一、任务来源
该课题项目研究来源于青岛西海岸城市建设集团有限公司自主立项研发项目，开展“沿海城市市政道路、桥梁关键施工技术研究与应用”课题研究。
城市基础设施是保障城市正常运行和健康发展的物质基础，也是实现经济转型的重要支撑、改善民生的重要抓手、防范安全风险的重要保障。“十三五”期间，我国城市基础设施投入力度持续加大，但是城市基础设施领域发展不平衡、不充分问题仍然突出，体系化水平、设施运行效率和效益有待提高，安全韧性不足。在沿海地区，由于气候和地质原因，往往导致市政道路的防水隔离效果不理想，桥梁桥墩的浸泡腐蚀防护效果不理想，桥梁伸缩缝覆盖结构安装效果不理想，市政桥梁泄水装置易堵塞等。这些问题已成为制约沿海城市市政道路、桥梁高质量发展的瓶颈。
为了解决上述问题、提升城市基础设施供给能力，对沿海城市市政道路、桥梁关键施工技术研究与应用展开研究。课题主要研发内容包括：
1.市政道路防水隔离保护结构及施工方法，将雨水排水位置与市政道路路基之间进行多重隔离处理，可保证防水隔离保护效果。
2.桥梁桥墩浸泡腐蚀度防护装置，可保证对桥墩的防护效果，降低桥墩的浸泡腐蚀度。
3.便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置，降低桥梁结构体的生产成本，减少前期工作量，保证固定支撑组件的安装效果，能够对不同型号的覆盖橡胶体进行支撑。
4.易清洁的市政桥梁泄水装置，每次排水后都能够对泄水管道进行自动清理，防止泄水管内侧壁上附着杂质造成堵塞。
二、应用领域和技术原理
沿海城市市政道路、桥梁关键施工技术研究与应用适用于沿海地区的市政道路、桥梁工程。
1.市政道路防水隔离保护结构及施工方法技术原理
通过设置第一支撑套筒、第二支撑套筒、第三支撑套筒、加强架、支撑柱、第一半球形壳、第一支撑条、第二半球形壳和第二支撑条，使得加强架由内而外与市政道路进行结合，材料凝固成型之后，加强架与市政道路的接触结合效果更佳，使得第一支撑套筒更加稳定，可有效避免防水隔离保护结构与市政道路发生分层分裂问题，保证对市政道路的防水隔离保护效果，可对支撑柱和第一支撑套筒外部进行多角度限位支撑，可进一步加强防水隔离保护结构与市政道路的接触结构效果，可进一步避免防水隔离保护结构与市政道路发生分层分裂问题。
通过设置异型导流板、第五开口、第一弧形顶盖和第二弧形顶盖，可对雨水进行导引过滤处理，使得雨水快速进入第三支撑套筒内侧，避免杂物进入第三支撑套筒内部，保证排水的流畅性，结构的支撑强度和稳定性，异型导流板对雨水进行导流处理，可避免雨水停留在异型导流板表面，对雨水导引处理效果更佳，可将雨水快速导引排出，防水隔离保护效果更佳。
2.桥梁桥墩浸泡腐蚀度防护装置技术原理
通过设置外护套、内护套、密封套、预埋架、第一空腔、第二空腔和第三空腔，外护套和内护套配合对桥墩进行多重保护处理，同时对自身进行多重防护处理，可有效避免受损水中钠离子、氯离子、硫酸根离子等的腐蚀作用，延长保护装置的使用寿命，进而提高对桥墩的防护效果，使用过程中，第一空腔、第二空腔、第三空腔和第一柔性球可对桥墩进行第四重隔离缓冲处理，波浪形弹性条、第二柔性球和第三柔性球可对第一空腔、第二空腔和第三空腔内部进
行弹性缓冲处理，有效加强自身的防护效果，避免损伤，保证使用寿命，可保
