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科技创新

北投养护新科技巡礼④|变一变!效能提高3倍以上!养护新科技成功应用于公路边坡防护工程

发布时间:2021-10-07 来源:本站 点击数量:

金秋九月,广西巴马至平果高速公路项目(以下简称巴平高速公路项目)三分部举行的一场“四新”技术现场交流会格外引人注目,而这场交流会的“主角”,正是由北投养护科技集团科创中心在巴平高速公路项目开展的重要研究课题,并首次应用于广西高速公路路堑边坡支护工程中的“变直径钢筋笼扩大头锚杆”。

什么是“变直径钢筋笼扩大头锚杆”

“变直径钢筋笼扩大头锚杆”的一大特点就是钢筋笼直径可变,相比传统普通等直径锚杆,它通过端部扩大的结构大大提高了锚杆的抗拔力;相比传统素水泥浆扩大头锚杆,该技术通过在锚固段增加变直径钢筋笼,增强了锚固段的抗压强度,从而大幅度提升了扩大头锚杆的抗拔承载力。

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抗拔力提高3倍以上!

高速公路是国家经济建设不可或缺的重要基础设施,随着交通建设力度的不断加大,伴随而来的公路高边坡防护问题也越来越被大家重视。巴平高速是广西新建的六车道高速公路,地质条件复杂,边坡岩性多为较破碎的强风化岩,边坡防护问题成为该项目建设的一个重要关注点。

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现场工艺试验及典型示范工点建设

边坡稳定性问题长期以来都是边坡防护工程的重中之重,锚杆抗拔力的强弱直接影响边坡支护的防护效果。为了能够在满足边坡支护所需抗拔力的基础上降低造价,提高边坡稳定性和施工速度,北投养护科技集团在巴平高速公路项目进行科研攻关,首次将该技术应用于其路堑边坡支挡防护工程。根据实际地质情况对变直径钢筋笼扩大头锚杆技术进行改进,并通过现场试验、数值模拟分析、施工工艺优化等研究工作,进一步对该技术进行优化提升,使其更加适用于广西地区的边坡防护。通过对巴平三分部K41和K56两段边坡的变直径钢筋笼扩大头锚杆的拉拔试验数据进行分析,验证其抗拔力要在普通锚杆设计值的3倍以上,抗拔性能非常优越。

在此基础上,北投养护科技集团进行了锚杆应力监测和数值模拟计算,分析锚杆的应力传递机制,研究了该锚杆的设计计算方法,为后续的技术推广应用奠定理论基础;开发变直径钢筋笼扩大头锚杆结构计算及数据可视化软件,实现扩大头锚杆边坡支护结构设计计算和现场试验数据的自动化处理。

6大优势 经济环保效率高

作为路堑边坡新型支护技术,变直径钢筋笼扩大头锚杆具有更高的安全性、明显的经济性,而且具有施工周期短,环保效益高、施工便利、耐久性强等6大技术优势。

安全性:通过端部扩大,抗拔力显著高于普通锚杆;

经济性:单根抗拔力非常高,可通过增大格梁间距和缩短锚杆长度来减少边坡支护锚杆数量,降低建设成本;

工期短:采用长臂锚杆钻机,可以连续作业,机械化程度高;

环保性:一体化设计、工厂化生产、装配式施工,符合国家“节能减排、绿色发展”需求;

施工便利:装配式产品,可现场组装,安装方便快捷;

耐久性:承压型锚杆,有效避免拉力型锚杆注浆体混凝土受拉开裂带来的腐蚀隐患。

地表位移监测GNSS基站(左)和视频位移监测系统(右).png

地表位移监测GNSS基站(左)和视频位移监测系统(右)

北投养护科技集团还依托巴平高速项目开展《变直径钢筋笼扩大头锚杆边坡支护关键技术研究及应用示范》课题研究,通过锚杆应力监测、现场拉拔试验、工艺试验、数值模拟分析等途径,从设计、施工、检验等方面对变直径钢筋笼扩大头锚杆边坡支护技术进行研究。同时,采用监测机器人、GNSS、视频位移监测系统、自动化深层位移监测站等设备对试验边坡边坡变形进行施工期和工后运营阶段的自动化监控量测,从而验证变直径钢筋笼扩大头锚杆技术的防护效果。截至目前,已申请相关发明专利、实用新型及软件著作权等知识产权合计13项,撰写相关科技论文3篇。

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软件著作权证书

“变直径钢筋笼扩大头锚杆”首次应用于广西高速公路路堑边坡支挡防护工程,标志着北投养护科技集团在边坡防护技术领域取得了又一阶段性突破,也是创新养护“四新”技术应用的重要体现,进一步降低了工程建设成本,促进了环境保护,为公路安全和人民群众平安出行保驾护航。(来源:北投养护科技科创中心、党群工作部)