关于推荐申报2017年度国家科学技术奖候选项目的公示(二)

     发布日期:2016-12-21 阅读次数:

    我校主持完成的“复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术及应用”成果拟申报推荐2017年度国家科学技术进步奖。根据相关要求,现对项目进行公示,公示材料见附件。

    项目公示期为:2016年12月21日至2016年12月30日,公示期10天。在公示期内,任何单位或者个人对推荐项目的创新性、先进性、实用性及推荐材料的真实性及项目完成人、完成单位及排序持有异议的,可以书面向科技处提出,并提供必要证明文件。科技处联系电话:51688552。

    根据相关要求,为了便于核实、查证,确保实事求是、公正地处理异议,提出异议的单位或者个人,应当表明真实身份,凡匿名异议和超出期限的异议一般不予受理。

    特此公示。

                                                  北京交通大学科技处

                                                  2016年12月21日

附件:

一、项目名称

    复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术及应用

二、推荐单位意见

    该项目紧密结合国家高速铁路发展的重大战略与行业需求,攻克了高速铁路无缝线路关键技术难题,形成了具有自主知识产权的复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术体系。创新成果指导了举世瞩目的多条跨越长江、黄河的长大桥梁无缝线路以及处于大温差地区的多座高架站无缝道岔群的设计与建造。成功应用于跨越不同气候带、世界里程最长的京广高铁,最大轨温差达90℃的世界首条处于高寒地区的哈大高铁等线路,为我国高铁建设、安全高效运营提供了技术保障。运营实践表明,复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术能够满足高速铁路高平顺、高安全、高舒适性运营要求,取得了良好的经济和社会效益。

    该项目十多年来坚持践行“政、产、学、研、用”协同创新模式,培育了一批高素质创新型专业人才和一支轨道工程关键技术研究与应用队伍,为成果产业化和技术持续创新奠定了坚实基础。

    推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。

三、项目简介

    该项目属交通运输工程领域。

    无缝线路是将单元长度钢轨焊接成长轨条、消除轨缝的铁路线路,是保障高速线路高平顺、高可靠、低振动、少维修的核心技术。如果没有无缝线路,剧烈的轮轨作用会直接威胁高速行车安全,严重制约高速铁路发展。

    我国地域广阔,气候条件差异巨大,长钢轨及道岔热胀冷缩引起巨大温度力可能造成断轨、胀轨、变形超限等,面临与气候环境的适应性难题;我国地形、地质环境复杂,线路跨越江河、公路等会存在大量长大、高墩桥、高架车站、桥隧过渡段,温度、列车荷载共同作用下梁体变形与轨道高平顺要求相矛盾,面临与长大桥、高架站等复杂结构的协调性难题。上述难题已成为制约无缝线路发展及高速安全运营的技术瓶颈。项目实施前,国内外仅针对普通无缝线路、短桥上无缝线路、小号码无缝道岔等开展了研究,对大号码道岔无缝化、长大桥无缝线路、高架站无缝道岔及安全评估监测等高速无缝线路核心技术的研究存在严重不足。在国家及部委支持下,历经近十年的理论技术创新,形成了自主知识产权的复杂环境下高速铁路无缝线路关键技术体系。创新点如下:

    1、针对大号码道岔无缝化问题,创建了大号码无缝道岔/道岔群的精细化分析理论及系统设计方法,并提出整套铺设方法。指导研发了高速无缝道岔系列产品,促使我国成为大号码无缝道岔原创国之一;率先在年温差达90度的世界上第一条高寒地区高速铁路(哈大)上成功铺设了62号无缝道岔,属世界首次。

    2、针对复杂气候条件下长大桥梁不同无砟轨道铺设无缝线路问题,创立了无缝线路-不同无砟轨道-长大桥梁三维空间耦合分析理论及设计方法,自主研发了台后锚固体系,突破了高速铁路长大桥梁无法连续铺设无缝线路的技术瓶颈,成功应用于举世瞩目的京沪、京广高铁等跨越长江、黄河等长大桥无缝线路中。

    3、针对复杂气候、高速列车等耦合作用下高架站铺设无缝道岔及道岔群问题,首次建立多场条件下高架站-无缝道岔群复杂系统的精细化分析方法;自主研发了基于多体动力学和有限元结合的协同仿真系统FORSYS,创建了系统的设计理论,解决了高架站铺设无缝道岔的世界性难题,成功应用于哈大、哈齐等十多条高铁设计中。

    4、针对无缝线路评估、监测等问题,构建了光纤光栅、视频感知等多手段智能融合的实时在线监测方法,提出了复杂运营条件下无缝线路检算评估技术体系,将轨道监测及管理技术提高到一个新的水平,填补了该领域空白,成功应用于我国多条高速铁路的运营维护。