证对桥墩的防护效果，降低桥墩的浸泡腐蚀度；通过设置第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆、第四支撑杆、第一半球形壳、第五支撑杆和第二半球形壳，可有效扩大预埋架的支撑范围，可有效加强对外护套和内护套的稳定性，安全性能更佳，可对预埋架进行多角度限位支撑处理，可进一步加强预埋架的稳定性，从而进一步加强外护套和内护套的安全性能，使得对桥墩的防护性能更佳。
3.便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置技术原理
使用时将覆盖橡胶体铺在两个桥梁结构体之间，将主支撑柱插入到覆盖橡胶体底端的导向孔中，辅助支撑柱对副高橡胶体进行支撑，对固定支撑组件进行固定安装时，将支撑板顶端的盖板打开，将配套的驱动电机放在支撑板上，驱动电机的输出轴与旋转轴键连接，然后打开驱动电机，驱动电机带动旋转轴正向转动，旋转轴转动时能够带动第一主动齿轮和第二主动齿轮转动，第一主动齿轮转动时能够带动两个第一从动齿轮转动，第一从动齿轮转动时能够带动旋转筒转动，旋转筒转动时能够带动支撑臂和钻头转动，而第二主动齿轮转动时能够带动第二从动齿轮转动，第二从动齿轮转动时能够通过连接轴带动转动齿轮转动，转动齿轮转动时能够使得两侧的齿条在水平方向上移动，齿条移动时能够推动活动塞在空腔内部移动，使得活动塞将空腔内部的液压油通过液压油通道导入到支撑套筒内部的环形腔，使得环形腔内部的液压油增加，环形腔内部的压力增加使得环形塞在环形腔内部移动，环形塞移动时能够带动连接杆在水平方向上移动，连接杆移动时能够带动支撑臂在水平方向移动，支撑臂通过限位滑块和限位滑槽的作用能够跟随旋转筒转动，而连接杆在水平方向上带动支撑臂移动，使得限位滑块在限位滑槽中滑动，而连接杆带动支撑臂移动时，连接杆上的滚珠能够在环形槽中滚动，使得支撑臂跟随旋转筒转动时更加稳定，从而使得支撑臂和钻头边转动边移动，使得钻头和支撑臂钻入到桥梁结构体中进行固定，实现固定支撑组件的固定，从而利用固定支撑组件对覆盖橡胶体进行支撑，安装完成后将驱动电机与旋转轴分离，将盖板盖上即可，防止杂质落入到支撑板上的连接槽中，利用驱动电机对下一个固定支撑组件进行安装即可。
拆卸时，将驱动电机与旋转轴连接后反向转动，使得第一主动齿轮和第二主动齿轮反向转动，从而使得转动齿轮反向转动，使得齿条带动活动塞反向移动，环形腔中的环形塞在压缩弹簧的作用下将液压油推送到空腔中，使得支撑臂和钻头边旋转边向旋转筒的方向移动，使得钻头和支撑臂与桥梁结构体分离，实现固定支撑组件的拆卸。
4.易清洁的市政桥梁泄水装置技术原理
平常时导料浮板在重力作用下位于通槽的底端，而伸缩杆从伸缩套筒中伸出，伸缩套筒从圆柱槽中伸出位于泄水管的底端，下雨时雨水进入到通槽中，然后通过通槽底端的输液管道进入到泄水管中，利用泄水管将雨水排出，由于清理辊位于泄水管的底端影响雨水的排出，使得泄水管的排水效率降低，从而使得通槽内部的雨水量增多，通槽内部的雨水量增多时使得导料浮板在雨水浮力作用下向上升起，从而使得滑动块在滑动块内部移动，滑动块移动时使得收卷齿轮发生转动，收卷齿轮转动时能够使得第二拉绳缠绕，伸缩套筒和伸缩杆在第二拉绳的拉力作用后向上移动，伸缩套筒向上移动时外侧的齿条能够带动齿轮转动，齿轮转动时能够带