项目名称：大型桥梁复合材料防撞系统关键技术及应用 推荐单位：中国土木工程学会
推荐奖种：2015年度国家技术发明奖一等奖 项目简介：
本项目属于土木建筑工程复合结构科学技术领域。
全球统计资料表明，大型桥梁遭受船舶碰撞事故的发生频率远高于地震、飓风等，往往导致桥毁、船沉、人亡及环境污染等严重后果，经济损失巨大，是威胁大型桥梁和航运安全的重要因素。2007年“6.15”广东九江大桥船撞事故后，大型桥梁防船撞设计引起了我国桥梁工程界的高度重视。但目前桥梁防撞系统存在占用航道多、易造成船舶毁损、消减撞击力效能有限、易腐蚀难修复等不足，且各国对船撞力设计标准差别很大，对大型桥梁和航运安全构成重大隐患。
本项目瞄准国际学术前沿，围绕国家重大工程需求，经过10多年的试验研究和技术攻关，发明了格构增强复合材料结构及格构增强复合材料防撞系统，解决了显著提升防撞系统消能能力和保护船舶免遭毁损的技术难题，实现了大型桥梁和航运船舶双保护的重要突破。取得的创新性成果如下：
（1）发明了格构增强复合材料结构。针对大型桥梁防船撞系统高抗力、高耗能的实际需求，发明了格构增强复合材料结构。通过静动力试验及数值模拟，摸清了格构增强复合材料结构的基本力学性能和冲击吸能机理，建立了承载力与冲击吸能理论计算公式。相比传统无格构增强泡沫夹芯结构，格构增强型复合材料结构的承载能力和吸能能力提高15倍以上。
（2）首创了格构增强复合材料防撞系统。结合格构增强复合材料结构的消能特性和大型桥梁防船舶撞击的工程需求，发明了格构增强复合材料防撞系统，并形成了产品系列化。基于船-桥和船-防撞系统-桥系列碰撞试验，建立了船桥碰撞动力学分析模型，提出了船-防撞系统-桥碰撞精细化数值模拟方法、船撞力简化计算公式及格构增强复合材料防撞系统设计方法。与传统防撞系统相比，格构增强复合材料防撞系统具有消能能力强、综合造价低、安装维护方便、耐腐蚀、船-桥双保护等显著优势。
（3）解决了格构增强复合材料防撞系统的工业化成型工艺、耐久性提升及拼装连接技术。攻克了浸渍、流动过程的精准控制和超大构件真空路径及长距离注胶关键技术，建成了超大尺寸复合材料构件工业化生产线。针对复杂恶劣工作的环境特点，提出了防撞系统抗氯离子腐蚀、紫外线照射和高低温作用等的技术措施及拼装连接技术。
本项目申请国际PCT专利2项，获国家发明专利授权11项；发表学术论文75篇，其中SCI、EI收录论文38篇；获2014年度江苏省科技进步一等奖。
推广应用情况：
自2011年以来，本项目发明的复合材料防撞系统已成功应用于润扬长江公路大桥、黄冈公铁两用长江大桥、港珠澳大桥等20余桥梁工程，代表性工程包括：1、润扬大桥北汊斜拉桥；2、黄冈公铁两用长江大桥；3、琅岐闽江大桥；4、马鞍山
长江公路大桥；5、港珠澳大桥；6、合福铁路铜陵长江大桥；7、崇启长江公路大桥；8、广深沿江高速公路（深圳段）一标段；9、鹦鹉洲长江大桥；10、吴淞江大桥；11、广深沿江高速公路（深圳段）三标段；12、福州乌龙江大桥老桥与复线桥；13、张家港巫山大桥；14、常州花博会桥；15、G104国道施家桥；16、常州溧阳周城河桥；17、湘潭湘江芙蓉桥；18、温州瓯北大桥；19、常州新孟滆大桥；20、兰溪金角大桥；21、株州湘江一桥； 22、瑞安五桥。
曾获科技奖励情况：
获奖项目名称 大型桥梁船—桥碰撞机理与复合2014 材料防撞系统研究及应用 进步奖 江苏省科技一等 获奖时间 奖项名称 奖励等级 主要获奖人 刘伟庆，庄勇，方海，韩大章，周叮，陆伟东，陈伟，祝露，万里，王俊， 齐玉军 江苏省人民政府 授奖单位
主要知识产权证明目录：
知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书 编号 发明专权利人 发明人 利有效状态 中铁大桥勘测设804619 计院有限公司，南京工业大学 刘伟庆，庄勇，方海，陆伟东，张广，陆勤丰 刘伟庆，方海，万里 刘伟庆，王俊，方海 发明专利权 复合材料桥梁防撞装置 格构增强型 复合材料夹层结构 具有暖冲吸能作用的复1中国 ZL200910213081.2 2011.07.06 有效 发明专利权 发明专利权 1中国 ZL200710021396.8 ZL200910024804.4 2010.05.19 2011.07.06 621071 南京工业大学 有效 1中国 804514 南京工业大学 有效 合材料格构夹心管约束混凝土墩柱 发明专利权 桥梁承台复合材料防撞柱 自浮式复合材料桥梁压水防撞装置 1中国 1中国 ZL200910213081.2 2011.07.06 中铁大桥勘测设804400 计院有限公司，南京工业大学 南京工业大学，736586 中铁大桥勘测设计院有限公司 南京工业大学，872834 中铁大桥勘测设计院有限公司 刘伟庆，庄勇，方海，陆伟东，张广，罗昕 庄勇，刘伟庆，张广，王应良，方海，陆伟东 庄勇，刘伟庆，张广，陆勤丰，方海，陆伟东 刘伟庆，方海，万里 有效 发明专利权 ZL200910213083.1 2011.02.02 有效 发明专利权 桥梁承台防撞缓冲袋 齿槽式复合材料夹层结构 浮动式复合材料桥墩消能防撞组合装置 1中国 ZL200910213086.5 2011.12.07 有效 发明专利权 1中国 ZL200710021398.7 2009.06.24 514643 南京工业大学 有效 发明专利权 1中国 ZL200910026358.0 2010.11.10 699075 南京工业大学 刘伟庆，王俊，方海 有效 主要完成人情况：
