学科专业评审组:工程建设组
项目名称:缆索承重桥梁超解析设计、自适应成形及长效服役关键技术
提名单位: 中铁二十局集团有限公司
提名等级:一等奖
提名单位意见: 项目紧密聚焦超大跨度缆索承重桥梁高质量建设与高可靠服役的重大工程需求,瞄准“设计透明化、成形自适应、维养长效化、防控智能化”的战略目标,实现了行业技术突破: 1.破解了跨径跃升致使强几何非线性急剧攀升的困局,攻克了底层算理受限导致传统有限元迭代频繁发散的难题; 2.突破了传统增量叠加法强路径依赖致使成形模拟频中断的瓶颈,打通了装配窄容差诱发几何失配与强迫就位致精准成形失控的卡点; 3.破解了跨尺度劣化机制不清致使缆索深层病害难溯源的困局,攻克了全寿命评估体系割裂导致维养决策滞后的难题; 4.突破了极值风速样本稀缺及线性物理模型失真的瓶颈,打通了极端气候下大跨度桥梁多模态风振响应难以协同防控的卡点。 项目通过全链条原创性攻坚,扫清了制约缆索承重桥梁高质量建设与高可靠服役的核心技术障碍。累计形成标准、专利、论文等成果240余项,有力推动行业技术革新。经陕西省土木建筑学会组织,由中国工程院院士曾滨任主任的评价委员会鉴定,成果总体达国际领先水平。目前,技术已成功应用于西安灞河元朔大桥、宝鸡联盟大桥、常泰长江大桥及克罗地亚佩列沙茨大桥等国内外30余座重大桥梁工程,经济、社会及生态效益显著,推广应用前景广阔。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖一等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:
主要完成人:
  1. 姓名:王晓明
    排名:1
    行政职务:副主任
    技术职称:教授
    工作单位:长安大学
    对本项目技术创造性贡献:完成本项目主要知识产权专利1.1/1.2/1.3。作为项目第一完成人,全面负责项目总体方案设计与技术路线制定。主持创立“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”,提出基于无应力安装格式的无路径依赖模拟方法,研发骑跨式与悬挂式两型缆间横撑、塔梁止推器等自适应装备,攻克传统增量叠加法依赖历史工况的瓶颈;主导建立“缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术”,揭示力-电-化多场耦合腐蚀-疲劳竞争致裂机制。以第一发明人获授权发明专利9项,发表SCI/EI论文30余篇,主编标准2部。成果应用于常泰长江大桥、元朔路大桥等30余座重大桥梁,推动技术规模化落地。
    曾获国家科技奖励情况:主持国家自然科学基金2项,省部级科研课题5项,国家重点实验室课题1项,横向课题20余项。发表学术论文160余篇,其中SCI论文30余篇,EI论文70余篇;以第一完成人获授权发明专利20余项。获省部及学会科技进步奖一等奖2项,二等奖4项、三等奖2项;编写标准4部,教材3册。
  2. 姓名:张文明
    排名:2
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:东南大学
    对本项目技术创造性贡献:作为项目核心完成人,主持创立“几何非线性下桥梁多状态映射设计计算解析理论”,基于分段悬链线构建全参数精细化解析算法,提出考虑主缆弯/扭刚度的空间主缆找形方法与可变作用多状态映射算法,创立多种群竞争遗传活载极值求解理论,核心计算效率较有限元法提升约20倍;参与建立缆索损伤跨尺度演化理论,提出非对称断丝张力重布解析模型。以第一发明人获授权发明专利35项,发表SCI论文60余篇(含ASCE最佳论文),出版专著《悬索桥设计理论与施工控制技术》。成果应用于张靖皋长江大桥、五峰山长江大桥等重大工程。
    曾获国家科技奖励情况:[1] 江苏省科技进步一等奖(排4/11,2022年);[2] 教育部科技进步一等奖(排6/25,2022年);[3] 上海市科技进步一等奖(排9/15,2019年);[4] 重庆市科技进步二等奖(排3/10,2025年);[5] 日内瓦国际发明金奖(排1/3,2026年);[6] 日内瓦国际发明银奖(排1/3,2025年);[7] 中国振动工程学会科学技术一等奖(排8/15,2019年); [8] 中国公路学会科学技术二等奖(排1/10,2025年);[9] 中国公路学会科学技术一等奖(3项:排4/15,排10/15,2018年;排9/15,2020年);[10] ASCE最佳论文奖(2024年);[11] ASCE Moisseiff奖提名(2024年);[12] 安徽省公路学会交通科技二等奖(排5/9,2015年);[13] 江苏省工程师学会卓越工程师奖(2025年);[14] 江苏省工程师学会优秀青年工程师奖(2023年)。
  3. 姓名:仲维玲
    排名:3
    行政职务:科技创新与数字化部部长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁二十局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为企业方技术负责人,主持“强/台风精细化建模与风效应智能化预测防控技术”工程化应用,组织开展强/台风现场长期观测与致灾因子数据库建设,推动台风极值风速区划图及设计风参数取值方法在工程中落地;负责项目产学研协同与成果转化总体统筹。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省科技进步三等奖 1 项、甘肃省科技进步三等奖 1 项、中国铁道学会科技进步二等奖1项、中国铁道学会科技进步三等奖 2 项。
  4. 姓名:刘志刚
    排名:4
    行政职务:桥梁结构院院长
    技术职称:教授级高工
