2022年度中国混凝土与水泥制品协会 混凝土科学技术奖?科技进步类 项目展示
2022年度中国混凝土与水泥制品协会
混凝土科学技术奖?科技进步类
项目展示
2022年度中国混凝土与水泥制品协会混凝土科学技术奖工作于2022年5月启动，至2023年1月圆满完成。报名期间共收到有效申报项目44项。经过专家评审委员会的初评及终评，共计36个项目获奖，包括一等奖1项、二等奖16项、三等奖19项，其中“科技进步类”22项、“技术革新类”14项。
主要完成单位： 四川国统混凝土制品有限公司、新疆国统管道股份有限公司
主要完成人： 阙小平、粟丽萍、宋延林、王书学、王荣、陈明轩、韩亭、周玉、岳林
顶进施工法用预应力钢筒混凝土管（简称：JPCCP），是以PCCP管材结构为基本结构，为适应顶进施工工艺而专门设计的的一种新型预应力混凝土压力管产品。本获奖项目针对现有JPCCP产品在结构型式、结构计算方法、生产工艺、工程应用实践中存在的不足，提出了针对该产品包括结构形式、设计方法和生产工艺等方面的创新课题，最终形成了综合性研发成果“基于混合配筋结构的预应力钢筒混凝土顶管”，成果包含针对JPCCP产品的管体结构创新、结构设计方法创新、生产工艺创新、结构性能验证、工程应用等研发、试验和推广应用方面的内容。
1.在JPCCP管体保护层和（或）钢筒内壁部份管芯中加入非预应力受力钢筋，形成预应力和非预应力钢筋混合配筋（非预应力钢筋配筋强度可占总配筋的25%~60%）共同承载的管体结构——即“基于混合配筋结构的预应力钢筒混凝土顶管”。该新型结构形式使JPCCP管体形成了预应力钢筋和非预应力钢筋两道结构受力体系，正常情况下二者共同参与抵抗结构上的作用，偶然情况下（指预应力钢筋遭受腐蚀或其它偶然状况后失效的情况）非预应力钢筋可单独承载，短期内实现保护管体结构不至于整体失效的目标，为管线的抢修和加固提供足够的缓冲时间，可显著提高管体结构的安全性能。
2.以PCCP设计标准为基础，研发了基于混合配筋结构的预应力钢筒混凝土顶管结构设计方法，并编制了设计软件。该方法和软件遵守预应力混凝土压力管的基本设计假设和设计原则，在设计计算的各阶段充分考虑管体材料特性、结构特点因素，在配筋计算中增加了非预应力钢筋受力计算等内容，在保护层抗裂计算中考虑了JPCCP保护层为浇筑工艺混凝土材料的相关技术参数，考虑了JPCCP允许顶力和结构抗裂内、外荷载计算等内容。通过管体结构试验和工程实践，验证了采用该结构设计方法和软件设计的管体结构的可靠性和安全性。
3.本技术具备在JPCCP结构设计中灵活分配预应力钢筋和非预应力钢筋配筋比例的功能。该功能可实现在JPCCP设计中可通过增加非预应力钢筋的配筋量或配筋比例来达到控制预应力钢筋配筋量的目的，从而实现在管材设计中高效利用固定壁厚模具、避免双层缠丝的目的，对减轻生产工艺难度、降低生产成本、提高生产效率具有显著效益，对大口径高工况产品的效益突出。
4.本项目研发了适用于JPCCP钢筒内壁配筋后的狭窄浇筑空间的高流动性高强混凝土，保证了各种口径管材结构设计与生产工艺要求的匹配度，确保了本技术在生产应用中的适应性。
JPCCP允许顶力试验
DN2000 JCCP顶进现场
DN4000 JPCCP处荷载试验
本项目已全部完成各项研发工作，目前所有关键技术方案、设计方法、生产工艺技术均已通过实体验证并能成熟使用，试生产的产品达到了设计指标并经过第三方检测机构进行了性能检验，检验结果符合设计要求，所涉及的设计、生产、材料等相关技术和工艺已完全满足实际生产要求。在该项目的研发过程中获得了实用新型专利1项、软件著作权1项；主编JPCCP产品团体标准1项。
本成果目前已经在新疆国统管道股份有限公司及各子分公司中实现规模化应用，截止到2023年5月底已签订的项目合同达1.5亿元。
