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2019 10-06

长安大学两项技术助力北京大兴国际机场建设

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  原标题:“凤凰展翅”背后的西安力量长安大学两项技术助力大兴国际机场建设“空中俯瞰,就像是一只展翅欲飞的凤凰。”9月25日,目

  “空中俯瞰,就像是一只展翅欲飞的凤凰。”9月25日,目前全球建设规模最大的北京大兴国际机场顺利投入运营;由于技术难度大,它也被称为世界奇迹,充分展现了中国工程建筑的雄厚实力。建设者们立足自主创新,开发应用多项新专利、新技术、新工艺、新工法,建设指标达到世界一流。 其中,长安大学公路学院游庆龙副教授团队和魏进副教授团队研发的相关技术成功应用其中,助力“金凤凰”展翅高飞。

  水泥混凝土道面在我国新建机场中占据主导地位,90%以上新建机场选用水泥混凝土道面,水泥混凝土道面质量的好坏对机场领域的发展和总体布局起到至关重要的作用,对机场安全、运营产生深远影响。

  一直以来,机场道面水泥混凝土道面材料在抗裂性能、耐久性方面的研究始终无法得到显著的突破与长足的进展。机场建设过程中的开裂现象导致在飞机起降巨大冲击荷载下机场道面整体结构破坏,造成机场道面失效,大幅降低机场道面的运行安全性,是现阶段我国民航机场面临的一大技术难题。

  基于此,长安大学公路学院副教授游庆龙团队,和相关单位联合致力“高耐久高抗裂水泥混凝土机场道面新材料关键技术研究”,承担了其中的“水泥混凝土机场道面抗疲劳性能研究和高性能机场道面混凝土寿命周期预测及评价体系”研究。

  接到该项目任务后,长安大学游庆龙研究团队积极组织科研人员,大量调研国内外的相关研究成果,组织国内相关专家进行咨询和研讨,制定出了详细的研究方案,并且将在北京新机场施工现场浇筑的近2吨重的养护水泥混凝土小梁试件运至长安大学进行室内试验。 该研究团队采用精密的仪器设备MTS进行疲劳加载设备,在试件表面贴上应变片,准确监测反复荷载作用下试件的疲劳损伤行为,同时采用数字散斑设备,通过数字图像技术,实时全过程监控在反复荷载作用下,水泥混凝土小梁的疲劳开裂过程。该研究团队进行不同类型纤维水泥混凝土的疲劳性能试验,得出预估机场水泥混凝土道面结构使用寿命的方法,进而为制定科学的养护计划提供理论基础。

  北京新机场高速公路地下综合管廊项目,是北京市城市综合管廊规划网的重要组成部分,主要为北京大兴机场及北京南部地区提供能源供给保障。项目首次使用共构结构,上部为高速公路,中层为连接大兴国际机场的轨道交通新机场线,底部为地下综合管廊。

  原设计机场管廊共构段为2+1舱,其中两舱段沿共构桥桩基承台之间敷设,单舱设置于共构桥外侧,后由于规划将燃气舱调整为电舱。为减少占地范围,且便于后期运营,将2+1舱中独立的燃气舱合并至2舱段,管廊整体调整为3舱结构,于共构桥桩基承台之间敷设,使得桩基与基坑的距离小与安全距离2.5D(D为桩径)。近距离的管廊基坑开挖,势必会对邻近共构桥梁的基础产生影响,进而影响桥上的高速车道和轨道交通的正常使用,甚至引起安全事故。因此,必须要在基坑开挖时对共构桥梁进行监测,研究影响程度及对应的治理措施。

  长安大学魏进副教授团队进行多次实地考察后,从3个方面着手研究。一是在管廊基坑开挖期间,利用无线传输设备对共构桥梁进行稳定性监测,并进行预警设置,保障施工安全。二是研究管廊基坑开挖对桥梁基础的水平向和竖向影响,及其影响规律。三是进行桩周土加固试验及研究。施工期间,顶着凛冽的寒风和刺骨的寒意,课题组成员穿上两件羽绒服却要光着手、踩着梯子安装监测仪器,因为安装和调节静力水准仪工序比较精密,不能戴手套操作。

  经过大家的努力,轨道交通新机场线和地下综合管廊现在均已成功运营。该课题组也依托该工程,申请了2个实用新型发明、发表1篇论文,科研成果还在不断产生中。

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