創(chuàng)新技術守護纜索橋梁“生命線”

文/廣州珠江黃埔大橋建設有限公司

獲獎等級：一等獎

項目名稱：橋梁承重纜索防火防腐關鍵技術研究及應用

← 黃埔大橋主纜

針對橋梁承重纜索因結構腐蝕、火損，導致的使用安全和耐久等突出問題，該項目團隊依托黃埔大橋，從纜索體系耐候密封防護抗腐蝕和耐火隔熱保護抗災變的技術原理、方法、標準和材料、產品、工藝等方面，系統(tǒng)開展了多領域、跨學科的產學研用合作研究，并取得了成套原創(chuàng)性成果。

取得成套原創(chuàng)性成果

該項目的成套原創(chuàng)性成果，主要體現在幾方面。

首先，該項目首次提出了耐600攝氏度高溫、水密性和氣密性滿足20年以上良好使用壽命的纜索防護纖維增強密封技術（FRS密封技術）。

其次，采用事故分析、數值模擬分析和實體模型燃燒驗證等方法，該項目團隊首次提出了集耐火隔熱密封功能為一體的纜索防火技術（FCFR防火技術）和橋梁纜索體系整體分級防火防護的技術標準，研發(fā)抗火耐火（540攝氏度熱傳導系數僅每米·開爾文0.069瓦）、抗拉伸（拉伸強度大于每25毫米400牛）等綜合性能優(yōu)異的自黏式纖維復合抗火帶（FCFR抗火帶）。

←B-FRS密封帶施工

←FCFR抗火帶施工

同時，綜合FCFR抗火帶與B-FRS密封帶優(yōu)異的保護性能，該項目團隊首次提出并設計了具備耐火隔熱密封阻燃功能的新型纜索保護防護體系，滿足60分鐘內、1000攝氏度火場環(huán)境下，鋼絲束表面溫度不超300攝氏度的使用要求，實現不同火災場景下對纜索結構的有效保護。

← 纜索抗火試驗

最后，基于FCFR防火技術及FRS密封技術，該項目團隊發(fā)明了錨頭抗火密封裝置、索導管防水隔火護套和耐高溫錨具及耐火索體等。

社會效益與間接經濟效益顯著

該項目研究通過增強纜索抗火等級及密封防腐能力提升纜索體系橋梁抗災變能力，對保障交通基礎設施重要結構有效運行和人民群眾生命財產安全的意義重大，并帶來了顯著的社會效益和間接經濟效益。

有效避免火災對纜索系統(tǒng)的破壞

纜索防火技術提供了強大的防火隔熱密封抗火保護結構，大大提高了纜索抵抗高溫火場和長時間燃燒能力，有效避免了火災事故對纜索的損害而造成鋼絲斷裂甚至垮橋的危險，同時，最大限度降低因火損造成纜索損傷評估、更換等造成的道路中斷或擁堵，提高了我國大跨度纜索體系橋梁應對火災、戰(zhàn)爭、恐襲等因承重纜索斷裂造成塌橋災變的能力。

提高橋梁纜索系統(tǒng)防腐抗斷裂能力

纖維增強密封防護技術大幅提高了纜索防護結構的抗裂密封耐高溫等性能，降低了纜索鋼絲腐蝕、斷裂和垮橋等意外風險的發(fā)生幾率。纖維增強密封防護技術通過延長橋梁纜索系統(tǒng)使用壽命并降低橋梁維養(yǎng)成本，降低了因纜索經常性維修帶來的交通影響和施工安全風險，同時，有效避免了因承重纜索斷裂造成的塌橋事故。

增強國際競爭優(yōu)勢 彰顯安全運營水平

項目研究成果填補了國內外纜索體系橋梁抗火領域技術與產品研究的空白，同時，提升了我國橋梁纜索防火防腐技術的整體水平和國際競爭優(yōu)勢，彰顯我國在橋梁建設及安全運營領域創(chuàng)新的水平與能力。

除此之外，項目研究成果還系統(tǒng)解決了橋梁承重纜索的耐久使用和安全問題，對保障我國纜索體系橋梁安全運行，提升橋梁交通基礎設施抗災變能力具有重要意義，為國內外纜索體系橋梁一體化解決防火防腐問題提供了全新的思路、方法、技術標準、新型材料和成功的工程示范。

← 黃埔大橋纜索主纜防護施工圖

← 黃埔大橋主纜實施防護后的效果

目前，該項目的研究成果已整體應用于珠江黃埔大跨度斜拉橋、懸索橋纜索體系抗火與密封防護等工程。該項目的牽頭單位已經與產品生產企業(yè)、施工企業(yè)簽訂了戰(zhàn)略合作協議，旨在聯合加快該項技術在全國的推廣應用。隨著橋梁纜索防火需求和研究成果納入行業(yè)標準及國際專利的申請授權，該項目技術未來將迎來較大的市場應用，可廣泛應用于國內外橋梁纜索系統(tǒng)防火防腐防護工程，以及有防火防腐需求的其他工程中。

