交通基础设施具备社会公益性、经济先导性和军事战略性等属性特征。桥梁是交通基础设施的关键节点,确保其服役安全、提升其防灾抑灾与服役性能保持能力,对支撑国民经济持续发展、保障人们安全出行、助力国家安全和社会稳定,具有重大的战略意义。面向“交通强国”和“一带一路”国家重大战略需求,吉林大学道路桥梁工程防灾与减灾研究团队自2013年先后与广西交科集团有限公司、北华大学等开展校企联合研发工作,解决了桥梁状态快速评价与精准预测中的系列技术难题,形成了桥梁状态快速评价与维养策略优化关键技术,并进行了规模化工程推广应用,助力桥梁建-管-养技术水平提升,推动了该领域的技术进步。该技术荣获2023年度吉林省科技进步奖一等奖。
图1:桥梁动力特性与外观病害检测技术
图2:日常运维下桥梁状态快速诊断与自然灾害下桥梁通行能力快速评估技术
图3:基于桥梁长期状态预测的维养策略优化技术
团队提出桥梁动力特性与外观病害检测技术、日常运维情况下桥梁状态快速诊断技术、自然灾害情况下桥梁通行能力快速评估技术、基于桥梁长期状态预测的维养策略优化技术等四项创新性技术,提升了桥梁状态评价的时效性与精准性(短索索力测试误差<2.5%,灾后通行能力评估精度优于90%),提高了状态预测的准确性和维养策略的最优趋向性(预估节省维养费用15%以上)。成果被应用到3539座桥梁检测与维养、1159座桥梁检测和1140座桥梁建设施工质量控制中,其中包括世界第一大跨径拱桥-平南三桥等标志性桥梁工程。近三年,取得直接经济效益共计10.494063亿元,社会、环境效益显著。
桥梁是陆路交通基础设施的关键节点,量大面广,截至2022年底我国公路桥梁已达103.32万座,其安全性保障能力不足严重制约“交通强国”及“一带一路”等国家战略的实施。该项目第一完成人谭国金教授首次提出跳车高度理论极限值的确定方法、剔除车辆和温度共同作用影响的解析方法、基于动力特性的桥梁灾后通行能力快速评估技术,解决了技术不适用的本质问题;通过多项技术点创新,实现了准确性与效率双重提升。相关技术不仅能大幅提升桥梁状态评价效率以确保日常运维情况下的桥梁安全服役、为构建灾害救援生命线提供技术保障,而且能极大节省评价成本与维养成本。(科学技术奖励处)