雜樹杈節點進行縮尺試驗、數值研究和優化設計,對其受力特點、應力分布等情況進行深入研究,取得了良好的經濟效益。
    (3) 研發了一種大震小震變剛度減震球形鋼支座,實現了減震支座小震與大震作用下剛度的切換。通過足尺試驗及數值分析,綜合分析支座的受力特點、設計承載力、剛度取值、抗震性能等,同時,提出了指導現場支座安裝的方法。
    (4) 進行了樹杈結構、復雜屋面的施工全過程仿真分析。根據樹杈結構特點,開展了不同施工方案優選,分析索力對樹杈剛度影響,確定索預拉力值,解決了復雜屋面施工場地條件復雜、施工難度大的問題。采用預變形施工技術并提出預變形值,解決了施工過程中樹杈變形過大的技術難點。
    (5) 在鉆孔灌注樁后壓漿施工過程中,研發了一種新型的樁端后壓漿裝置。注漿時能均勻的滲透到樁底的縫隙中,降低了單管單孔容易被堵,造成后期注漿壓力過大,對灌注樁底造成劈裂現象發生的可能性,同時簡化了原設計后壓漿的操作,節省原材料,加快工期,令灌注樁的工程質量一次性檢測合格,獲得了可觀的經濟效益。
    (6) 進行了超長超寬大體積混凝土施工技術研究,應用擴大頭梁柱節點混凝土澆筑技術。根據上述工作,形成多項行業施工工法,為今后類似工程的建設施工提供重要依據。
    3、項目成果
本項目申請并取得1項發明專利,授權4項實用新型專利;提出6項實用型行業施工工法;發表6篇核心期刊學術論文,對國內外復雜結構的設計與施工具有重要指導意義,應用前景廣闊。項目研究成果擴大了鋼結構的應用范圍,拉動了我國建材市場的消費需求,產生了顯著的經濟和社會效益。
    4、主要完成單位:
    第一完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司唐山分公司
中鐵城建集團北京工程有限公司唐山分公司為本項目的研究提供了科研條件,在人力和財力上給予了支持,極大地促進了該成果的順利完成。
    第二完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
中鐵城建集團北京工程有限公司作為本項目的合作單位,為項目的順利完成并取得優異成績做出了重要貢獻,主要表現為:
    1)配合完成了項目策劃和實施工作;
    2)為項目的順利實施提供了人力資源與優質的工作環境與場所;
    3)提供了本項目所需的設備、能源、圖書資料和數據庫等資源。為本項目的研究提供了實驗條件,在人力和財力上給予了支持,極大地促進了該成果的順利完成。
    第三完成單位:中鐵城建集團有限公司
    中鐵城建集團有限公司作為本項目的合作單位,為項目的順利完成并取得優異成績做出了重要貢獻,主要表現為:
    1)配合完成了項目策劃和實施工作;
    2)為項目的順利實施提供了人力資源與優質的工作環境與場所;
    3)提供了本項目所需的設備、能源、圖書資料和數據庫等資源。為本項目的研究提供了實驗條件,在人力和財力上給予了支持,極大地促進了該成果的順利完成。

    四、推廣應用及經濟社會效益情況
    唐山勒泰商業綜合體項目位于唐山市路北區,總建筑面積64.8 萬平方米,其中一期A-01 地塊一標段唐山勒泰中心項目總建筑面積約30 萬平米,是集高層甲級寫字樓、五星級酒店、商務酒店、公寓、高端商業、住宅、大型停車場等的綜合業態集群式建筑。
在基礎施工階段,本工程樁基礎工程包括2#塔樓樁基礎工程、3#塔樓樁基礎工程,其中47米長混凝土灌注樁數量283根,36米長混凝土灌注樁212根,包括后壓漿及非后壓漿兩種樁處理形式,2、3#樓均為場地內塔樓,對基底承載力要求高。工程樁基礎施工復雜,地質情況不明確,地下水位淺含流沙層,施工難度較大,樁基數量多,工期時間緊,故須進行樁基礎后壓漿施工的深化設計,解決后壓漿施工時,注漿壓力過大,注漿時對樁底易造成的劈裂原灌注樁現象。
    在大型商業綜合體施工中,鋼結構施工為重難點。本工程主體結構中包含鋼管混凝土疊合柱、2#塔樓箱型柱施工及屋面鋼結構網架施工。屋面鋼結構共分為2 部分,分別為A 區屋頂穹頂:凈跨39m,高度最高34m。單層網殼外接環桁架,環桁架與下部混凝土結構通過6 根鋼樹杈柱連接,共同組成穹頂;A 區冰場鋼結構總共有13 根樹狀柱,屋面最大柱間跨度為30.4m,網殼最大跨度約為103.4m。 節點部分四根鋼管與柱由鑄鋼節點相連,鋼管采用Q345B 鋼材。此工程鋼結構結構復雜、體量大、構件超重、安裝要求精度高,技術含量及管理方法均有較高要求。
    研究成果在唐山勒泰超大型集群式商業綜合體中廣泛應用,形成了一整套商業綜合體設計與施工關鍵技術。在保證結構施工質量的前提下,施工工期縮短近1/5,高水平高質量的完成施工任務;使得施工難度較大的鋼結構安裝工程得以順利實現;優化了疊合柱梁柱節點的鋼筋布置,保證節點連接可靠性;減小灌注樁后壓漿注漿壓力,保證施工質量;研發的剛度可切換抗震支座,在不同受力階段發揮相應優勢,保證高烈度地區建筑結構的抗震安全性。為超大型商業綜合體設計與施工中遇到的技術難題提供優質解決方案,技術成果可逐步推廣到全國超大型商業綜合體的設計施工中,具有很好的應用前景及示范效應。