    工作单位:中铁宝桥集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为钢结构制造领域技术负责人,参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”研发,负责钢加劲梁与索塔精细化制造、低变形焊接技术攻关,从制造端锁定高精度“无应力装配参量”几何边界;研发空间曲线构件基准线布设、钢桁梁双曲线弦杆制造等关键工艺。以第一/主要发明人获授权发明专利10余项,获中国钢结构协会杰出人才奖。成果应用于常泰长江大桥、黄桷沱长江大桥等钢桥制造,保障大跨桥梁部品部件精准装配,部品强迫就位率降低75%。
    曾获国家科技奖励情况:中国铁路工程总公司科学技术一等奖 2 项、二等奖 2 项,中国公路学会科学技术特等奖 1 项,中国交通运输协会科学技术一等奖 2 项,二等奖 3 项,中国钢结构协会科学技术特等奖 1 项、 一等奖 2 项、二等奖一项,中国施工企业管理协会一等奖 1 项,二等奖 1 项,江苏省科学技术 奖三等奖 1 项,中铁工业特等奖 5 项,一等奖 3项,二等奖 2 项等。茅以升科技奖桥梁青年奖、茅以升科技奖铁道工程师奖、中国钢结构协会杰出人才奖等。
  5. 姓名:卢嘉玮
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中联西北工程设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“强/台风精细化建模与风效应智能化预测防控技术”研究,协助开展台风三维风场半解析模型验证与地理加权回归方法工程应用,参与强/台风脉动风场参数随机模型建立及设计风参数取值方法研究;负责成果在西北复杂山区桥梁工程中的设计应用与推广,参与编制相关技术指南,推动抗风设计方法在陕西及西部地区桥梁工程中落地,为复杂地形条件下大跨桥梁抗风安全提供技术支撑。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:方根深
    排名:6
    行政职务:副部长(借调)
    技术职称:副研究员
    工作单位:同济大学
    对本项目技术创造性贡献:作为风工程方向核心研究人员,主持“强/台风精细化建模与风效应智能化预测防控技术”理论研究,提出台风三维风场高精度半解析模型与地理加权回归方法,创建我国沿海台风极值风速区划图,填补防灾规范空白;构建非线性自激气动力s-LSTM深度学习模型,提出三维颤振卷积计算方法,训练效率提升30倍。以第一/通讯作者发表SCI论文20余篇,获授权发明专利3项,获IABSE年度最佳博士学位论文。成果应用于常泰长江大桥、深中大桥、虎门大桥涡振治理等重大工程。
    曾获国家科技奖励情况:1、2025年中国公路学会科学技术进步奖特等奖(19/25);2、2024年中国交通运输协会科学技术奖一等奖(6/15);3、2022年中国气象服务协会科学技术奖气象技术发明奖一等奖(13/15);4、2022年中国发明协会发明创业奖创新奖一等奖(4/6);5、2022年,国际桥梁及结构工程协会(IABSE)年度最佳博士学位论文(年度唯一)。
  7. 姓名:张鹏
    排名:7
    行政职务:钢结构产业研究院院长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁长安重工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”研发,负责钢加劲梁制造与吊装装备技术攻关,研发桥梁顶推支撑装置、钢梁翻身装置、钢箱梁电气自动化群控组拼装置等专用装备;主编公路工程工法2项,出版专著《钢结构桥梁施工技术与管理》,以第一/主要发明人获授权发明专利8项。成果应用于元朔路大桥、宝鸡联盟路大桥等省内重大桥梁,推动钢结构桥梁智能建造技术在陕西落地,带动高端钢结构装备制造产业发展。
    曾获国家科技奖励情况:中国钢结构协会科技进步一等奖 1 项;中国公路学会科技进步奖二等奖1项;中国交通运输协会科技进步二等奖 3 项;中国铁路工程集团有限公司科学技术奖二等奖 1 项;中施企专利大赛二等、三等奖各 1 项;中国铁建股份有 限公司优秀专利奖 1 项; 中铁高新工业股份有限公司科技进步奖一等奖 1 项、二等奖 2 项。
  8. 姓名:任乐平
    排名:8
    行政职务:科技研发中心副主任
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术”研究,负责缆索全寿命时变可靠度评估模型工程验证与运维决策系统开发,协助建立覆盖“护套-镀层-点蚀-裂纹-承载退化”的全寿命性能评估体系;参与新型柔性防水密封装置与OTC长效包覆技术的工程应用测试。发表SCI/EI论文10余篇,授权发明专利15项,参编地方标准3部。成果应用于南沙大桥、南京仙新路长江大桥等桥梁运维,推动维养决策由定性评估向全寿命量化预测跨越。
    曾获国家科技奖励情况:参与国家十四五重点研发计划1项,省部级课题4项;发表SCI/EI论文10余篇,授权发明专利15项,地方标准3部;获得中建集团科技进步奖1项,厅局级科技进步奖5项,陕西省土木建筑学会科技奖特等奖1项,二等奖1项。
  9. 姓名:车平
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁宝桥集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”研发,负责钢桥焊接工艺与制造精度控制,研发控制焊接收缩及横坡精度的横隔板制造技术,从焊接工艺端保障大跨钢桥构件制造精度;统一大跨度钢桥焊接监理验收标准,已在全国30余个省市推广应用。成果应用于常泰长江大桥等重大钢桥制造,有效提升钢桥焊接质量与制造精度,保障部品部件无应力装配。
    曾获国家科技奖励情况:中国专利优秀奖1项、陕西省科学技术进步奖一等奖1项、中华人民共和国教育部工程技术研究成果奖二等奖1项、中国钢结构协会特等奖1项、中国公路学会科学技术奖特等奖1项、中国铁路工程集团有限公司科学技术奖一等奖2项、中国交通运输协会科学技术奖一等奖1项。
