1、2017年四川省科技進步獎科技進步類“大跨橋梁風振計算理論、試驗方法及控制技術”公示內容推薦類別：四川省科技進步獎-科技進步類項目名稱:大跨橋梁風振計算理論、試驗方法及控制技術推薦單位：四川省教育廳推薦單位意見:大跨度橋梁是跨越江海、深切峽谷的控制性工程，其抗風安全是設計和建造的關鍵控制因素，針對大跨度橋梁抗風理論、試驗技術及風振控制的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。西南交通大學項目組在國家科技支撐計劃、國家自然科基金、交通運輸部科技項目、原鐵道部科技計劃及國內外重大橋梁工程建設項目等30項科研課題的支持下，歷時20年，針對大跨橋梁風致振動特性開展了系統研究。自行研制了國際領先、世界最大

2、的橋梁邊界層風洞，創新了一系列風洞試驗技術，建立了一系列新的橋梁風荷載數學模型，發展了橋梁風振分析理論。提出了大跨橋梁氣動外形優化準則以及一系列風振的氣動控制措施，顯著改善了大跨度橋梁的抗風性能。研究成果為大跨度橋梁抗風性能評價提供試驗平臺、理論支撐和技術支撐 本項目創新顯著，總體達到國際領先水平，有關成果在川內企業、國內外相關企業和研究和研究機構得到推廣及產品轉化，促進了行業的科技進步，經濟和社會效益特別顯著。特此推薦西南交通大學該項目申報2017年度四川省科技進步獎科技進步類一等獎。項目簡介:本項目組在國家科技支撐計劃、國家自然科基金、交通運輸部科技項目、原鐵道部科技計劃及國內外

3、重大橋梁工程建設項目等30項科研課題的支持下，歷時20余年，針對大跨橋梁風致振動特性開展了系統研究，取得了如下創新性成果：（1）自行研制了國際領先、世界最大的橋梁邊界層風洞，創新了一系列風洞試驗技術。首次提出了采用分段式擴散段與多層阻尼網和防分離網的邊界層風洞新型整流結構形式，實現了風特性的精確模擬；研發了具有自主知識產權的橋梁模型強迫振動試驗系統，實現了橋梁風荷載的精確識別；改進了大跨度桁架梁風洞模擬技術，實現了結構和氣動性能的準確模擬。（2）建立了一系列新的橋梁非定常氣動力數學模型，發展了橋梁風振分析理論。首次提出了考慮跨向相關性的橋梁渦激氣動力數學模型，建立了可準確預測橋梁渦激振動響應的

4、三維分析理論；改進了橋梁抖振力數學模型，完善了大跨度橋梁抖振分析理論；提出了大振幅、非線性顫振分析方法，揭示了大跨度橋梁顫振發生及演化機理。（3）提出了大跨橋梁氣動外形優化準則以及一系列風振氣動控制措施，顯著提升了大跨度橋梁的抗風性能。發現了影響流線型箱梁氣動性能的下腹板傾角臨界范圍，提出了氣動外形優化準則；發現了鐵路桁架梁橋的渦激振動現象，首次提出了設置分布式導流板的抑振措施；首次提出了設置檢修車軌道內側導流板控制流線型箱梁渦振的措施；發現了獨柱式橋塔渦振-馳振耦合現象，首次提出了采用透風翼板的風振控制措施。客觀評價：專家鑒定結論為“研究成果總體上達到國際先進水平，其中考慮跨向相關性的大跨度

5、橋梁三維渦激振動分析理論、流線型箱梁和桁梁風振控制技術、大型邊界層風洞性能和試驗能力達到國際領先水平”。推廣應用情況：本項目研究成果為大跨度橋梁抗風設計提供了關鍵試驗平臺、強有力的理論及技術支撐，經濟效益和社會效益特別顯著。成果應用于數十項重大橋梁工程，其中包括世界跨度排名前10位懸索橋中的5座和世界跨度排名前10位斜拉橋中的4座，以及歐美、非洲、東南亞等地多座大跨度橋梁，代表性工程有蘇通長江大橋、香港昂船洲大橋、港珠澳大橋、川藏高速公路大渡河特大橋、美國Gerald Desmond Bridge Replacement、挪威Halogaland Bridge等具有世界影響的橋梁，累計經濟效益