    五、代表性論文、專著證明目錄(限8篇)

    六、主要知識產權證明目錄

    1、已授權發明專利

2、已授權實用新型專利和外觀設計專利(先填寫實用新型專利,再填寫外觀設計專利)

   七、主要完成人情況:

    主要完成人員:羿生鉆、姜宇韜、楊維國、張相勇、高明德、張曉峰、高璟、劉南雁、薛麗波、任兆兵。
    1、第一完成人:羿生鉆
    行政職務:副總經理
    技術職稱:高級工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司唐山分公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司唐山分公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
    (1)參與研發了“一種新型鋼管混凝土疊合柱--混凝土梁連接節點”、“一種新型樹杈型鑄鋼節點的承載性能測試裝置”和“一種大震小震變剛度減震球形鋼支座”的研究,并形成3項實用新型專利;并在此基礎上指導現場實際施工的順利開展,并指導項目人員完成相關關鍵技術的工法編寫。
    (2)理論聯系實際,指導現場施工的整體部署和安排,為項目的實施提供決策性指導意見。
    (3)針對項目的實施過程和對關鍵技術的深入研究,獨自完成論文--《疊合柱新型梁柱節點力學性能與施工方法研究》的寫作,并在國內核心期刊《施工技術》上進行了發表。
曾獲科學技術獎勵情況:
2014年獲北京市科學技術進步二等獎,中國鐵建股份公司科學技術一等獎;論文、工法在股份公司、集團公司多次獲獎。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    2、第二完成人:姜宇韜
    技術職稱:工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
    (1)參與了對“一種新型鋼管混凝土疊合柱--混凝土梁連接節點”、“一種新型樹杈型鑄鋼節點的承載性能測試裝置”和“一種大震小震變剛度減震球形鋼支座”的研究,并形成3項實用新型專利;并在此基礎上安排落實現場實際施工的順利開展和對過程中的質量控制,參與項目上對相關關鍵技術的工法編寫。
    (2)理論聯系實際,安排現場施工的整體部署和安排,并積極組織科研技術人員對該科研項目的資料收集和整理。
   (3)對項目的實施過程和對關鍵技術的深入研究,獨自完成論文--《大震小震變剛度球型支座施工技術》的寫作,并在國內核心期刊《山西建筑》上進行了發表。
    曾獲科學技術獎勵情況:
    2015年參與編寫的2篇工法獲集團公司優秀工法二等獎,2016年參與編寫的3篇工法獲集團公司優秀工法一等獎,一篇工法獲湖南省省級工法。2017年所參寫的三篇工法獲股份公司優秀工法一等獎,參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    3、第三完成人:楊維國
    技術職稱:副系主任
    工作單位:北京交通大學
    完成單位:北京交通大學
    主要學術和技術創造性貢獻:
    (1)研發了一種大震小震變剛度減震球形鋼支座,并開展此球形鋼支座的抗震性能及施工關鍵技術研究,為高烈度地區的工程應用提供必要依據。
    (2)開展了新型樹杈鑄鋼節點的施工全過程仿真模擬,解決復雜節點現場施工安裝等難題。
    (3)進行了穹頂施工全過程仿真分析,為網殼整體提升施工安裝提供重要依據。同時,結合網殼全過程監測數據,保證了整體結構施工安裝的可靠性及安全性。
曾獲科學技術獎勵情況:
     1998年獲冶金工業總局科技進步二等獎,排名第8
     2008年度自獲寧夏回族自治區抗震救災工作先進個人
     2010年獲寧夏回族自治區科技進步一等獎,排名第2
     2016年獲國家文物局科技進步二等獎,排名第4
    4、第四完成人:高明德
    技術職稱:高級工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
    (1)參與對超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究的科研項目的立項討論工作,為項目的研究進行決策指導并積極投身在該項目的整個研究階段。
    (2)參與研發了一種新型樹杈型鑄鋼節點的承載性能測試裝置,并成功申報和取得了實用新型專利。為樹杈型鑄鋼節點安裝的關鍵技術研究提供了有利的依據。
    (3)在項目的實施過程中,針對現場施工的大跨度單層網殼施工的方案進行詳細的比較,并提出了自己的獨到見解,并應用于現場施工生產,同時在《施工技術》期刊上發表相關論文一篇。
    曾獲科學技術獎勵情況:
    2015.10榮獲“2014年度中國施工企業管理協會科學技術獎科技創新先進個人”;多次榮獲集團公司科技進步二等獎,股份公司科技進步三等獎,2016年度榮獲股份公司科技進步一等獎。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    5、 第五完成人:張相勇
    技術職稱:教授級高級工程師
    工作單位:中建鋼構有限公司
    完成單位:中國電子工程設計院
    主要學術和技術創造性貢獻:
    (1)作為該工程項目的結構設計專業負責人,參與本課題總體及各分項研究內容的策劃,提供相應的設計數據,幫助建立數值模型,對試驗模型進行檢驗指導。
   (2)參與課題研究的各個環節,從頭至尾全過程的負責并參與該課題的各項研究工作,并對各關鍵技術提出創新型意見并負責課題各部分研究報告的審核工作。
曾獲科學技術獎勵情況:
榮獲 2016年中國鋼結構協會“鋼結構杰出人才”。