  10. 姓名:徐文明
    排名:10
    行政职务:副总经理
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁长安重工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”研发,负责超大直径环形钢构件定位成型、钢箱梁自动化组拼等制造装备研发,参与桥梁独柱墩钢盖梁安装设备及焊接工装研制;出版专著《建筑工程钢结构施工工艺与管理》,以第一/主要发明人获授权发明专利5项。成果应用于元朔路大桥等市政缆索桥梁建设,提升钢结构制造自动化水平与装配精度,推动钢结构桥梁建造技术在陕西地区推广应用。
    曾获国家科技奖励情况:中国钢结构协会科技进步一等奖 1 项;中铁建科学技术奖一等奖 1 项;中国交通运输协会科技进步二等奖 2 项;中国铁道学会科技进步奖三等奖 1 项。
  11. 姓名:乔文靖
    排名:11
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安工业大学
    对本项目技术创造性贡献:参与“缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术”研究,负责缆索腐蚀-疲劳耦合试验设计与微观损伤演化数值模拟验证,协助开展超高强钢丝锌铝合金镀层腐蚀元胞自动机模拟及点蚀效应下疲劳损伤演化研究;参与陕西省地方标准《桥梁粘滞阻尼器应用技术指南》编制。成果为缆索深层病害跨尺度精准溯源提供理论支撑,推动缆索长效防腐技术在西北地区桥梁工程中应用,延长桥梁服役寿命。
    曾获国家科技奖励情况:陕西省第十九次优秀工程设计一等奖1项。
  12. 姓名:赵宝俊
    排名:12
    行政职务:部长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:陕西交通控股集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”应用推广,负责陕西省内高速公路桥梁工程的技术落地与示范应用组织,推动无路径依赖施工模拟方法与自适应成形控制技术在陕西交通建设项目中应用;作为建设管理方代表,参与宝鸡联盟路大桥等省内重大桥梁建设,保障技术成果在陕西省内交通工程中规模化推广,获陕西省“中青年科技创新领军人才”称号,助力陕西交通强省建设。
    曾获国家科技奖励情况:获陕西省科学技术进步奖二等奖1项、三等奖1项,中国公路学会科学技术奖一等奖1项、三等奖1项;获交通运输部“青年科技英才”、陕西省“中青年科技创新领军人才”称号。
  13. 姓名:宋敏
    排名:13
    行政职务:副总工程师
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中建三局集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术”工程应用,负责缆索损伤评估与长效防腐技术在施工阶段的现场实施与质量管控,牵头完成省部级工法多项,参与地方标准编制;组织成果在花江峡谷大桥、藤州浔江大桥等高山峡谷大跨桥梁中应用,验证复杂环境下缆索防腐技术可靠性,推动缆索全寿命维养技术在西南山区桥梁工程中推广。
    曾获国家科技奖励情况:获中国建筑金属结构协会科学技术奖二等奖,内蒙古自治区建筑业科技进步二等奖2项、中国施工企业管理协会科学技术奖三等奖;牵头完成省部级工法23项,授权受理专利17项,发布地方标准5项。
  14. 姓名:袁振
    排名:14
    行政职务:研究员
    技术职称:工程师
    工作单位:中铁长安重工有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与“成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术”研究,负责钢结构节点抗震性能与阻尼耗能技术研究,参与钢结构桥梁施工过程仿真分析与误差控制;发表学术论文10余篇(SCI 7篇),获陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖。成果为复杂钢结构桥梁节点设计与施工控制提供技术支撑,推动自适应成形控制技术在钢结构制造环节深化应用。
    曾获国家科技奖励情况:陕西高等学校科学技术研究优秀成果一等奖1项;发表学术论文10余篇,其中SCI论文7篇,EI论文4篇。
  15. 姓名:王彬
    排名:15
    行政职务:副总经理
    技术职称:工程师
    工作单位:西安工业大学
    对本项目技术创造性贡献:参与“缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术”研究,协助开展缆索腐蚀试验数据处理与全寿命可靠度评估模型参数标定,参与新型柔性防水密封装置性能测试与工程应用验证;负责西北地区桥梁缆索服役环境数据采集与分析,为缆索长效防腐技术在寒旱地区适应性研究提供基础数据支撑,推动防腐管控技术在陕西地区桥梁运维中应用。
    曾获国家科技奖励情况:无
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中铁二十局集团有限公司
    单位贡献:主要参与强台风精细化建模与风效应智能化预测防控技术攻关。参与台风三维风场高精度半解析模型、地理加权回归台风极值风速区划相关研究;开展多项风振防控装备实测试验,完善极端气候桥梁风振协同防控技术体系。依托参建重大桥梁开展成果示范落地,在北海西村港大桥等工程开展抗风成套技术应用;编制工程实施方案,推动抗风技术向国内跨江跨海以及克罗地亚佩列沙茨大桥等海外项目推广;开展现场工程验证,保障示范项目实施,助力项目实现经济效益,带动上下游产业链协同。