實力雄厚的聯合攻關單位

黃埔大橋公司 長期致力于高品質建造與運維

廣州珠江黃埔大橋建設有限公司（以下簡稱“黃埔大橋公司”）是廣州交通投資集團有限公司下屬企業(yè)，長期致力于高速公路（特大橋隧）高品質建造和安全運維及專業(yè)數字化技術研發(fā)。累計獲得國家發(fā)明專利等知識產權成果96項、省部級科學技術獎12項、5項成果入選交通運輸重大科技創(chuàng)新成果庫等，榮獲中國土木工程詹天佑獎、國家知識產權優(yōu)勢企業(yè)等榮譽。

以黃埔大橋作為實踐、試驗與創(chuàng)新基地，黃埔大橋公司研發(fā)了安全環(huán)保型路面延壽技術體系和超高性能組合式鋼橋面鋪裝體系，提升了路（橋）面結構安全性、使用耐久性、實施可靠性、綜合經濟性；研發(fā)了混凝土表層結構滲透增強防護技術體系，有效延長了混凝土使用壽命；開發(fā)了橋梁纜索結構玄武巖合成纖維耐火耐候防護技術體系，有效提高了橋梁纜索體系力學結構防災變能力；建立了預防性管理等原創(chuàng)性管理理論體系，利用理論研究成果開發(fā)了專業(yè)數字化平臺和專業(yè)管控系統(tǒng)，大大提升了高速公路運行服務水平和企業(yè)綜合管控效能。

江蘇天龍 長期致力于研發(fā)玄武巖纖維及其復合材料

江蘇天龍玄武巖連續(xù)纖維股份有限公司（以下簡稱“江蘇天龍”）地處江蘇儀征，是一家集連續(xù)玄武巖纖維及其復合材料制品的研發(fā)、生產、設備制造、銷售、技術咨詢和服務為一體的高新科技企業(yè)，產品廣泛應用于航空航天、軍工、消防、交通、建設、環(huán)保等領域。

江蘇天龍自有廠房6萬余平方米，建有兩條玄武巖原絲生產線、10余條復合材料生產線，現有員工100余人，玄武巖纖維及其復合材料等產品年產能8000噸。

江蘇天龍秉持“創(chuàng)新永遠在路上”的發(fā)展理念，建有劉嘉麒企業(yè)院士工作站、江蘇省高性能玄武巖連續(xù)纖維工程中心、江蘇省玄武巖纖維復合建筑材料工程研究中心、江蘇玄武巖纖維復合材料應用研究院、江蘇省優(yōu)秀研究生工作站等。公司與國內多家專業(yè)機構、高校緊密合作，跨專業(yè)跨行業(yè)開展技術創(chuàng)新和產品研發(fā)，承擔省部級科研項目20余項，擁有玄武巖纖維高分合成材料在橋梁纜索防火防護中的應用等一系列技術儲備，持有玄武巖纖維生產工藝、產品及應用技術相關專利30余項。

← 黃埔大橋 (懸索橋)

同時，江蘇天龍還是中國公路學會“玄武巖纖維公路產業(yè)協同創(chuàng)新共同體”的理事長單位，致力于推動玄武巖纖維在公路行業(yè)的產業(yè)化應用及推廣，牽頭行業(yè)產、學、研、用各機構共同開展關鍵技術的研究和凝練，產品標準的制定和宣貫、行業(yè)影響力的打造和提升。

中礦大正 提供大型建構物防護一體化服務

江蘇中礦大正表面工程技術有限公司（以下簡稱“中礦大正”）以中國礦業(yè)大學為依托，致力于大型建構物表面工程領域新技術、新產品的開發(fā)應用和工程施工服務，為客戶提供大型建構物防護一體化服務。

中礦大正主要聚焦路橋領域，同時開展市政工程、礦山工程等領域防護業(yè)務；在業(yè)務類型上，開展技術科研、設計咨詢、工程及養(yǎng)護服務等單項業(yè)務，同時積極拓展大型建筑構造物全壽命防護一體化服務。中礦大正秉承以技術立業(yè)，堅定不移地走高新技術發(fā)展之路，依靠雄厚的技術研發(fā)實力，曾榮獲江蘇省科學技術獎一等獎，浙江省科學技術獎二等獎、湖北省科技進步獎二等獎，交通運輸部李春獎、中國建設工程魯班獎，中國公路學會科學技術獎特等獎等重要獎項數十項。

中礦大正擁有豐富的橋梁防護施工方面的施工經驗和技術儲備，市場遍及國內31個省份，同時中礦大正還積極開拓國外市場項目，先后承建了美國、德國、新西蘭、挪威，以及孟加拉等“一帶一路”沿線國家和地區(qū)的海外橋梁防腐涂裝工程。