湖南省科技进步奖推荐简表方案.PDF

湖南省科技进步奖推荐简表    一、项目名称（限 30个字以内）  强风作用下桥上行车安全保障关键技术及工程应用  二、推荐单位意见（限 600个字以内）  该项目结合国家高铁和公路网络及城轨交通快速发展的重大需求，对强风作用下桥上行 车安全气动保障关键技术及应用开展深入系统的研究，研发了移动车辆-桥梁系统气动耦合 特性识别关键技术；揭示了车辆和桥梁间静、动态气动耦合作用机理；首次建立了桥上典型 车辆气动力模型和风-车-桥耦合振动精细化分析模型，完善了风-车-桥系统耦合振动分析理 论；提出了车-桥系统响应极值的区间分析方法和适用于桥梁承载力评估的动力冲击系数； 研发了开孔板型、百叶窗型、合页型和组合型等新型风屏障形式；揭示风屏障对桥上列车气 动特性的影响机理；提出了能综合考虑风屏障、车辆和桥梁气动性能的典型桥上风屏障最优 结构形式和设计参数。 本项目获国家发明专利 11 项，实用新型专利 21 项，软件著作权 9 项；发表 SCI 论文 29篇、EI论文 65篇，专著 1部。主要成果已广泛应用于受强台风影响的沿海桥梁和局域突 发大风影响的山区大跨桥梁累计 40 余座，为强风作用下桥上车辆安全运营管理及重大桥梁 工程的动力设计等提供了科学的理论支撑，确保了桥上车辆运行的安全性与舒适性，取得了 显著的社会经济效益。 经审阅，该项目推荐材料真实有效，相关栏目符合填写要求，且经公示，目前无异议。 对照授奖条件，特推荐申报 2017度湖南省科学技术进步奖一等奖。 三、项目简介（限 1200个字以内）  强风是导致车辆运行安全事故的主要气象灾害之一，轻则路网中断，重则车毁人亡，社 会影响极大。随着我国高速铁路、高速公路及城市轨道交通的迅速发展，桥梁作为交通基础 设施的关键工程，总数已达 100万座，居世界第一。相比平地路基，桥梁结构柔、离地高度 大，车辆与桥梁之间动力相互作用显著，强风作用下车桥系统气动干扰效应复杂。因此，桥 上行车安全一直是学术界和工程界普遍关注的热点问题。随着交通网络向西部山区和沿海地 区的不断延伸，长大跨桥梁日益增多，风环境条件更加复杂多变，加上车辆运行速度不断提 高，使得强风、车辆、桥梁之间复杂的气动和动力相互作用显著加剧，桥上车辆的行驶安全 问题更为突出。 为此，本项目针对强风作用下桥上行车安全的重大关键科学和技术问题，在国家 863 计划、国家自然科学基金（含优青）、铁道部（中国铁路总公司）科技计划及重大工程建设 项目等 38项科研项目的持续资助下开展系统深入研究，历时 14年，取得的主要创新性成果 如下： （1）研发了移动车辆-桥梁系统气动耦合特性识别关键技术 针对移动车-桥系统气动特性理论分析和数值模拟难以试验验证的技术难题，自主研发 了能实现风洞内列车/汽车模型移动的加速装置及突变风模拟装置，提出了移动列车/汽车气 动力无线测试技术，形成了移动列车/汽车-桥梁系统气动耦合特性识别系统，得到了更为真 实的气流绕流下移动车辆-桥梁系统气动力；结合风洞实验和 CFD 动网格技术，揭示了车辆 和桥梁间静、动态气动耦合作用机理，为强风下桥上行车安全气动保障措施优化设计提供关 键支撑。 （2）建立了强风作用下车-桥系统耦合振动精细化分析模型与安全评估理论 突破了既有车-桥耦合系统振动分析和安全评估理论的局限，在国际上首次建立了桥上 典型车辆气动力模型，为风-车-桥系统分析提供更加准确的风荷载输入；率先考虑了气动力 耦合、抖振力空间相关性和多参数随机性等影响，完善了公路、铁路及公铁两用桥梁的风- 车-桥系统耦合振动分析理论；揭示了强风作用下桥上车辆倾覆机理，提出了准确快速获取 车-桥系统响应极值的区间分析方法和适用于桥梁承载力评估的动力冲击系数，建立了车辆 安全运行车速和风速指标体系，形成了强风作用下车-桥系统安全评估理论。 （3）创建了保障强风作用下桥上行车安全的综合气动优化技术 针对现有防风技术没有综合考虑风屏障、车辆和桥梁整体气动性能的不足，提出高速铁 路桥上风屏障的风荷载现场测试方法，率先获得了在列车风和自然风联合作用下风屏障的风 荷载；研发了百叶窗型、合页型和组合型等新型风屏障形式，结合 CFD三维数值模拟和风洞 实验，揭示风屏障对桥