    项目获2012年度铁道学会科技特等奖,2013年获教育部科技进步一等奖、入选中国高校十大科技进展,2016年获中国专利优秀奖等。经教育部鉴定“该成果系统性、创新性强,整体达到了国际领先水平”。项目践行了“政、产、学、研、用”协同创新模式,培养了一大批轨道工程领域高层次人才,推动了高速铁路行业的快速发展。

四、客观评价

    1、与当前国内外同类技术比较

    自2004年至今,我国已开通运营高速铁路2.0万公里,是世界上里程最长、速度最高、在建规模最大的国家,多条高铁线路采用了该项目成果;到2020年,该成果还将应用于多条高铁建设,应用前景广阔、社会经济效益显著。与国外同类技术相比,在大号码无缝道岔、长大桥无缝线路、高架站无缝道岔等方面具有明显优势。

    2、该项目的鉴定意见评价

    (1)教育部针对该项目所开展的“高速铁路无缝线路设计理论及应用”进行了成果鉴定,专家组认为:“课题组以我国高速铁路发展需求为目标,对高速铁路无缝线路关键设计参数、高速铁路道岔、长大桥梁无缝线路、高架站无缝道岔、轨道服役状态监测理论与技术,以及高速铁路无缝线路检算与评估等进行了系统的理论与试验研究,形成了具有自主知识产权的‘高速铁路无缝线路设计理论及应用’的关键技术体系。该成果系统性、创新性强,整体处于国际领先水平。”

    (2)铁道部项目《高速铁路长大桥梁、高架站及无砟轨道无缝线路技术试验研究》的技术验收意见:“通过建立静动力学协同仿真精细化模型,深入分析了结构受力和变形规律,结合京沪高铁、郑西客专等静动态试验及长期监测,系统研究了长大桥梁、高架站无砟轨道无缝线路的设计理论和方法、检测及监测方法、检算和评估方法。部分成果写入了技术要求和规范,为我国高速铁路无缝线路的设计、施工及维护提供了重要依据。”

    (3)中国铁路总公司项目《铁路基础设施检测监测及评价技术研究——高速铁路长大桥梁、高架站轨道系统综合监测技术研究》的技术验收意见:“该课题研究了长大桥梁、高架站轨道系统综合监测技术体系,分析了梁轨相互作用机理、敏感区域及指标,提出了综合监测内容、测点布设方案、监测实施手段、数据传输、存储及分析方法,构建了实时在线监测系统及数据管理信息平台,实现了高速铁路轨道系统服役状态的综合监测。”

    3、科技奖励

    (1)相关课题“高速铁路无缝线路设计关键技术及应用”2013年获教育部科技进步奖一等奖;

    (2)相关课题“高速铁路长大桥梁、高架站无缝线路设计理论及应用技术”2012年获中国铁道学会科学技术特等奖;

    (3)相关课题“一种高速铁路及城市轨道交通轨道结构试验模拟系统”2016年获第十八届中国专利优秀奖;

    (4)相关课题“穿越既有轨道交通工程安全风险控制成套关键技术”2014年获北京市科技进步二等奖;

五、推广应用情况

    自2004年以来,该项目研究成果被行业内多家具有高速铁路线路总体设计资质的设计院采用,成功应用于总里程达2298公里的京广高铁、首次在高寒地区铺设无缝线路的哈大高铁等多条高速铁路无缝线路设计中。

六、主要知识产权证明目录

    1. 发明专利:基于纵横垂向空间耦合模型的高速铁路无缝道岔设计方法,ZL200910236843.0。

    2.发明专利:高速铁路桥上有砟轨道结构力学分析及选型方法,ZL201210238462.8。

    3.发明专利:高速铁路长大桥梁单元式无砟轨道无缝线路设计方法,ZL201210331001.5。

    4.发明专利:高速铁路长大桥梁纵连板式无砟轨道无缝线路设计方法,ZL201210265244.3。

    5.发明专利:一种高速铁路及城市轨道交通轨道结构试验模拟系统,ZL200910242417.8。

    6.发明专利:纵横垂向耦合的高速铁路高架车站上无缝道岔的设计,ZL200910236546.6。

    7.发明专利:一种桥上无缝道岔结构体系及其动力分析方法,ZL200910236922.1。

    8.发明专利:铁路有砟轨道枕下道床支撑刚度测试设备,ZL200910078471.3。

    9.发明专利:高速铁路列车-轨道-桩板结构的动力耦合分析方法,ZL201310288952.3。

    10.发明专利:考虑地基土体支承作用的桩板结构解析计算方法,ZL201310334531.X。

七、主要完成人情况

1.姓名:高亮,排名:1,行政职务:副院长,技术职称:教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:总体研究方案的制定者,主持完成了高速铁路无缝线路关键技术的研究。创立了无缝线路-不同无砟轨道-长大桥梁三维空间耦合分析理论及设计方法,自主研发了台后锚固体系,建立多场条件下高架站-无缝道岔群复杂系统的精细化分析方法,自主研发了基于多体动力学和有限元结合的协同仿真系统FORSYS。