  2. 单位名称:中铁长安重工有限公司
    单位贡献:主攻成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术。自主研发骑跨式、悬挂式两型缆间横撑、塔梁止推器、自适应平衡索鞍、支座抗拔连接件等核心专用装备;开展钢加劲梁、索塔精细化制造与无应力装配参量几何边界精准控制技术研发,完成装备样机试制与工艺试验;攻克窄装配容差下几何失配、吊索弯折损伤难题,完善以无应力安装格式为驱动的部品精细成形与装配成套工艺。实现自适应施工装备工程化量产,装备成功应用西安元朔大桥、宝鸡联盟路大桥等工程;将高精度钢结构制造工艺落地,大幅降低构件强迫就位率;推广 “先缆后梁”“先梁后缆” 两类体系转换成套工艺;服务国内及海外大跨桥梁建设,提升钢结构构件制造装配质量,带动区域桥梁钢结构产业链升级。

  3. 单位名称:中铁宝桥集团有限公司
    单位贡献:聚焦成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术,负责大跨桥梁钢构件制造端技术攻关。开展钢箱梁、钢桁梁数控下料、焊接变形控制工艺研究,攻克大尺寸钢构件焊接变形难题;参与自适应架设配套构件研发与性能试验;从制造端锁定高精度无应力装配参量几何边界,从源头削减装配误差,破解复杂工况构件几何失配的工程痛点。应用推广:将成套制造工艺应用于常泰长江大桥、深中大桥等超级工程钢构件生产,实现吊索、主缆配套构件高精度制造,有效降低吊索弯折损伤率;牵头编制 3 项公路工程工法;支撑国家标准、地方标准编制;为项目成果工程落地提供高质量钢结构产品保障,助力国内多座大跨缆索承重桥梁建设。

