【成果发布】2021桥隧产业技术及产品科技创新成果（第四期）

　　

　　为助力桥梁科技持续创新，推进数字化、智能化在桥梁和交通领域内的应用，提升桥梁行业的核心竞争力，《桥梁》杂志社定于12月12-14日(12日报到)，在重庆召开“2021桥隧发展科技创新大会”。其中，12月14日上午将举办“2021桥隧产业技术及产品科技创新成果发布会暨2020 - 2021交通运输重大科技创新成果库入库成果发布”活动。届时将有来自全国交通主管部门、设计、施工、设备、材料等领域的领导和专家齐聚盛会，共筑桥隧强国梦！

　　本届成果发布会共遴选出22项创新技术以及6项交通运输部重大科技成果库入库成果及专著（2020-2021）进行发布。本周我们将推出六项“2021桥隧产业技术及产品科技创新成果发布会”中的相关入围技术及产品，期待您的关注和反馈～PS：展示顺序根据申报文件提交先后次序排列。

　　值得一提的是，今年，“2021桥隧发展科技创新大会及桥隧创新成果展”的展区将按照不同的主题进行区域划分，更细致直观的展示参展商的产品及技术。参展企业将从人工智能及大数据应用、云平台、智能建造及新型系统、装备、材料、方案等方面全产业链展示中国桥隧创新技术成果。我们也将在下文中为您标注入围本次创新大赛的企业所在展位，一起来看看吧~

　　/

　　1

　　/

　　工程脉搏智慧监测云平台

　　技术基本信息

　　立项背景

　　改革开放四十年来，我国的桥梁建设事业如火如荼，桥梁基数越来越大，但在重视新建的同时，后期养护管理相对薄弱，随着自然风化以及环境污染的日益加重，造成桥梁衰老加快，寿命缩短。另外，交通量与日俱增，超重车的出现加重了桥梁的负荷，也加快了桥梁损坏。我国桥梁的总体现状是病桥数量偏多、总体病害多，除少数重要桥梁外，大量的桥梁在过去一段时间里处管养不足的状态，不少桥梁的健康状况堪忧。到2025年，我国桥梁服役期限达到30年的将占到桥梁总数的20.4%，到2044年这一数据占比将高达62.7%，这一串数字表明我国桥梁老龄化现象已加速到来。桥梁工作重心正由“建养并重”向“管养为主”转变。而为解决桥梁老龄化问题，建立桥梁管养系统和健康监测系统势在必行。

　　研发思路

　　为桥梁结构健康监测提供系统性支持，通过海量采集、分析对桥梁结构状况进行评估，为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号，为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导。通过在桥梁不同结构位置布设不同类型的传感器设备及采集设备，通过物联网或3G/4G/5G网络，采用多种安全协议及传输方式传输数据，对采集的数据进行快速存储、实时过滤、高效分析、复杂统计和友好展示。

　　创新点

　　1、云平台数据采集兼容性极强

　　(1)、制定数据接入规范，建立数据接入渠道，兼容不同厂商不同类型的采集设备。

　　(2)、新设备接入平台只需提供数据解析规则，即可实现数据采集功能。

　　(3)、瞬间实现将采集到的数据分发至指定解析系统进行数据解析。

　　(4)、根据一定的规则清洗数据，判断是否存在异常数据，如存在则进行再次采集确认；正确的数据则根据不同阶段的定义公式进行计算处理，形成最终的原始数据库。

　　2、云平台支持多种算法进行数据降噪处理。

　　3、云平台具备强大的设备感知能力

　　(1)、能实现设备状态预警

　　(2)、远程急速处理设备信息录入工作

　　(3)、快速查找附近设备

　　4、平台支持多种告警模式

　　初次预警后可立即启动加密采集策略，获得更多的现场数据以供专业人员进行数据分析，为决策提供判断依据。同时可以可多渠道推送告警信息，快速定位问题并分级闭环处理。

　　5、实时模态频谱分析

　　6、北斗数据解算处理

　　7、数据可视化，可提供轻量化BIM模型展示、二维结构图展示

　　8、数据大屏编辑器

　　所属企业展示

　　该企业所在展区及展位号

　　创新展区-C3

　　

　　上图为右侧标注红框区域的放大图

　　绿色为该企业所在展位

　　

　　/

　　2

　　/

　　石墨烯重防腐环保配套涂层应用技术

　　技术基本信息

　　作为钢结构桥梁工程的重要组成部分，涂装工程所涉及到的产品种类和涂装技术正在突飞猛进的发展，其中涂料产品发展紧跟国家低碳环保、高质量发展的方向。

　　本项目是基于前沿材料石墨烯研发的石墨烯防腐涂料和环保材料水性聚氨酯涂料的配套涂层应用于桥梁钢结构的防腐涂装上，对桥梁的防护效果和免维护年限达到甚至超过传统配套涂层。