2.姓名:陈峰,排名:2,行政职务:副校长,技术职称:教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了长大桥梁无砟轨道无缝线路设计与计算理论研究,负责进行了一次性铺设无缝线路的理论与试验研究工作,完善了长大桥梁无缝线路关键设计参数体系,提出了高速无缝线路施工质量检测方法及评价指标。

3.姓名:曾宪海,排名:3,行政职务:副主任,技术职称:教授级高级工程师,工作单位:中国铁路总公司运输局工务部,完成单位:中国铁路总公司运输局工务部

对本项目技术创造性贡献:主要参与了高速铁路长大桥梁及高架站无砟轨道无缝线路长期监测技术研究,参与开展了大量的现场试验工作,参与了高架站无砟轨道无缝道岔设计,并对高速铁路无缝线路日常管理及维护技术进行了研究。

4.姓名:尹辉,排名:4,行政职务:系副主任,技术职称:副教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:主持建立了高速铁路无缝线路信息管理系统及辅助决策系统,开发了基于铁路TQI指数的轨道状态预测与辅助决策系统,实现了对现场养护维修数据的动态管理;参与了高架站无缝道岔设计理论与方法研究,共同主持编制了桥上无缝线路、桥上无缝道岔设计软件。

5.姓名:蔡小培,排名:5,行政职务:系主任,技术职称:副教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了高架站无缝道岔的现场试验,组织、实施了长大桥无砟轨道无缝线路的静、动态测试,参与了高铁无砟轨道台后锚固体系试验研究,对端刺结构进行了优化设计。提出了基于光纤光栅的高铁无缝线路系统监测方法。

6.姓名:肖宏,排名:6,行政职务:无,技术职称:副教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了长大桥梁无砟轨道无缝线路静、动态测试,组织、实施了高架站无缝道岔现场试验,并对不同型式的长大桥梁无砟轨道无缝线路静、动力学特性及其影响因素进行了理论研究。参与研发了道床的纵、横向阻力及支承刚度的测试设备。

7.姓名:魏强,排名:7,行政职务:副总工程师,技术职称:教授级高级工程师,工作单位:中国铁路总公司工程管理中心,完成单位:中国铁路总公司工程管理中心

对本项目技术创造性贡献:参与制定技术路线、研究方案,参与了长大桥梁无砟轨道无缝线路结构设计与施工技术研究;参与了高速铁路桥台台后锚固体系结构关键设计参数的理论及试验研究;参与了高速铁路长大桥梁无缝线路检测、监测、预测、检算和评估。

8.姓名:李秋义,排名:8,行政职务:处副总工程师,技术职称:正高级,工作单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司,完成单位:中铁第四勘察设计院集团有限公司

对本项目技术创造性贡献:参与了高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路的技术攻关并参与编制了《铁路无缝线路设计规范》,参与了武广客专雷大桥特大桥、广深港客专沙湾水道特大桥、沪昆客专金华江特大桥、合福客专铜陵长江大桥等多个工点无缝线路静、动力学试验研究,并将成果应用到设计中,完善了设计方法;提出了长大桥梁及高架站无砟轨道无缝线路的静、动力学检算指标及方法,负责了多座高速铁路长大桥梁无缝线路、路基及高架站无缝道岔的检算和评估。

9.姓名:闫红亮,排名:9,行政职务:处副总工程师,技术职称:正高级,工作单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司,完成单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司

对本项目技术创造性贡献:参与了高速铁路长大桥无缝线路、高架站无砟轨道无缝道岔理论与试验研究,将研究成果成功应用到京沪高速铁路、京郑客运专线、大西客运专线、津秦客运专线、长昆客运专线等项目的无缝线路设计中。

10.姓名:董彦录,排名:10,行政职务:副总经理,技术职称:教授级高级工程师,工作单位:中铁宝桥集团有限公司,完成单位:中铁宝桥集团有限公司

对本项目技术创造性贡献:负责了高速铁路大号码无缝道岔的生产、制造,参与了大号码无缝道岔的设计、研发,指导了路基上大号码无缝道岔以及高架站无缝道岔的现场铺设。

11.姓名:彭华,排名:11,行政职务:无,技术职称:副高级,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:主要参与了高速铁路无缝线路检测、安全监测技术研究,参与了长大桥梁及高架站无砟轨道无缝线路、无缝道岔检算评估方法研究以及无缝线路关键设计参数的试验研究。

