河北省科學技術獎公示

河北省科學技術獎公示

中鐵山橋集團有限公司現將《美國紐約韋拉扎諾海峽大橋舊橋改造施工技術研究》項目申報2017年度河北省科學技術進步獎，按照河北省科技廳《關于2017年度河北省科學技術獎勵推薦工作的通知》要求，現將相關內容公示，此項目公示10天，自公布之日起10日內，有異議者請與中鐵山橋集團有限公司科技部聯系。聯系電話：0335-7940111

中鐵山橋集團有限公司

2017年5月10日

一、項目名稱：美國紐約韋拉扎諾海峽大橋舊橋改造施工技術研究

二、推薦單位：秦皇島市科技局

三、申報獎種：科技進步獎一等獎

四、項目簡介

韋拉扎諾海峽大橋（Verrazano Narrows Bridge）建成于1964年，是一座位于美國紐約州紐約市的雙層結構的懸索橋，橫跨紐約著名的韋拉扎諾海峽，連接斯坦頓島與布魯克林，是紐約城市交通極為重要的一環。從1964年完工直到1981年，一直是全世界最長的懸索橋，現今其跨距排名世界第七，是美國境內最大的懸索橋，是紐約的地標性建筑之一。該橋經多年運行，原橋面已無法滿足現行車流量重負，于是將原上層混凝土橋面拆除，更換為正交異性鋼橋面。本課題主要針對上層橋面新制的正

交異性鋼橋面板塊展開，更換的正交異性鋼橋面結構設橫、縱梁與原結構的橫、縱梁用角鋼栓接，板塊的工地連接除橋面板為橫、縱向對接焊縫連接外，其他部位均為高強螺栓連接。全橋橫向分為7塊板單元，縱向分134個節段，全橋共938塊板單元。中鐵山橋集團有限公司作為我國的鋼結構橋梁制造企業首次中標歐美發達國家的舊橋改造市場，其市場前景十分廣闊，是我國制造企業走出去戰略的優秀模板，其產品制造過程中解決了多項橋梁鋼結構制造技術，取得了重大的科技成果，例如：橋面板U形肋角焊縫單道平位對稱焊接技術，該技術成功的應用于本項目的橋面板塊制造之中，也標志著我國橋梁鋼結構生產企業一次巨大的技術進步。另外，在本橋質量檢測中首次采用的相控陣無損檢測技術，該方法的成功使用是無損檢測技術的一次關鍵突破。對今后同類型鋼橋鋼結構的生產制造有著極強的借鑒意義。

本課題研發了一套舊橋改造工程中新制橋面板塊的制造新技術，保證了新制橋面板塊的整體制造質量，極大的提高我國鋼結構橋梁制造企業在歐美發達國家乃至世界的知名度和影響力。

項目創新點：

1) 新制橋面與舊橋結構匹配安裝測量控制技術研究；

2) 測量數據處理及新制橋面板塊施工圖方案研究；

3）橋面板塊制造過程中的工藝裝備研究；

4）橋面板U形肋角焊縫單道平位對稱焊接技術研究；

5）相控陣無損檢測探傷技術的研究；

五、主要完成單位及創新推廣貢獻

中鐵山橋集團有限公司：針對美國維拉扎諾海峽大橋舊橋改造中橋面板制造技術難題，研發了測量，焊接變形等幾何精度控制技術，橋面板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊接技術，U形肋角焊縫相控陣超聲波探傷等技術，是鋼橋面板制造技術的重大創新。中鐵山橋集團有限公司作為我國的鋼結構橋梁制造企業首次中標歐美發達國家的舊橋改造市場，是我國制造企業走出去戰略的優秀模板，其產品制造過程中解決了多項橋梁鋼結構制造技術，取得了重大的科技成果。

六、推廣應用及經濟社會效益情況

（1）項目研究成果已相繼在虎門二橋、滬通橋、平潭橋、北盤江大橋、清水河大橋得到成功應用，受到了業主及專家的好評。目前，相關技術已被國內多個同類廠家應用，帶動了行業技術進步。