姓名：刘伟庆 排名：1
技术职称：正高级
工作单位：南京工业大学
完成项目时所在单位：南京工业大学 对本项目主要学术贡献：
（1）项目总负责人，领导团队的整体研究工作，项目选题研究的提出者，负责项目总体思路设计与统筹安排。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点1作出了创造性贡献，并对发明点2、3作出了重要贡献。
（3）大部分发明专利第1发明人，部分学术论文的通讯作者或第1作者，项目成果鉴定第1完成人，主持相关国家、省部级科研项目6项。项目工作占本人全年工作量的60%。
曾获国家科技奖励情况：2010年获国家科技进步二等奖（排名第2）.
姓名：庄勇 排名：2
技术职称：正高级
工作单位：中铁大桥勘测设计院集团有限公司
完成项目时所在单位：中铁大桥勘测设计院集团有限公司 对本项目主要学术贡献：
（1）项目防撞系统技术负责人，主要负责防撞系统的结构设计。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点2作出了创造性贡献，并对发明点3作出了重要贡献。攻克了防撞结构设计关键技术难题，建立了格构增强复合材料防撞系统的设计方法。
（3）核心发明专利共同发明人，部分发明专利第1发明人，部分学术论文的共同作者，多项科研项目参与者。项目工作占本人全年工作量的50%。 曾获国家科技奖励情况：无。
姓名：方海 排名：3
技术职称：副高级
工作单位：南京工业大学
完成项目时所在单位：南京工业大学 对本项目主要学术贡献：
（1）项目研究骨干，主要负责格构增强复合材料防撞系统的结构设计和船-桥碰
撞理论研究。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点3作出了创造性贡献，并对发明点1、2作出了重要贡献。发明了格构式增强复合材料防撞系统，解决了复合材料防撞系统的工业化成型工艺与拼装连接技术难题；建立了船撞力计算方法。
（3）核心发明专利共同发明人，部分学术论文的通讯作者或第1作者，江苏省级工法的共同获批人，主持相关国家级科研项目1项，多项相关科研项目参与者。项目工作占本人全年工作量的80%。 曾获国家科技奖励情况：无。
姓名：周叮
排名：4
技术职称：正高级
工作单位：南京工业大学
完成项目时所在单位：南京工业大学 对本项目主要学术贡献：
（1）项目研究骨干，主要负责格构式增强复合材料夹层结构的力学性能与界面机理研究。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点1作出了创造性贡献。推导了格构式增强复合材料夹层结构的受弯承载力、挠度计算公式，探明了夹层结构的界面机理。 （3）部分学术论文的通讯作者（第1作者），主持相关国家、省部级科研项目2项，多项相关科研项目研究骨干。项目工作占本人全年工作量的50%。 曾获国家科技奖励情况：无。
姓名：陆伟东 排名：5
技术职称：正高级
工作单位：南京工业大学
完成项目时所在单位：南京工业大学 对本项目主要学术贡献：
（1）项目研究骨干，主要负责格构式增强复合材料夹层结构的冲击吸能研究和损伤检测。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点2作出了创造性贡献。开展了格构式增强复合材料夹层结构的整体冲击试验，建立了冲击失效荷载的计算公式；采用红外热波技术对格构式增强复合材料夹层结构的冲击损伤进行检测，评估了纤维铺层结构对抗冲击性能的影响。
（3）部分发明专利的共同发明人，部分学术论文的共同作者，多项相关科研项
目研究骨干，项目工作占本人全年工作量的50%。 曾获国家科技奖励情况：无。
姓名：陈伟 排名：6
技术职称：中级
工作单位：江苏博泓新材料科技有限公司
完成项目时所在单位：江苏博泓新材料科技有限公司 对本项目主要学术贡献：
（1）项目主要骨干，负责成果产业化工作，组织实施防撞工程项目。
（2）个人主要贡献：对本项目发明点3作出了重要贡献。负责成果产业化工作，解决了超大尺寸复合材料防撞装置工业化成型工艺，建立了相应的生产线，组织实施了防撞工程项目。
（3）工业化生产线建设负责人，防撞装置生产和工程项目建设负责人。项目工作占本人全年工作量的90%。 曾获国家科技奖励情况：无。