12.姓名:辛涛,排名:12,行政职务:无,技术职称:讲师,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了高架站无砟轨道无缝道岔的设计理论及方法研究,组织了郑西、哈大高速铁路等多个典型工点的静、动力学试验研究;参与无缝线路安全监测及安全评估研究,参与完成了渭南北站高架站无缝道岔群的铺设。

13.姓名:白明洲,排名:13,行政职务:副处长,技术职称:教授,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了高速铁路无缝线路检测、监测技术研究以及无缝线路检算评估方法研究,参与了长大桥梁不同无砟轨道无缝线路设计理论及技术研究。

14.姓名:侯博文,排名:14,行政职务:无,技术职称:讲师,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了高速大号码无缝道岔关键设计参数及设计方法研究,参与了基于多手段智能融合的高速铁路无缝线路服役状态综合监测技术研究。

15.姓名:张艳荣,排名:15,行政职务:无,技术职称:讲师,工作单位:北京交通大学,完成单位:北京交通大学

对本项目技术创造性贡献:参与了长大桥梁不同无砟轨道无缝线路的现场试验以及计算分析研究。

八、主要完成单位及创新推广贡献

    1. 北京交通大学,创新推广贡献:项目总负责单位,承担了高速铁路道岔无缝化、长大桥梁无缝线路设计及计算理论、高架站无砟轨道无缝道岔设计及计算方法、长期监测技术以及检算评估方法的研究工作。为该项目取得系统集成创新和自主创新成果起到了核心作用,确保了该项目高效、高质量地完成,为成果的产业化做出了突出贡献。

    2. 中铁第四勘察设计院集团有限公司,创新推广贡献:主要参加单位,参与了长大桥梁无砟轨道无缝线路及无缝道岔的设计理论研究、无缝线路长期监测技术和检算评估方法的研究,负责了郑武、武广等多条高速铁路无缝线路的设计,是设计理论的主要应用单位。

    3. 铁道第三勘察设计院集团有限公司,创新推广贡献:主要参加单位,参与了高速铁路无砟轨道无缝线路、高架站无缝道岔关键设计参数、设计方法及检算评估的研究工作,负责了哈大、哈齐、石太等多条高速铁路的设计。在本项目所取得的多项具有自主知识产权的创新成果中做出了突出贡献。

    4. 中铁宝桥集团有限公司,创新推广贡献:主要参加单位,参与了高速铁路大号码无缝道岔的设计、研发以及高架站无缝道岔的研究工作。负责大号码无缝道岔的生产、制造工作,指导了现场的无缝道岔铺设工作,保障了无缝道岔的安全、稳定。

九、完成人合作关系说明

    完成人高亮、陈峰、尹辉、蔡小培、肖宏、彭华,白明洲,辛涛,侯博文,张艳荣均为北京交通大学教师,是北京交通大学轨道工程团队的核心成员。高亮为本项目负责人,是本项目多项专利的主要发明人及多篇论文的主要作者。陈峰是本项目课题“高速铁路长大桥梁、高架站轨道系统综合监测技术研究”的负责人。尹辉主持建立了高速铁路无缝线路信息管理系统及辅助决策系统,自主开发了基于铁路TQI指数的轨道状态预测与辅助决策系统。蔡小培、肖宏、辛涛等是团队的中青年骨干,是本项目多项专利的发明人,参与了大量理论研究与试验检测工作。魏强为中国铁路总公司工程管理中心相关项目技术负责人,参与了高速铁路端刺结构关键设计参数的理论及试验研究,并发表论文分析了CRTSⅡ型板式轨道后台Π型主端刺锚固结构的受力,也参与了高速铁路长大桥梁、高架站轨道系统综合监测技术研究的工作。李秋义、闫红亮、董彦录分别为中铁第四勘察设计院集团有限公司、铁道第三勘察设计院集团有限公司、中铁宝桥集团有限公司3家大型企业的相关项目负责人,与北京交通大学轨道工程团队长期合作,联合攻关,为项目成果的转化与应用做出了贡献。李秋义在成果“高速铁路无缝线路设计理论及应用”中,参与高速道岔设计理论研究及长期监测技术研究,并将成果应用到设计中,完善了设计方法。闫红亮将研究成果成功应用到京郑、大西客专、京沪高铁、济青高铁等无缝线路的设计中,节约了大量费用和设计成本,增加了企业利润。董彦录参与成果研发,优化了无缝道岔的生产工艺,生产制造了多组高速无缝道岔,为企业带来了很好的经济效益。