6、達2.82億元，中央電視臺三次報道本項目成果。成果在川內、國內外相關企業和研究機構得到推廣應用及產品轉化，顯著促進了行業的科技進步。主要知識產權證明目錄：知識產權類別知識產權具體名稱國家（地區）授權號授權日期證書編號權利人發明人發明專利工程結構風洞模型狀態控制裝置中國ZL201210359328.32015-08-191759973西南交通大學黃松和、廖海黎、王琦、張文桂、李明水、汪永元、馬存明、翟守才、孫延國、謝大帥發明專利倒角方形橋塔風致振動抑制構造中國ZL201310629985.X2015-12-301905818西南交通大學馬存明、劉仰昭、廖海黎、李明水發明專利鈍體截面橋塔結構風致振

7、動抑制構造中國ZL201510189329.12016-04-162144705西南交通大學馬存明、段青松、廖海黎、發明專利帶有集中排水管的流線箱梁主梁渦激振動抑制構造中國ZL201510646732.22017.01.251361524西南交通大型李明水、孫延國、許春榮、廖海黎實用新型專利一種懸索橋鋼箱梁梁端頂板的臨時連接裝置中國ZL200920113880.82010-01-20證書號第1341751西南交通大學李明水、廖海黎、馬存明、王騎、宋暉實用新型專利一種懸索橋鋼箱梁梁段底板的臨時連接裝置中國ZL200920113879.52010-01-20證書號第1341750西南交通大學廖海黎

8、、王騎、宋暉、馬存明、李明水實用新型專利大跨橋大跨橋梁風洞偏角轉換裝置試驗風偏角轉換裝置中國ZL201320657056.52014-07-02證書號第3650274西南交通大學廖海黎、丁靜、馬存明實用新型專利一種用于鈍體疊合梁橋梁渦振控制的導流板組件中國ZL201320778886.32014-05-14證書號第3570966西南交通大學劉君、廖海黎、李明水、馬存明、王騎實用新型專利大激跨橋梁渦激振動抑制構造中國ZL201320660496.6014-04-16證書號第3513406西南交通大學丁靜、廖海黎實用新型專利一種開槽桁架梁懸索橋顫振穩定性優化組件中國ZL201320785038.5

9、2014-05-14證書號第3571107西南交通大學劉君、廖海黎、李明水、馬存明、王騎主要完成人情況表姓名排名行政職務技術職稱工作單位完成單位對本項目技術創造性貢獻曾獲科技獎勵情況廖海黎1教授西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院負責整個項目的布局和人員協調工作。作為主要負責人研制了大型邊界層風洞；建立了橋梁斷面非線性氣動力新的試驗方法和新的模型，提出了考慮氣動力非線性的大跨橋梁分析分析理論；提出了一系列新的大跨橋梁風洞試驗方法，研發了具有自主知識產權的橋梁模型強迫振動試驗系統，實現了橋梁風荷載的精確識別。2014年四川省科技進步1等獎2013年上海市科技進步1等獎2009年四川省

10、科技進步2等獎李明水2教授西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院協助協調本項目的研究工作。作為主要研究人員，研制了大型邊界層風洞，提出了采用分段式擴散段與多層阻尼網和防分離網的邊界層風洞新型整流結構形式，實現了風特性的精確模擬，發現了影響流線型箱梁氣動性能的下腹板傾角臨界范圍，提出了氣動外形優化準則；首次提出了設置分布式導流板的抑振措施；首次提出了設置檢修車軌道內側導流板控制流線型箱梁渦振的措施2014年四川省科技進步1等獎2013年上海市科技進步1等獎2009年四川省科技進步2等獎莊衛林3副院長、總工教高四川省交通運輸廳交通勘察設計研究院四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院參與多

11、座大跨橋梁的抗風性能研究，在雙擁大橋、英華大橋等抗風性能研究和風致振動控制中，協調了本項目的工程應用和推廣。馬存明4副教授西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院在本項目中改進了橋梁抖振力數學模型，完善了大跨度橋梁抖振分析理論，首次提出了設置檢修車軌道內側導流板控制流線型箱梁渦振的措施；發現了獨柱式橋塔渦振-馳振耦合現象2014年四川省科技進步1等獎2013年上海市科技進步1等獎2009年四川省科技進步2等獎李永樂5系主任教授西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院參與研制了大型邊界層風洞和建設工作，建立了一系列新的橋梁風振理論模型和分析方法，發展和完善了現行的橋梁抗風設計理論