动第二链轮转动，第二链轮转动时能够通过传动皮带带动第一链轮转动，从而使得第一链轮带动收卷轮转动，收卷轮转动时能够使得第一拉绳传染，伸缩杆在第一拉绳的拉力作用下伸缩到伸缩套筒中，从而使得清理辊在泄水管内部向上移动，使得清理辊移动到输液管道的上方，从而使得泄水管的排水效率增加，导料浮板向移动时能够通过连接杆拉动U型支撑架和活动环在输液管道内部移动，从而使得刮刀紧贴输液管道的内侧壁移动，能够对输液管道进行清理，当雨水较多时通槽内部的水量无法及时排出，使得导料浮板向上移动到一定程度，导料浮板上端的顶杆能够通过凸块带动封堵板向上移动，从而使得封堵板移动到容纳腔中，通槽内部的水能够进入到倾斜管中，然后进入到辅助管中，利用辅助管辅助排水，能够有效提高市政桥梁的排水效率；
下雨后水槽内部的雨水较少时，导料浮板失去雨水浮力作用，在重力作用下向下移动，使得收卷齿轮反向转动对第二拉绳松脱，伸缩套筒失去第二拉绳的拉力作用后向下移动，伸缩套筒向下移动时齿轮反向转动，使得第二链轮、传动皮带和第一链轮反向转动，从而使得收卷轮反向转动使得第一拉绳松脱，第一拉绳松脱后伸缩杆失去第一拉绳的拉力作用后在重力作用下向下移动，从而使得清理辊在泄水管内部向下移动，清理辊在泄水管内部移动时能够对泄水管进行清理，而且导料浮板向下移动时，连接杆带动U型支撑架和活动环倾斜向下移动，活动环向下移动时能够使得刮刀对输液管道的内侧壁进行清理，使得每次排水后都能够对泄水管和输液管道自动清理，不需要人工手动清理，省时省力，能够有效防止泄水管和输液管道的堵塞，导料浮板向下移动后，封堵板在压缩弹簧的作用下堵在倾斜管的端口，能够使得倾斜管闭合。
三、性能指标
1.道路桥梁工程中混凝土箱梁防水层应符合下列规定：
（1）25℃时粘结强度和剪切强度均不应小于1.0 MPa；
（2）0.3 MPa下30 min不得渗水；
（3）25℃表干不应大于4 h，实干不应大于10 h。
2.道路桥梁工程中钢箱梁防水层要符合下列规定：
（1）防腐底漆25℃时粘结强度不小于5.0 MPa；
（2）防水膜25℃拉伸强度不应小于10 MPa；25℃拉伸伸长率不应小于130%；
（3）防水粘结剂干固时间不应大于90 min；
（4）铺装组合体系25℃时粘结强度不小于1.0 MPa。
3.桥梁桥墩结构混凝土最低强度等级应符合下列规定：
（1）预应力混凝土应不低于C45；
（2）钢筋混凝土上部结构（梁、板、塔）不应低于C40；
（3）钢筋混凝土下部结构（桥墩、涵洞）不应低于C35；
（4）钢筋混凝土下部结构（承台、基础）不应低于C30；
（5）素混凝土不应低于C30。
4.高阻尼减震橡胶支承应符合下列规定：
（1）硬度60±5 IRHD；
（2）扯断强度不应小于18 MPa；
（3）扯断伸长率不应小于650 %；
（4）脆性温度不应大于-50 ℃；
（5）压缩永久变形（70 ℃×24 h，压缩率25 %）不应大于60 %。
（6）耐臭氧老化（50 pphm）30 %伸长（40 ℃×96 h）应无龟裂。
5.桥梁泄水装置应符合下列规定：
（1）泄水孔的顶面不宜高于水泥混凝土调平层的顶面，且在泄水孔的边缘宜设渗水盲沟；
（2）泄水管内径不应小于15 cm；
（3）泄水管应合理设置位置，使排水不会冲刷墩台的基础。
四、与国内同类技术比较