   6、第六完成人:張曉峰
    技術職稱:副總經理
    工作單位:中鐵城建集團有限公司
    完成單位:中鐵城建集團有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
   (1)參與本科研課題的立項研究和指導,對項目的研究思路和方法提出關鍵性的意見以及總體策劃各分項研究內容,并對整個項目跟蹤指導。
   (2)參與課題研究的各個環節,并對各關鍵技術提出創新型意見并負責課題各部分研究報告的審核工作。
曾獲科學技術獎勵情況:
《地下工程開挖誘發災害防控關鍵技術開發及應用》獲得2012年度國家科學技術進步獎二等獎;《不停航機場跑道下大斷面隧道修建技術》獲得2014年度北京市科學技術進步獎二等獎;《機場滑行道下頂進長大箱涵技術》獲2006年度中國民用航空科學技術獎一等獎;《機場跑道不停航條件下超長管幕保護超淺埋大斷面暗挖隧道技術》獲得2012-2013年度中國鐵道建筑總公司科技進步獎一等獎。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    7、第七完成人:高璟
    技術職稱:工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
   (1)組織人員對超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究的科研項目中的樹杈結構單元式拼裝預變形施工技術和大型鋼屋架球型抗震支座施工技術進行總結和資料收集,主持人員完成相關工法編寫兩篇,均榮獲集團公司優秀工法一等獎。
   (2)組織人員對科研項目的現場實施進行安全質量把關,確保了了項目的順利開展。
   (3)參與研發并申報的“一種灌注樁樁端后壓漿裝置”實用新型專利已獲成功受理。
    曾獲科學技術獎勵情況:
    2016年參與編寫的關于超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究的相關工法兩篇,均榮獲集團公司優秀工法一等獎。2017年獲股份公司優秀工法一等獎一篇。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    8、第八完成人:劉南雁
    技術職稱:副經理
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
 (1)參與對超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究的科研項目的立項討論工作,并積極投身在該項目的整個研究階段。
 (2)參與研發了一種新型樹杈型鑄鋼節點的承載性能測試裝置,并成功申報和取得了實用新型專利。為樹杈型鑄鋼節點安裝的關鍵技術研究提供了有利的依據。
 (3)在項目的實施過程中,針對球型抗震支座在工程上的應用提出自己的獨到見解,在《鋼結構》期刊上發表相關論文一篇。
曾獲科學技術獎勵情況:
參與編寫的《大跨度異形截面混凝土-鋼管組合拱施工技術》榮獲2016年度股份公司科技進步一等獎。
參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    9、第九完成人:薛麗波
    技術職稱:副工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
 (1)2015年,參與了新型減震球型支座施工方法的研討,對支座的可調范圍、限位、大小震之間切換及安裝臨時固定等提出意見予以完善;研發的《一種大震和小震剛度切換減震球型支座》獲國家實用新型發明專利。
參與了樹杈形鑄鋼結構分級鑄模、整體吊裝及變形預控等方案的研討;參與研究大跨度網殼整體動態平衡提升方案研討;參與工法、專利成果整理。
    曾獲科學技術獎勵情況:
    2009年編寫的《精裝修瀝粉貼金施工工法》獲中國鐵道建筑總公司優秀工法二等獎;2013年《機場跑道下不停航條件下超長管幕保護超淺埋大斷面暗挖隧道技術》獲中國鐵道建筑總公司科學技術獎一等獎、中施企協科學技術獎科技創新成果一等獎。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。
    10、第十完成人:任兆兵
    技術職稱:總工程師
    工作單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    完成單位:中鐵城建集團北京工程有限公司
    主要學術和技術創造性貢獻:
  (1)參與對超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究的科研項目的立項討論工作,并積極投身在該項目的整個研究階段,對關鍵技術的現場應用施工進行指導。
  (2)參與研究鋼管混凝土疊合柱-混凝土梁連接節點,通過改進現有施工技術上的繁雜、質量不可控等缺陷,研發出一種新型的連接節點,并成功申報和取得了實用新型專利。鋼管混凝土疊合柱現場的安裝施工提供了較為便捷的一種方法。
  (3)參與研發并申報的“一種灌注樁樁端后壓漿裝置”實用新型專利已獲成功受理。
    曾獲科學技術獎勵情況:
    2016年 編寫的《大跨度異形截面混凝土-鋼管組合拱施工技術》榮獲2016年度股份公司科技進步獎。2016年 編寫的《地下室超深基坑環板逆作-中心島順做施工工法》榮獲天津市工法。2015年 參與編寫的《環板逆作-中心島順作法施工技術》榮獲股份公司科技進步獎三等獎。2015年 參與編寫的《地下室超深基坑環板逆作-中心島順作施工工法》榮獲股份公司工法一等獎。參與編寫的《超大型商業綜合體設計與施工關鍵技術研究》榮獲2017年度股份公司科技進步一等獎。