（2）項目研究成果引起了國際同行業的關注，為公司帶來了挪威、新西蘭、孟加拉等國家的訂單，提高了我國鋼橋制造技術的國際競爭力。

（3）項目研究成果提高了正交異性橋面板塊的制造質量，延長了橋梁的使用壽命，生產效率提高60%以上，減少人力成本 40%以上，每年為企業增加經濟效益2.7 億元。

七、曾獲科技獎勵情況：無

八、代表性論文專著：無

九、主要知識產權證明目錄

序號	已授權項目名稱	類型	專利號	專利權人	發明人
1	正交異性鋼橋面的改造方法	發明	ZL201410150176.5	中鐵山橋集團有限公司	劉春鳳尤元霞南亞輕李久成付常誼李銘楊智軼梁麗娜王娟張士朵關勇王迪陳珊珊董淑云龍東利王晨光
2	正交異性板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊接方法	發明	ZL201410103803.X	中鐵山橋集團有限公司	徐向軍單亞廷劉偉于洋貝玉成范軍旗喬春江楊永強郭雙才姜志昆
3	橋梁U肋預熱機器人	實用新型	ZL201420799380.5	中鐵山橋集團有限公司祁麟	祁麟祁鳳柱徐向軍單亞庭劉偉于洋李華冰劉洪柱常國光王麗君楊駿虎李宇澤李智