　　创新点

　　1、石墨烯防腐涂料一层涂装即可达到JT/T722-2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》中推荐的传统防腐涂料环氧富锌底漆加上云铁中间漆两层涂装的防腐效果。单层涂层（干膜厚度80um）耐中性盐雾性能可达3000h左右，大幅度超越环氧富锌底漆（80%锌粉含量）的行业标准HG/T3668-2020《富锌底漆》中耐中性盐雾600h的要求；

　　2、石墨烯防腐涂料对基材处理要求不高，只需要处理到Sa1.0级，漆膜即可拥有优异的附着力，不需要像传统防腐涂料对基材要求必须处理到Sa2.5级， 可以省略很大部分前处理工序，如喷砂抛丸等；

　　3、石墨烯防腐底漆与水性聚氨酯面漆配套使用于钢结构涂装上，漆膜既拥有良好的防腐性能和基材附着力，又拥有优异的紫外线屏蔽效果，涂膜使用寿命延长，同时极大限度降低施工过程中的VOC排放，实现低碳涂装。

　　所属企业展示

　　该企业所在展区及展位号

　　创新展区-C2

　　

　　上图为右侧标注红框区域的放大图

　　绿色为该企业所在展位

　　

　　/

　　3

　　/

　　公路中小跨径钢板组合梁桥成套技术

　　技术基本信息

　　钢板组合梁桥充分利用混凝土受压与钢材受拉性能，由钢主梁、钢横梁与桥面板组成，具有构造简单、材料节省、工厂化制造等优点；同时钢梁受压翼缘受到混凝土桥面板的约束，提高结构的整体稳定性。安徽省公路钢板组合梁桥基于“工业化建造”理念，从预制、运输、施工与运营全过程进行技术研发与工程实践，对结构体系、设计与计算方法、钢梁构造、施工技术、结构耐久性提升与运营检测进行全链条技术研究。

　　创新点

　　1. 提出了适宜工业化建造的双主梁钢板组合梁结构原型，研发了全宽预制桥面板及O型钢筋混凝土湿接缝，发明了双主梁钢板组合梁的成套结构。

　　2. 在国内首次提出“少主梁、少加劲、厚腹板、小横梁”的设计原则。对主梁高度、腹板厚度、横梁间距、翼缘宽度等设计参数进行比系统研究，实现最优结构设计。

　　3. 针对钢板组合梁进行车桥耦合振动、行车舒适性及控制技术研究，进行车桥耦合振动数值模拟与实测测试，提出基于动力特性的结构体系与构造设计原则。

　　4. 研发了双主梁钢板组合梁桥梁、板一体化架设装备及施工工艺，形成了预制混凝土桥面板工厂化生产工艺。

　　安徽省针对中小跨径钢板组合梁桥已经研发与应用了4种类型：Ⅰ型（支撑横梁体系、分块预制桥面板）、Ⅱ型（非支撑横梁体系、全宽预制桥面板）、Ⅲ型叠合现浇桥面板）、Ⅳ型（简支钢板组合梁、桥面连续）。系列成果先后获得安徽省科技进步奖、公路学会、交通运输协会等多个奖项。

　　所属企业展示

　　该企业所在展区及展位号

　　创新展区-C11

　　

　　上图为右侧标注红框区域的放大图

　　绿色为该企业所在展位

　　

　　/

　　4

　　/

　　无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板成套施工技术

　　技术基本信息

　　立项背景

　　近年来，国内外研究学者利用UHPC超高性能混凝土的性能优势，创造性地提出钢-UHPC组合结构桥梁，该结构以高强钢材良好的受拉性能、UHPC 轻质高强的受压性能、良好的抗裂性能备受青睐，可充分利用材料各自的受力优势，钢混组合结构自重大大降低，响应国家绿色、节约发展理念的同时，代表并引领了未来大跨度桥梁建设的发展方向。

　　本项目采用的无粗骨料UHPC钢混组合梁预制桥面板在国内尚属首次，厚度仅17cm，单块尺寸高达12m×9.075m，无论是配合比设计还是施工工艺均不同于以往工程，施工技术难度大。

　　总体研发思路

　　项目调研范围、深度

　　UHPC混凝土基本性状、目前国内运用情况、部位及作用、预制桥面板运用情况（场站及工装设计、施工工艺存在的问题及措施）、无粗骨料UHPC桥面板工艺要求及特性。

　　技术路线

　　