12、,在鐵路橋梁和公路橋梁的風洞試驗和抗風性能研究方面，均作出了較大貢獻。2014年四川省科技進步1等獎2013年上海市科技進步1等獎2009年上海市優秀咨詢成果1等獎鄭史雄6教授西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院參與研制了大型邊界層風洞和建設工作，提出了大跨橋梁一系列風振氣動控制措施，顯著改善了大跨度橋梁的抗風性能；建立了鐵路桁架梁風洞試驗方法，并負責了多座特大鐵路橋梁的抗風性能研究。2014年四川省科技進步1等獎2009年四川省科技進步2等獎2009年中國鐵道建筑總公司科技二等獎；王騎7講師西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院在本項目中提出了橋梁斷面大振幅簡諧運動下的

13、非線性自激氣動力復數表達式及諧波表達式，建立了非線性顫振分析的數值方法，揭示了橋梁顫振全過程發展機理2014年四川省科技進步1等獎2013年上海市科技進步1等獎2009年四川省科技進步2等獎孫延國8講師西南交通大學土木工程學院西南交通大學土木工程學院首次提出了考慮跨向相關性的橋梁渦激氣動力數學模型及氣動參數識別方法，建立了三維渦激振動分析理論無劉振宇9教高四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院參與多座大跨橋梁的抗風性能研究，在雙擁大橋、英華大橋等抗風性能研究和風致振動控制中，負責了本項目的工程應用和推廣。無羅楠10講師西南交通大學土木工程學院西南交通大學土

14、木工程學院參與研制了大型邊界層風洞和建設工作，參與了大跨橋梁氣動外形優化準則以及一系列風振氣動控制措施研究。無完成人合作關系說明第一完成人：廖海黎，統籌協調本項目的研究工作，制定總體研究思路，落實本項目理論與實踐的轉化,并負責橋梁斷面非線性氣動力的研究工作；第二完成人：李明水，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，共同組織了大型邊界層風洞的研制，以及非線性氣動力的研究工作；第三完成人：莊衛林，利用第一完成人團隊理論，在四川省交通運輸廳公路規劃勘察設計研究院領導實施了一系列的風致振動控制的具體工程設計；第四完成人：馬存明，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，參與了大型邊界層風洞的研制，負責了橋梁風

15、荷載中的抖振氣動力研究工作;第五完成人：李永樂，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，參與了大型邊界層風洞的研制，負責了大量鐵路橋梁的橋梁和列車的抗風安全和運行舒適度研究;第六完成人：鄭史雄，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，參與了大型邊界層風洞的研制，負責了大量鐵路和公路橋梁的橋梁的抗風性能研究，保障了國內重點工程的抗風安全;第七完成人：王騎，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，參與了大型邊界層風洞的研制，與第一完成人共同負責了橋梁風荷載中的非線性氣動力的研究工作;第八完成人：孫延國，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，在第一完成人和第二完成人的指導下，進行了橋梁渦激振動理論和控制研究工作;

16、第九完成人：劉振宇，運用第一完成人所在團隊理論成果，完成南寧大橋、英華大橋和雙擁大橋工程設計；第十完成人：羅楠，與第一完成人同為該項目研究團隊成員，參與了大型邊界層風洞的研制。主要完成單位及創新推廣貢獻序號單位名稱創新推廣貢獻1西南交通大學西南交通大學項目組在國家科技支撐計劃、國家自然科基金、交通運輸部科技項目、原鐵道部科技計劃及國內外重大橋梁工程建設項目等30項科研課題的支持下，歷時20年，針對大跨橋梁風致振動特性開展了系統研究。自行研制了國際領先、世界最大的橋梁邊界層風洞，創新了一系列風洞試驗技術，建立了一系列新的橋梁非定常氣動力數學模型，發展了橋梁風振分析理論。提出了大跨橋梁氣動外形優化準則以及一系列風振的氣動控制措施，顯著改善了大跨度橋梁