1.市政道路防水隔离保护结构
沿海地区气候湿润，雨量较多。沿海城市的市政道路上都需要设置防水隔离保护结构，以便提升防水隔离性能，延长使用寿命。但现有的沿海城市市政道路与防水隔离保护结构的结合效果不佳，使用一段时间之后容易发生分层分裂问题，降低对市政道路的防水隔离保护效果。通过研发一种沿海城市市政道路防水隔离保护结构及施工方法，将雨水排水位置与市政道路路基之间进行多重隔离处理，可保证防水隔离保护效果。
2.桥梁桥墩浸泡腐蚀度防护装置
桥墩位于桥梁的中间部位，在沿海地区，水中含有大量的腐蚀性离子，如钠离子、氯离子、硫酸根离子等。它们作用于混凝土结构上，会使得表面的混凝土发生劣化。水中硫酸盐甚至会在混凝土内产生结晶，晶体生长将混凝土胀裂，使得钢筋暴露在外。钢材本身又非常容易锈蚀，一旦失去了混凝土的保护，带有离子和溶解氧的水就会使钢筋迅速腐蚀甚至断裂，到这时，整个桥墩结构也就坏掉了。现有的桥墩浸泡腐蚀度防护装置，自身的防护效果不佳，容易产生损伤，进而缩短使用寿命，降低对桥墩的防护效果。通过研发一种基于市政桥梁桥墩的浸泡腐蚀度防护装置，可保证对桥墩的防护效果，降低桥墩的浸泡腐蚀度。
3.便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置
桥梁上部的桥跨结构路面上往往设置有伸缩缝，伸缩缝使用弹性物体填塞或覆盖。现有的桥梁伸缩缝覆盖结构安装时需要对路面的基体进行表面切割等再处理，以便安装弹性材料，或者在桥梁结构中设置预埋件，通过预埋件对弹性材料进行安装，具有易损坏路面基体、不方便安装、安装效果不足等缺点。通过研发便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置，降低桥梁结构体的生产成本，减少前期工作量，而且不需要在桥梁结构体上切割处理，直接利用钻头在桥梁结构体上钻孔固定，保证固定支撑组件的安装效果，能够对不同型号的覆盖橡胶体进行支撑。
4.易清洁的市政桥梁泄水装置
市政桥梁桥面的雨水，经泄水装置的篦子排入排水管再经过桥梁排水系统排走。现有技术中，泄水装置的堵塞是十分普遍的问题，杂质容易附着于预埋管的管壁中，日积月累产生堵塞，降低排水能力。故在汛期来临前，需要对已经被堵塞的泄水装置进行集中清理，而人工清理泄水装置费时费力。通过研发易清洁的市政桥梁泄水装置，每次排水后都能够对泄水管道进行自动清理，防止泄水管内侧壁上附着杂质造成堵塞，结构简单，操作方便，不需要人们手动清理。
五、成果创新性、先进性
1.市政道路防水隔离保护结构
本成果研发了一种沿海城市市政道路防水隔离保护结构及施工方法，包括第一支撑套筒、第二支撑套筒、第三支撑套筒、加强架、支撑柱、第一半球形壳、第一支撑条、第二半球形壳和第二支撑条。本成果使得加强架由内而外与市政道路进行结合，材料凝固成型之后，加强架与市政道路的接触结合效果更佳，使得第一支撑套筒更加稳定，可有效避免防水隔离保护结构与市政道路发生分层分裂问题，保证对市政道路的防水隔离保护效果，可对支撑柱和第一支撑套筒外部进行多角度限位支撑，可保证排水的流畅性，结构的支撑强度和稳定性，可将雨水快速导引排出，防水隔离保护效果更佳。
2.桥梁桥墩浸泡腐蚀度防护装置
