
深中通道“智慧梁場”
橋梁結構健康與安全國家重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)依托中鐵大橋局集團有限公司建設,是科技部批準建設的企業國家重點實驗室之一,是橋梁結構健康與安全領域國家級公共研究平臺,主要開展橋梁設計、建造、檢測監測與管養、功能恢復與提升、高速鐵路橋梁安全運營及橋梁結構動力安全控制等方面的基礎理論研究及應用技術研究工作。
實驗室結合國家重大橋梁工程項目實踐,與國內外相關企業、高校和科研院所合作,開展橋梁結構健康與安全應用基礎領域的前沿技術、共性技術、關鍵技術研究和裝備研發,形成具有自主知識產權的橋梁健康與安全成套關鍵技術,提升產業自主創新能力和核心競爭力,不僅為國家橋梁健康與安全產業提供強有力的技術支撐和服務,推動橋梁行業可持續性發展,也開創了很多中國第一、世界之最,推動我國向著世界建橋強國目標大步邁進。
實驗室成立于2015年9月30日,迄今已走過7年多的風雨歷程。經過多年發展,通過在不同領域的持續發力,實驗室的研究成果實現了“多點開花”。
2020年7月1日,世界首座跨徑超千米的公鐵兩用斜拉橋——滬蘇通長江公鐵大橋通車。2021年7月1日,世界首座高速鐵路懸索橋——五峰山長江大橋全線通車。為了助力兩座超級工程的建設,基于高速鐵路大跨度橋梁本質安全建造需求,實驗室持續開展設計理論與方法研究,創新結構形式,促進橋梁跨越能力不斷超越。
2018年5月15日和2019年11月20日,浩吉鐵路荊州公鐵兩用長江大橋與滬蘇通長江公鐵大橋分別完成超高性能混凝土組合橋面鋪裝施工,這是世界上首次將超高性能混凝土組合橋面技術應用于鐵路橋梁和高速鐵路橋梁。據了解,超高性能混凝土不僅強度高、耐久性強,同時還具有低收縮、免蒸養等特點,徹底解決了正交異性鋼橋面疲勞開裂這一世界性難題,而超高性能混凝土正是實驗室的研究成果。
除了新材料,實驗室在振動控制方面也取得了突破。滬蘇通長江公鐵大橋全橋共有432根斜拉索,總重達83.5噸,最長拉索有576米,傳統阻尼器已無法滿足需求。為此,實驗室研發了“新一代斜拉索擺式杠桿質量電渦流阻尼器”,確保了橋梁運營期間的安全穩定。
在智慧工地方面,實驗室也有一系列研究成果。以集“橋、島、隧、水下互通”于一體的跨海集群工程——深中通道為例,正在建設中的深中通道混凝土箱梁種類多、噸位重、技術難度大、質量要求高。為此,項目的全線箱梁均通過“智慧梁場”生產,整個梁的生產過程都數字化,從進料到鋼筋加工、出梁、吊裝移動全程可追蹤,代表了中國橋梁智能化建設的發展方向。
作為橋梁行業的高端公共研究平臺,實驗室對橋梁行業的創新發展作出了突出貢獻。比如,其引領了大跨度橋梁安全建造技術的發展,引領了橋梁高新材料的研發與應用,促進了橋梁健康檢測監測技術的升級,推動了橋梁結構性能提升技術的創新;比如,牽頭(或參與)研制起草國際標準、國家標準、行業標準、企業標準,并申請各類知識產權專利數百項,助力中國從橋梁大國走向橋梁強國。
實驗室的不少研究項目還成功進行了成果轉化,產生良好的經濟效益。高速鐵路大跨度橋梁建造技術、超高性能混凝土應用技術、橋梁結構阻尼減震抑振技術、橋梁智慧管養技術等在市場上得以推廣應用。依據在振動控制領域的研究成果生產的斜拉索減震器、抗震阻尼器,在國內大跨度橋梁中的應用占比約70%。
多年來,實驗室已經取得國家級科技獎4項、省部級科技獎50余項,相關科技成果應用于數十項國內外超級工程和數千座中小橋梁,一條條彩虹凌空飛渡,天塹從此變通途。

滬蘇通長江公鐵大橋
亮眼成績的背后是一支優秀的人才隊伍。實驗室自建立以來,在各方支持下,形成了完善的梯隊:匯集了包括中鐵大橋局和中鐵大橋院內的副總工程師及以上級別的專家;實驗室“學術委員會”由國內橋梁建造領域的院士、橋梁設計大師及高校教授等人員組成。此外,實驗室還不斷從高校引進碩士和博士研究生,充實人才隊伍。
留住人才、善待人才,需要科學的培養方式、優渥的成長環境。為此,實驗室不斷承接高水平的研究課題,給人才提供“用武之地”;充分利用2個博士后科研工作站,為高水平人才提供廣闊的施展舞臺;每年還與西南交通大學、同濟大學等工程類專業強校開展聯絡交流,并舉辦和參加重要的橋梁行業學術會議,為人才打造自由的學術氛圍。
在各種努力下,實驗室在人才培養方面收獲了多項成果。如今,已培養了全國工程勘察設計大師、國際橋梁大會約翰·羅布林終身成就獎獲得者、享受國務院政府特殊津貼專家、茅以升橋梁大獎獲得者、茅以升橋梁青年獎獲得者、中國青年科技獎獲得者等多位優秀科技人才。
試驗平臺是除了人才之外,實驗室另一項寶貴資產。目前,實驗室擁有功能完備、技術先進的“四平臺一中心”裝備集群,包括橋梁結構多功能疲勞試驗平臺、橋梁結構動力安全控制試驗平臺、橋梁結構智能檢測及損傷識別試驗平臺、橋梁結構新材料研發平臺,以及橋梁健康與安全大數據中心。立足現有領域,實驗室還將擴充到關于橋梁的風洞、地震、水文等方面的研究平臺。
時代的發展向實驗室提出了更多橋梁建造領域的重大難題。未來,堅守初心,面向最具前瞻性和最前沿的領域研究,為行業探索最新的技術,為中國橋梁發展作出更大貢獻,是實驗室全體同仁的使命所在。