十、主要完成人情況表

姓名	排名	技術職稱	工作單位	完成單位	對本項目技術創造性貢獻
金榮銘	1	教高	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	項目總負責人，負責研究制定項目總體方案，主持研發橋面板U形肋角焊縫單道平位對稱焊接技術研究、相控陣無損檢測探傷技術的研究，對 1、 2、 3 項創新點均做出了重大貢獻。
魏云祥	2	教高	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	項目技術總負責人，負責研究制定項目總體技術方案，主持研發了橋面板塊制造過程中的工藝裝備研究、測量數據處理及新制橋面板塊施工圖方案研究，對 1、 4、 5 項創新點均做出了重大貢獻。
劉春鳳	3	教高	中鐵大橋勘測設計院集團	中鐵山橋集團有限公司	完成新制橋面板塊制造工藝研究；根據測量數據中原有橋橫、縱梁中心線位置坐標確定新制板塊上橫、縱梁中心線位置，在橋梁中心線位置板邊一定尺寸，并且與橋梁中心線相垂直，以此確定板邊。板塊順橋向板邊均平行于板塊中心線，根據板塊劃分尺寸確定板邊位置線。板單元外形尺寸，橫、縱梁位置尺寸均確定。完成新制橋面板塊試裝工藝方案研究；為保證新舊結構順利連接，廠內進行預拼裝。由于廠內無原結構與新制板塊連接，必須依據現場測量數據，設計模擬舊橋結構的胎架進行預拼裝。制定預拼裝技術如下：預拼裝在模擬胎架上進行，胎架綜合考慮各種節段的可調性。預拼裝采用多節段連續匹配的方案，保證不少于三個節段，以便確保各方線形及連接關系。
付常誼	4	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	1新制橋面與舊橋結構匹配安裝測量控制技術研究；2測量數據處理及新制橋面板塊施工圖方案研究；3新制橋面板塊試裝工藝方案研究； 4橋面板塊制造過程中的工藝裝備研究。作為項目技術負責人，開創了按美標制造的舊橋更換橋面板制造技術的研究方向，對新制更換橋面板的制造技術、新橋面與原橋結合的適應方式和舊橋結構測量數據處理技術進行了開創性的研究。主導了新制橋面板塊恢復原橋測量數據試裝技術的研究，保障了新橋面與原橋橫縱梁的精確結合。對新橋面板塊制造過程中的工藝和裝備進行研制，如多孔群長圓孔加工方法及裝備、橫縱梁連續出孔工藝及工裝、橫縱梁組裝定位工藝及工裝等等。
徐向軍	5	教高	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	主持了本項目用符合美標AWS A709的鋼板的開發試驗研究，承擔了本橋焊接技術準備，按照AWS D1.5M/D1.5進行焊接工藝評定試驗，確定了焊接工藝參數，編制了相關焊接工藝文件，指導了鋼梁制造，保證了焊縫質量和鋼橋板單元的耐久性。通過大量焊接試驗研究，研發了“正交異性板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊接方法”，并用于本橋制造，2016年1月20日取得發明專利。2015年9月16日，“橋梁U肋預熱機器人”取得使用新型專利。
李久成	6	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	主持了新制橋面板塊試裝工藝方案研究工作及新制橋面與舊橋結構匹配安裝測量控制技術研究工作，編寫了試裝工藝方案，復核了新制橋面與舊橋結構匹配安裝測量方案及測量圖紙，是測量數據處理方案及新制橋面板塊施工圖方案的主要起草人，主要負責本項目制造工藝編制及復核、車間質量問題處理、帶領本項目技術組完成相關技術工作，配合生產車間完成工藝裝備裝研究、焊接及涂裝工藝研究等工作。
單亞廷	7	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	對創新點4和創新點5做出重大貢獻。是“橋面板U形肋角焊縫單道平位對稱焊接技術研究”的主要完成人之一，負責焊接試驗方案的編制、改進，現場焊接試驗的組織及指導工作；負責“依據美國標準NYSDOT、AWS D1.5M/D1.5：2008進行的焊接工藝評定試驗研究”工作，包括試驗方案的編制、現場焊接試驗的組織及實施、焊接工藝評定報告及焊接工藝規程的編制。是發明專利“正交異性板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊方法”（專利號：ZL201410103803.X）的第二完成人，實用新型專利“橋梁U肋預熱機器人”（專利號：ZL201420799380.5）的主要完成人之一。
楊永強	8	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	1）澄清縱梁與橋面板間焊縫超聲檢測工藝。設計圖紙上要求的焊縫尺寸為有效喉厚，由于此焊縫為部分熔透焊縫，美標沒有相關檢測標準及驗收標準。通過與業主及設計單位溝通，提出了通過利用超聲波檢測焊縫熔深及焊腳尺檢測焊腳尺寸的方法計算出“有效焊腳尺寸”，從而換算成有效喉厚。2）澄清橫梁與U肋連接焊縫的超聲波探傷工藝。該部位有部分熔透焊縫，美標沒有相關檢測標準及驗收標準。通過與業主及設計單位溝通，制定出該焊縫的探傷方法及驗收合格標準。3）澄清U肋與橋面板焊縫的相控陣驗收標準。由于相控陣探傷沒有相關驗收標準，為了更好的指導生產，和業主及專家溝通，制定出了需返修缺陷的尺寸及合格焊縫的標準。
郭雙才	9	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	對創新點2、5創新點做出重大貢獻。主持測量數據處理方案及新制橋面板塊施工圖方案相關工作，參與新制橋面板塊試裝工藝方案研究工作及新制橋面與舊橋結構匹配安裝測量控制技術研究工作，是“橋面板U形肋角焊縫單道平位對稱焊接技術研究”的主要完成人之一，主持焊接試驗方案的編制、改進，現場焊接試驗的組織及指導工作；負責“依據美國標準NYSDOT、AWS D1.5M/D1.5：2008進行的焊接工藝評定試驗研究”工作，是發明專利“正交異性板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊方法”（專利號：ZL201410103803.X）的主要完成人之一。
楊洪志	10	高工	中鐵山橋集團有限公司	中鐵山橋集團有限公司	獨立于合作者完成了本項目主要創新點5 “相控陣無損檢測探傷技術的研究”，成功使用超聲波相控陣技術對橋面板與U形間角接焊接接頭的根部未焊透尺寸進行了可靠評價。通過理論分析和實驗分析，制定并實施了符合實際、具有較高可操作性的檢測技術條件，滿足了本項目橋面板與U形間角接焊接接頭焊接質量的控制要求。

