中交三公局一公司近日,公司联合中交集团轨道交通分公司、辽宁工程技术大学基于济南地铁项目,共同研发的
“‘站桥合一’高架地铁车站动力响应及智能易损性预测研究”项目顺利通过中国职业安全健康协会科技成果评价。
经专家组严格审定,该研究成果整体达到国际先进水平,为高架地铁车站的抗震安全、智能建造与高效运维提供了关键技术解决方案。
三大核心技术突破,破解行业痛点
“站桥合一”高架地铁车站因结构复杂、施工风险高,长期面临抗震薄弱区识别难、灾后评估慢、施工质控难等行业痛点。项目团队通过跨单位协同攻关,在三大技术领域实现关键突破:
突破一:精准定位抗震薄弱区,结构韧性显著提升
针对车站抗震安全难题,团队创新采用“振动台试验+数值模拟”耦合技术:
构建1:50缩尺振动台模型,模拟El-Centro、Taft及济南本地人工地震波,精准获取地基-结构耦合的加速度、位移等核心数据;
在Abaqus软件中建立含土体与混凝土损伤特性的三维有限元模型,与试验数据对比
峰值误差<10%,确保分析精度; 通过时域、频域分析,成功定位中柱-梁柱节点、站厅层楼板等抗震薄弱区,并提出“增设次梁提刚度”“优化层高打散共振”“浮筑楼板隔振”三大加固策略。
经实际应用验证,车站结构振动强度指数(SVII)从130dB降至108dB,远低于110dB的限值要求,抗震韧性大幅提升。该技术已在
济南地铁8号线清源大街站、石家庄地铁4号线南王站成功落地
,有效降低强震下的灾害风险。
突破二:LSTM智能预测“秒级响应”,灾后评估效率跃升
传统灾后结构评估需7天以上,严重影响地铁运营恢复。团队基于深度学习技术,打造高效预测模型:
收集10组振动台试验与模拟数据,覆盖轨道板、站厅层、框架柱等6处关键测点;
设计多层堆叠LSTM神经网络,融合滑动时间窗与残差连接技术,实现结构时程响应与损伤概率的“双通道输出”;
经1000条PEER地震波验证,模型
单次预测耗时<0.5秒
,峰值加速度预测误差(MSE)仅0.0023,相关性系数(CI)达0.95,易损性曲线与传统分析结果一致性超97%(最大误差<2%)。
目前该模型已集成于“地震响应智能预测系统”,可秒级评估中柱、站厅层在不同地震强度下的损伤概率,将灾后评估周期从7天压缩至1天,按日均客流影响成本5万元计算,单项目可减少损失30万元。
突破三:施工质控双创新,降本提效成果显著
针对桥梁托架焊接检测难、钢-混连接段热裂空鼓等施工痛点,团队研发两项核心技术:
桥梁托架焊接质量快速检测技术:
研发“可调加载+高精度位移传感器”现场装置,结合千斤顶加载与位移测量,实现焊接质量“可视化、响应化”管控。应用后,焊缝一次合格率从60%提升至96%,检测效率提升50%,焊接返修率下降超70%,100条焊缝可减少返修成本17.5万元,缩短施工周期20天。
钢-混连接段温控施工工法:
创新“先浇混凝土后分层分段焊接”工艺,控制焊接层厚10mm、冷却间隔25分钟,结合“高压低流”参数将界面温度严格控制在150℃以内,搭配压模与漏斗补偿装置防止混凝土脱空。该工法使钢-混连接段一次成型率达98%,热裂率从30%降至5%,空鼓率从25%降至2%,单项目可节约修复与材料成本超110万元,施工效率提升20%以上。
截至目前,项目技术已在济南地铁8号线、红星路南延线府河大桥等工程中成功应用,带来显著社会效益:提升了城市基础设施抗震韧性,为地铁乘客与周边居民提供更可靠的安全保障;推动了轨道交通工程“智能化建造与运维”升级,助力智慧城市建设;建立了关键节点施工质量控制标准,减少返工与材料浪费,响应“双碳”目标。
此次成果通过评价,标志着公司在“站桥合一”“桥建融合”类结构技术领域的领先地位。未来,公司将持续推动技术成果转化,进一步拓展至城市桥梁、综合交通枢纽等更多基建领域,以创新技术为城市高质量发展注入更强动力!
点击图片回顾精彩内容公司召开8月月度经济活动分析会
编辑:马一宁 素材来源:科学技术部责任编辑:顾蓉