  4. 单位名称:长安大学
    单位贡献:科技创新:牵头两大核心技术研究。一是成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术,提出基于无应力安装格式的无路径依赖模拟技术,建立遗传区间双层协同寻优算法,摆脱传统增量叠加法路径依赖。二是缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术,融合元胞自动机、连续损伤力学揭示钢丝点蚀、丝间磨损、力电化多场耦合致裂机理;研发柔性防水密封装置、OTC长效包覆防腐技术,创立缆索全寿命时变可靠度预测理论,科学界定最优换索节点。应用推广:为张靖皋长江大桥、灞河元朔大桥等重大工程提供全套技术支撑;开发核心算法软件;开展分层分类技术培训,培育硕博技术人才;推动技术在东南沿海腐蚀地区、川藏沿线桥梁以及老旧桥梁智能化改造中推广应用。

  5. 单位名称:东南大学
    单位贡献:牵头几何非线性下桥梁多状态映射设计计算解析理论研究。基于分段悬链线建立三类非线性方程,建立计入拉弯剪扭效应的空间主缆找形模型,提出双层解析寻优机制;构建可变作用多状态映射算法,首创多种群竞争遗传活载极值解析求解理论,解析误差控制 0.01% 以内,计算效率较有限元提升约 20 倍。同时参与缆索损伤跨尺度演化研究,建立非对称断丝张力重布解析模型,完善腐蚀疲劳耦合损伤理论。成果在张靖皋长江大桥、五峰山长江大桥等世界级桥梁开展应用;产出大量 SCI/EI 学术论文,取得多项发明专利与软件著作权;为多塔多缆、空间索面等复杂体系桥梁提供设计验算手段,推动解析计算理论在大跨桥梁设计行业普及。

  6. 单位名称:西安工业大学
    单位贡献:承担缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术基础试验研究。围绕高强钢丝腐蚀疲劳磨损耦合损伤开展大量室内试验;参与元胞自动机、近场动力学损伤模型验证工作,完善微观蚀坑萌生、介观磨损、宏观承载退化全链条损伤数据库;参与缆索全寿命时变可靠度模型迭代优化,完成新型防腐防护体系的性能测试,补齐缆索多场耦合损伤理论试验基础。为项目提供关键试验数据支撑,完成缆索损伤机理室内验证;开展研究生人才培养;支撑沿海高腐蚀环境桥梁运维技术落地;配合实桥开展缆索深层病害溯源评估,为桥梁维养决策提供试验依据,助力老旧桥梁病害检测与寿命评估技术推广。

  7. 单位名称:陕西交通控股集团有限公司
    单位贡献:服务成形过程无路径依赖建模与自适应精准控制技术的工程适配。立足交通建设运营实践,梳理西部复杂山区缆索桥梁施工装配、体系转换、线形控制现场痛点;采集实桥监测数据,对理论算法、装备工艺开展工况适配与迭代优化;参与自适应装配成套工艺现场验证,反馈工程实际问题,打通理论模型与工程现场之间的适配环节。应用推广:依托省内灞河元朔大桥、依托自有运营桥梁搭建全寿命维养示范平台;助力陕西交通强省建设,为本项目成果在西部地区落地提供工程实践载体。

  8. 单位名称:同济大学
    单位贡献:科技创新:牵头强 / 台风精细化建模与风效应智能化预测防控技术理论攻关。开展连续 10 年台风现场观测,构建强台风致灾因子数据库;提出三维风场高精度半解析模型,运用地理加权回归,首次创建我国沿海台风极值风速区划;构建 LSTM 非线性自激气动力深度学习模型、三维颤振卷积计算方法;建立刚度矩阵奇异判定静风失稳新准则;研发抑流板、气动翼板等主被动气动防控装备。应用推广:技术成功用于常泰长江大桥、深中大桥,参与虎门大桥涡振治理;填补国内抗风防灾规范台风条款空白;产出大量高水平学术论文与发明专利;为东南沿海台风高发区大跨桥梁提供完整抗风设计解决方案,推动多级协同风振防控技术行业应用。

  9. 单位名称:中建三局集团有限公司
    单位贡献:参与缆索损伤跨尺度演化机理与全寿命防腐管控技术研发。结合重大桥梁施工运维实践,开展实桥缆索腐蚀、断丝损伤现场调研;参与缆索全寿命时变可靠度评估模型工程适配;推动缆索全寿命维养技术在工程运维阶段落地;完成多项工程应用证明;将评估与防腐成套技术推广至海洋腐蚀环境桥梁,有效降低桥梁全生命周期维养成本,服务重大桥梁健康运维。

  10. 单位名称:中联西北工程设计研究院有限公司
    单位贡献:立足工程设计视角,开展台风风参数取值、风振防控措施的工程化适配研究;将台风极值风速区划、非线性风效应分析算法适配桥梁设计流程;开展主被动气动装备、TMD 精准空间配置方案的设计适配,完善风振防控成套技术的工程设计方法,完成多工况仿真验算。参与技术文档、技术指南编制;打通基础理论到工程设计的应用链条,助力智能抗风成套技术在设计端落地推广。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处