十一、完成人合作關系說明及完成人合作關系情況匯總表

本項目完成單位中鐵山橋集團有限公司，被譽為中國鋼橋的搖籃，是中國鋼梁鋼結構制造規模最大、實力最強、最具競爭力的企業之一。

項目第一完成人金榮銘是中鐵山橋集團有限公司副總經理，教授級高級工程師，享受國家政府津貼，作為項目總負責人，全面負責項目工作的開展。主要完成人魏云祥、劉春鳳、付常誼、徐向軍、李久成、單亞廷、楊永強、郭雙才、楊洪志均為中鐵山橋集團有限公司教授級高級工程師和高級工程師，他們團結合作，保證了項目的順利進行，針對美國維拉扎諾海峽大橋舊橋改造中橋面板制造技術難題，研發了測量，焊接變形等幾何精度控制技術，橋面板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊接技術，U形肋角焊縫相控陣超聲波探傷等技術，是鋼橋面板制造技術的重大創新。

2014年10月，劉春鳳同志由于工作需要，調入至中鐵大橋勘測設計院集團有限公司。在本項目研發過程中，完成人均屬中鐵山橋集團有限公司，同一單位，同一課題組，完成人共同完成項目，具有共同知識產權，共同獲獎。劉春鳳、付常誼、李久成是《正交異性鋼橋面的改造方法》（ZL 2014 1 0150176.5）發明專利共同發明人，徐向軍、單亞廷、楊永強、郭雙才是《正交異形板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊方法》（ZL 201410103803.X）發明專利共同發明人，徐向軍、單亞廷是《橋梁U肋預熱機器人》（ZL 2014 2 0799380.5）實用新型專利共同發明人。

完成人合作關系情況匯總表

序號	合作方式	合作者/ 項目排名	合作時間	合作成果	證明材料
1	共同獲獎	金榮銘/1 魏云祥/2 劉春鳳/3 付常誼/4 徐向軍/5 李久成/6 單亞廷/7 楊永強/8 郭雙才/9 楊洪志/10	2012-1-1至2015-12-31	《美國紐約韋拉扎諾海峽大橋舊橋改造施工技術研究》項目通過省新產品新技術鑒定驗收，總體技術達國際先進水平	附件
2	共同知識產權	劉春鳳/3付常誼/4李久成/6	2012-5-1至2015-12-31	《正交異性鋼橋面的改造方法》發明專利	附件
3	共同知識產權	徐向軍/5 單亞廷/7 楊永強/8 郭雙才/9	2012-5-1至2015-12-31	《正交異形板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊方法》發明專利	附件
4	共同知識產權	徐向軍/5 單亞廷/7	2012-5-1至2015-12-31	《橋梁U肋預熱機器人》實用新型專利	附件

十二、知情同意報獎證明

中鐵山橋集團有限公司的《美國紐約韋拉扎諾海峽大橋舊橋改造施工技術研究》項目現申報2017年河北省科學技術獎，項目已授權國家發明專利2項，實用新型專利1項。

序號	專利名稱	類型	專利權人	發明人
1	正交異性板U形肋角焊縫機器人平位單道對稱焊接方法	發明	中鐵山橋集團有限公司	徐向軍單亞廷劉偉于洋貝玉成范軍旗喬春江楊永強郭雙才姜志昆
2	正交異性鋼橋面的改造方法	發明	中鐵山橋集團有限公司	劉春鳳尤元霞南亞輕李久成付常誼李銘楊智軼梁麗娜王娟張士朵關勇王迪陳珊珊董淑云龍東利王晨光
3	橋梁U肋預熱機器人	實用新型	中鐵山橋集團有限公司祁麟	祁麟祁鳳柱徐向軍單亞庭劉偉于洋李華冰劉洪柱常國光王麗君楊駿虎李宇澤李智

上述知識產權用于報獎的情況，已取得未列入項目主要完成人的其他權利人（發明人和專利權人）的同意。

特此證明