轨道交通施工机械安全关键技术研究与应用

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1、轨道交通施工机械安全关键技术研究与应用一、项目简介本成果属于交通科学技术领域，涉及轨道交通特别是高铁大型施工机械的安全分析设计、安全监测诊断与安全施工控制等关键技术及应用，研究得到国家自然科学基金委、原铁道部、河北省等单位科研课题的资助。架桥机、无砟轨道浇筑机等大型施工机械具有低速、重载、大功率、大吨位的特点，施工工艺复杂、工作环境多变，极易发生安全事故。本成果针对大型施工机械，提出了安全分析方法，构建了安全监测诊断体系，开发了安全监测系统，提出了大型施工机械安全施工控制技术，在架桥机、浇筑机等高铁施工机械中成功应用，保障了高铁的施工安全。研究成果还进一步推广应用

2、到地铁盾构机的安全施工，完善了大型施工机械的安全技术体系。主要创新性成果包括：1、首次提出了施工工艺驱动的三维安全分析方法，利用该方法对高铁架桥机、无砟轨道浇筑机和地铁盾构机等大型施工机械进行了安全分析设计，完善了大型施工机械安全分析设计技术体系。2、提出了安全因子的概念，建立了基于“安全因子集”的安全诊断指标体系，构建了大型施工机械安全监测技术体系，开发了安全监测系统，在架桥机、浇筑机、盾构机等大型施工机械中推广应用，保障了其安全作业。3、10针对架桥机和盾构机安全施工，提出了特殊施工条件下的安全施工关键技术，解决了架桥机不同跨度连续架梁、隧道内外连续架梁及小曲

3、率半径架梁的难题，解决了地质条件多变、地表建筑物密集等复杂条件下，盾构机掘进参数动态优化、盾构土仓压力控制等安全施工控制技术难题。制定了大型施工机械安全施工规范，保障了高铁和地铁的机械化安全施工。成果形成国家标准1项、企业标准5项、发明专利1项、安全施工工法9项。研究成果在武广、京沪、京津、郑西、京石、沪昆、津保、大西等高铁架梁和武广高铁无砟轨道浇筑，以及北京、无锡、福州等地铁盾构施工中得到成功应用，保障了施工安全，产生了巨大的经济和社会效益。研究成果形成3项国家标准、5项企业标准、9项施工工法，获发明专利8项、实用新型专利23项、软件著作权4项，发表相关研究论文

4、111篇，其中SCI、EI检索59篇。二、主要完成人及其贡献1、杨绍普（石家庄铁道大学），排名第1，教授，副校长。制定了总体研究框架，提出了大型施工机械三维安全分析和基于“安全因子集”的大型施工机械安全诊断方法，参与制定了安全施工工法，工作主要体现在创新点1、创新点2与创新点3。发表了与该项研究相关的26篇论文和1项发明专利。投入该项目的工作量占本人工作量的60%。曾获国家科技奖励情况：“工程结构的振动控制与故障诊断研究及应用”获2003年度国家科技进步二等奖，排名第1位。2、纪尊众（中铁十三局集团有限公司），排名第2，教授级高工，总工程师。10研究了轨道交通大型

5、施工机械在复杂施工环境和作业条件下的安全施工问题，解决了软硬交替地层、长距离硬岩、局部地表建筑物密集等施工环境下盾构掘进的技术难题，负责架桥机的工业性试验，工作主要体现在创新点1和创新点3。投入该项目的工作量占本人工作量的60%。曾获国家科技奖励情况：2010年国家科技进步二等奖，排名第5位。3、郭文武（石家庄铁道大学），排名第3，教授，院长。负责轨道交通大型施工机械的安全设计以及现场测试工作，设计了系列高铁架桥机和无砟轨道浇筑机。工作主要体现在创新点1和创新点3，获发明专利1项，发表论文10篇，参编著作3部。投入该项目的工作量占本人工作量的60%。曾获国家科技奖

6、励情况：“工程结构的振动控制与故障诊断研究及应用”获2003年国家科技进步二等奖，排名第7位。4、潘存治（石家庄铁道大学），排名第4，教授，副院长。开发了大型施工机械安全监测系统，研究了基于“安全因子集”的结构安全因子子集的构造及算法，负责安全监测系统硬件的现场安装、调试与试验。工作主要体现在创新点2和创新点3，发表论文11篇。投入该项目的工作量占本人工作量的60%。曾获国家科技奖励情况：2003年国家科技进步二等奖，排名第9位。5、王金祥（秦皇岛天业通联重工股份有限公司），排名第5，教授级高工，总工程师。负责轨道交通施工机械的研制，研究了施工工艺驱动的大型施工机

7、械的三维安全分析方法，组织实施了架桥机型式试验及现场安全监测实验。参与制定国家标准1项，获发明专利2项、实用新型专利5项，发表相关论文9篇，工作主要体现在创新点1和创新点3。投入该项目的工作量占本人工作量的50%。曾获国家科技奖励情况：102010年国家科技进步奖二等奖，排名第7位。6、郭京波（石家庄铁道大学），排名第6，教授。负责该项目中大型施工机械安全分析及监测应用研究，针对地铁盾构施工工艺，完成了盾构安全分析、安全设计及监测工作，保证了该项目创新点1和创新点3的实现。获得国家发明专利2项、实用新型专利9项，发表论文10篇。投入该项目的工作量占本人工作量的40

8、%。7、邢