　　创新点

　　结构设计方面

　　（1）纵向湿接缝创新性采用“楔形”槽结构设计，无外漏钢筋，通过“楔形”槽自锚固连接及UHPC的高强锚固性能，减少了现场钢筋连接量。

　　（2）横向湿接缝设置“燕尾榫”构造，加强了与桥面板的连接。

　　生产线及工装设计方面

　　合理设计和建设了预制生产线，实现了UHPC桥面板流水化、自动化生产。通过对模具系统优化设计，实现了模具带板横向及纵向自动化滑移；通过采用自动化、智能化的UHPC摊铺整平一体机，实现自动化、智能化的布料、复振及整平、覆盖保水膜；通过采用全封闭智能数控蒸汽养生房，实现了养护温度及湿度的自动化、数据化管控。

　　施工工艺方面

　　通过基础齿块模板和互换块的模板设计，满足不同节段体内纵向预应力齿块浇筑。通过对钢筋提前施加张紧力，提升了钢筋保护层合格率。由于无粗骨料UHPC混凝土具有自流平、自密实的特点，为减少混凝土自身收缩的影响，对桥面板进行“20℃标养+90±1℃高温蒸养”。

　　所属企业展示

　　/

　　5

　　/

　　固结扩盘桩技术

　　技术基本信息

　　随着近几年桥梁的发展，其跨度、荷载越来越大，对刚度的要求也越来越高，超长桩、大直径桩基础越来越普遍，各种桩型均面临新的问题，桩基础不能无限度地加长、加粗：一方面长桩、超长装的施工风险巨大、质量难以保证；另一方面超长桩桩身的压缩变形大，已不能按刚性桩设计，且自重非常大，对承载力的损耗越来越明显。随着桩身扩盘技术在桥梁桩基础中的应用，其对于提高桩顶承载力、缩短桩长起到了明显的作用，但是常规桩身扩盘工艺存在着盘腔易塌孔的风险和技术缺陷，加之伴随盘腔成形工艺而出现的缩径、扩孔率小等问题，使得扩盘类桩基础技术近三十年来一直无法取得技术进步并规模化应用。

　　固结扩盘桩技术融合了桩体扩盘工艺和复合地基处理工艺，开创性地将桩体变径扩盘技术与复合地基处理的RJP/MJS技术有机地融合为一体，其核心技术是将桥梁桩基础中预先在预设盘体位置周边用RJP/MJS制作水泥土复合固结体，养护至一定强度后再进行桩基施工并且在水泥土复合固结体内进行变径扩盘，形成突出于桩身的盘体，盘体嵌于复合固结体内并与复合固结体融为一体的复合桩结构，既充分利用并提高了土体的抗压能力，又彻底地杜绝了传统扩盘类桩基础存在的盘腔易塌孔的风险和技术缺陷。固结扩盘桩技术一方面改变了桩基础设在天然地基上的行业传统，另一方面改变了摩擦桩的常规受力方式，为桩基础领域的重大技术革新。

　　所属企业展示

　　

　　该企业所在展区及展位号

　　创新展区-C8

　　

　　上图为右侧标注红框区域的放大图

　　绿色为该企业所在展位

　　

　　/

　　6

　　/

　　《经天路图》公路工程BIM辅助设计软件

　　技术基本信息

　　随着BIM+GIS技术在交通运输工程中的发展和应用，行业对在全生命周期中运用的工业软件的要求愈来愈高，软件运用诸如在勘察设计阶段数据高精度，规模大体量，加载高效率等方面成为考验。目前，由于国内公司开发的软件应用尚不成熟，该领域内的软件市场完全被国外占领，国内公司无法掌握其底层核心技术。在此背景下，我公司联合中科图新研发了基于国产三维GIS系统的公路工程BIM公路辅助设计国产软件《经天路图》，旨在实现交通运输工程快速三维建模、打通工程项目不同阶段全专业数据流转、打造符合公路行业设计生产需求的三维辅助设计系统。

　　“经天路图”创新点主要体现在如下几个方面：1.突破国外软件垄断，“经天路图”以国产平台作为底层，技术完全自主可控；2.支持多种格式设计数据，无需单独转换，可实现快速加载各类在线地图资源、航测数据、倾斜摄影模型及矢量设计数据；3.软件轻量化，可实现大体量航测数据加载，建立索引金字塔，实现TB级航测地形影像接入延迟时间小于5秒；4.符合公路设计实际需求，可实现公路设计数据快速表达，一键完成设计数据的自动BIM建模，在具备极致的用户体验下包含平纵设计、桥梁布跨、项目会审、外业调查等多个功能模块。

　　

　　所属企业展示

　　该企业所在展区及展位号

　　创新展区-T17

　　

　　上图为右侧标注红框区域的放大图

　　绿色为该企业所在展位

　　