本成果研发了一种基于市政桥梁桥墩的浸泡腐蚀度防护装置，包括外护套、内护套、密封套、预埋架、第一空腔、第二空腔和第三空腔。本发明中外护套和内护套配合对桥墩进行多重保护处理，同时对自身进行多重防护处理，可有效避免受损水中钠离子、氯离子、硫酸根离子等的腐蚀作用，延长保护装置的使用寿命，进而提高对桥墩的防护效果，可对第一空腔、第二空腔和第三空腔内部进行弹性缓冲处理，有效加强自身的防护效果，避免损伤，保证使用寿命，保证对桥墩的防护效果，降低桥墩的浸泡腐蚀度，有效扩大预埋架的支撑范围，对预埋架进行多角度限位支撑处理，有效加强对外护套和内护套的稳定性，安全性能更佳。
3.便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置
本成果研发了一种便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置，包括两个桥梁结构体，两个桥梁结构体之间设置有覆盖橡胶体，覆盖橡胶体的底端设置有安装槽，安装槽的内部设置有两个主支撑柱，主支撑柱的外侧壁上设置有辅助支撑柱，主支撑柱的底端设置有固定支撑组件。本研发不需要在桥梁结构体内部设置预留件，降低桥梁结构体的生产成本，减少前期工作量，而且不需要在桥梁结构体上切割处理，直接利用钻头在桥梁结构体上钻孔固定，保证固定支撑组件的安装效果，能够对不同型号的覆盖橡胶体进行支撑，覆盖橡胶体安装时利用一个驱动电机能够实现所有固定支撑组件的安装，能够有效提高驱动电机的使用寿命。
4.易清洁的市政桥梁泄水装置
本成果研发了一种易清洁的市政桥梁泄水装置，具体涉及市政桥梁领域，包括桥梁本体，桥梁本体的上端设置有篦子，桥梁本体内部位于篦子的通槽，通槽的底端两侧均设置有输液管道，输液管道远离通槽的一端连接有泄水管，泄水管的上端设置有清理机构。本研发每次排水后都能够对泄水管道进行自动清理，防止泄水管内侧壁上附着杂质造成泄水管的堵塞，结构简单，操作方便，不需要人们手动清理，省时省力，利用辅助管进行泄水，能够防止雨水较多时桥梁上的雨水无法及时排出，造成雨水的堆积。
六、作用意义
该项目的研究解决了以下问题，具有显著的经济和社会效益：
1.沿海地区雨量较多，对道路防水隔离保护要求高。通过研发一种沿海城市市政道路防水隔离保护结构及施工方法，将雨水排水位置与市政道路路基之间进行多重隔离处理，可保证防水隔离保护效果。
2.部分桥墩浸泡在海区，含盐量高，必须考虑桥墩的耐泡、防腐。通过研发一种基于市政桥梁桥墩的浸泡腐蚀度防护装置，可保证对桥墩的防护效果，
降低桥墩的浸泡腐蚀度。
3.风河快速路是青岛西站与中央活力区的主要连接道路，与南北向的5条主干道相交，项目新建地道、桥梁较多。通过研发便于安装的市政桥梁伸缩缝覆盖装置，缩短工期，提前通车。
4.沿海地区雨量较多，桥梁泄水装置需要保持畅通，防止雨水堆积。通过研发易清洁的市政桥梁泄水装置，每次排水后都能够对泄水管道进行自动清理，防止泄水管内侧壁上附着杂质造成堵塞，结构简单，操作方便，不需要人们手动清理。

沿海城市市政道路、桥梁关键施工技术具有良好的市政道路路基防水隔离保护，降低市政桥梁桥墩的浸泡腐蚀度，自动清理泄水管道等效果，适用于国内外沿海地区、降水丰富地区的市政道路、桥梁工程，适用性强、应用范围广，可以有力促进市政道路桥梁高质量发展。同时，可以提高工程质量，缩短建设工期，具有极强的市场推广价值。