   八、完成人合作關系說明及完成人合作關系情況匯總表

    1、完成人合作關系說明
    第一完成人羿生鉆是該項目的總體負責人,提出了整個項目的總體研究方向和技術方案,從2014年5月開始從事該項目的研究工作,和項目組所有成員是合作研究和研究方向一致性的主導人,發表論文1篇,參與3項實用新型專利和1項發明專利的研究。
    第二完成人姜宇韜和第一完成人羿生鉆均為該科研項目依托工程的負責人員,是該科研項目具體實施和操作的主要負責人,配合第一完成人對科研方向進行確定和實施,同時也是將成果積極應用于現場施工操作的推動者。發表論文2篇,參與4項實用新型專利和1項發明專利的研究。
    第三完成人楊維國是本科研項目研究的主要成員,配合第一完成人和其他完成人對該科研項目的主要關鍵技術進行理論研究和對試驗數據進行收集和整理。自2015年1月參與該科研項目,為各關鍵技術的實施提供了有利的理論依據。指導并參與其他完成人對各項實用新型專利和發明專利的申報工作。
    第四完成人高明德是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人和其他完成人對該科研項目提出了獨到的見解,在與第三完成人楊維國的探討過程中,獨立發表論文一篇,為該科研項目提供了很好的理論支持。
    第五完成人張相勇是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人和其他完成人對該科研項目從施工設計上對各關鍵技術提出了獨到的見解,為整個科研的研究方向提出了寶貴的意見。
    第六完成人張曉峰是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人和其他完成人對該科研項目提出了獨到的見解,為整個科研的研究方向提出了寶貴的意見。
    第七完成人高璟是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人羿生鉆和第二完成人姜宇韜,共同編寫出2篇實用型施工工法,為科研成果的推廣利用做出了積極地貢獻。
    第八完成人劉南雁是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人和其他完成人對該科研項目提出了獨到的見解,參與并完成1項實用新型專利的研究與申報。在與第三完成人楊維國的探討過程中,獨立發表論文一篇,為該科研項目提供了很好的理論支持。
    第九完成人薛麗波是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人共同完成1項實用新型專利和1項發明專利的研究和申報工作,指導現場施工技術進行逐步的完善和改進。
    第十完成人任兆兵是本科研項目研究的主要參與人員,配合第一完成人共同完成1項實用新型專利的研究和申報工作,為該科研項目提供了很好的理論支持。同時對現場施工技術提出了許多寶貴的建議。
    2、完成人合作關系情況匯總表
    完成人合作關系情況匯總表

    九、知情同意證明(如圖)

 



 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


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