　　专家寄语

　　（以下专家寄语均为本届创新成果发布会的首轮专家评审意见）

　　向上滑动阅览

　　中铁第四勘察设计院（集团）有限公司 文望青

　　参赛类别基本涵盖了桥梁的需求，同行业竞争必不可少。希望做出更多差异化服务，用做大做强自己的核心内容，并重视知识产权。

　　重庆奉建高速公路有限公司 吴逸飞

　　基于传统土木工程技术的新材料、新工艺仍然在行业创新方面有较高比重，随着基于互联网的数字技术飞速发展，数字技术正在成为重组要素资源，重塑经济结构，改变竞争格局的关键力量，智能建造技术和交通基础设施建设的深度融合将成为促进行业转型和高品质发展的引擎，所以个人认为行业的科技研发应重视数字技术+土木工程的跨界融合。

　　安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司 杨善红

　　希望行业内有更多的人开展专项创新研究。另外，还期待预应力残余应力的检测技术、钢结构疲劳、混凝土徐变的研究能够取得突破。

　　山东省路桥集团有限公司 田军祯

　　创新是全方面的，设计、试验、施工等都可以发挥创新。有自身技术的创新，还可以嫁接其他行业技术，因此跨学科研究不可缺少。在设备、器具方面，需要研发者沉下心来，做实实在在的验证工作，拿出真实、有说服力的数据和结论。

　　北京城建道桥集团 杨国良

　　施工材料、数字化工具以及智能化装备方面的创新必然会带来结构方面的创新。应加速如数字化方面的标准规范研究，尽快摆脱受限于国际的局面。

　　长安大学 冯忠绪

　　隧道相关的创新产品及技术同样发展很快，望更多参与。

　　天津城建设计院有限公司 汤洪雁

　　参赛产品与技术的切入点普遍较好，绝大多数是“四新”技术范畴，符合绿色、环保、低碳、可持续的理念。期待在高性能钢材、高性能混凝土等材料方面，推出受力合理、便于施工、易于管养监测的产品、设备、构件、工艺。

　　中交第二公路勘察设计研究院有限公司 余顺新

　　运营管理的智能化方面尚需突破，如隧道及地下空间突发事件监测预警与应急救援平台、长大桥梁全天候运营状态监测与评估系统等。同时，对社会效益、生态效益的量化评价体系有待提高。期待通过比赛，能促进公平健康的市场竞争机制，拓宽成果交流、宣传、转化的渠道，应充分合作，规避重复研发。

　　林同棪国际工程咨询（中国）有限公司 刘安双

　　本次推出的新产品及技术具有广阔的市场推广应用价值。新材料（高性能混凝土、石墨烯防腐涂料等）、新工艺运用（正交异性板 U 肋组焊、自平衡中空预应力棒、固结扩盘桩技术等）、新技术（北斗产品、数据智慧云平台、汉仪轮重仪等），以及高效率（桥联检系统、BIM辅助设计软件、钢板组合梁桥成套技术等）方面有较大突破，这些技术和产品对未来项目的实施有引领作用。

　　贵州省公路工程集团有限公司 张胜林

　　本次的参赛产品中，‘固结扩盘桩技术’有标准、设备，有较好的经济效益，市场应用价值高；‘结构支座智能测力装置及自适应调节技术’能真实反应结构实际的承受荷载情况，相对于同类产品，产品研发技术路径新颖，产品化便于市场推广应用；‘自平衡中空预应力棒’能较好的替代，解决质量通病；‘特大桥桥塔塔内智能化检养升降机’，将提升运输与检测仪器（手段）相结合，符合检测技术的发展方向；‘悬索桥分体组合摆轴式散索鞍成套技术’、‘正交异性板U肋组焊一体技术研究’解决大桥建设的实际问题，技术实用等等。未来应继续加强前期研究深度，加大对智能化的研究力度。

　　中交第二航务工程局有限公司 张永涛

　　分体组合摆轴式散索鞍、智能化检养升降机、轮重仪等已分别在山区悬索桥、高耸结构物日常养护、大跨重载桥梁中得到推广。此外，个人认为，桥隧行业的科技研发应关注高性能材料、智慧化结构、工业化智能化建造、高精度无损化检测、快速化改造维修、数字化建养服务平台等方面的创新。

　　中铁宝桥股份有限公司 李军平

　　桥梁自动监测设备及系统、环保的涂装体系、自动化制造技术等有较大的应用前景，但还需要不断完善改进，如涂装涂料的标准、气候适应性、耐久性等问题，正交异性板U肋组焊一体技术的设备精度及稳定性问题等等。希望更多钢桥自动化、智能化制造和施工设备、软件商都参与到桥隧创新大赛中，以了解这个行业的真正需求。

　　北京市市政工程设计研究总院有限公司 包琦玮

　　桥隧行业的科研创新，应更多关注新材料方面及工程减碳方面的创新。新技术、新产品的推广应用影响因素非常多，一个积极宽容的创新环境非常重要。