河北省科学技术奖公示

河北省科学技术奖公示

中铁山桥集团有限公司现将《美国纽约韦拉扎诺海峡大桥旧桥改造施工技术研究》项目申报2017年度河北省科学技术进步奖，按照河北省科技厅《关于2017年度河北省科学技术奖励推荐工作的通知》要求，现将相关内容公示，此项目公示10天，自公布之日起10日内，有异议者请与中铁山桥集团有限公司科技部联系。联系电话：0335-7940111

中铁山桥集团有限公司

2017年5月10日

一、项目名称：美国纽约韦拉扎诺海峡大桥旧桥改造施工技术研究

二、推荐单位：秦皇岛市科技局

三、申报奖种：科技进步奖一等奖

四、项目简介

韦拉扎诺海峡大桥（Verrazano Narrows Bridge）建成于1964年，是一座位于美国纽约州纽约市的双层结构的悬索桥，横跨纽约著名的韦拉扎诺海峡，连接斯坦顿岛与布鲁克林，是纽约城市交通极为重要的一环。从1964年完工直到1981年，一直是全世界最长的悬索桥，现今其跨距排名世界第七，是美国境内最大的悬索桥，是纽约的地标性建筑之一。该桥经多年运行，原桥面已无法满足现行车流量重负，于是将原上层混凝土桥面拆除，更换为正交异性钢桥面。本课题主要针对上层桥面新制的正

交异性钢桥面板块展开，更换的正交异性钢桥面结构设横、纵梁与原结构的横、纵梁用角钢栓接，板块的工地连接除桥面板为横、纵向对接焊缝连接外，其他部位均为高强螺栓连接。全桥横向分为7块板单元，纵向分134个节段，全桥共938块板单元。中铁山桥集团有限公司作为我国的钢结构桥梁制造企业首次中标欧美发达国家的旧桥改造市场，其市场前景十分广阔，是我国制造企业走出去战略的优秀模板，其产品制造过程中解决了多项桥梁钢结构制造技术，取得了重大的科技成果，例如：桥面板U形肋角焊缝单道平位对称焊接技术，该技术成功的应用于本项目的桥面板块制造之中，也标志着我国桥梁钢结构生产企业一次巨大的技术进步。另外，在本桥质量检测中首次采用的相控阵无损检测技术，该方法的成功使用是无损检测技术的一次关键突破。对今后同类型钢桥钢结构的生产制造有着极强的借鉴意义。

本课题研发了一套旧桥改造工程中新制桥面板块的制造新技术，保证了新制桥面板块的整体制造质量，极大的提高我国钢结构桥梁制造企业在欧美发达国家乃至世界的知名度和影响力。

项目创新点：

1) 新制桥面与旧桥结构匹配安装测量控制技术研究；

2) 测量数据处理及新制桥面板块施工图方案研究；

3）桥面板块制造过程中的工艺装备研究；

4）桥面板U形肋角焊缝单道平位对称焊接技术研究；

5）相控阵无损检测探伤技术的研究；

五、主要完成单位及创新推广贡献

中铁山桥集团有限公司：针对美国维拉扎诺海峡大桥旧桥改造中桥面板制造技术难题，研发了测量，焊接变形等几何精度控制技术，桥面板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊接技术，U形肋角焊缝相控阵超声波探伤等技术，是钢桥面板制造技术的重大创新。中铁山桥集团有限公司作为我国的钢结构桥梁制造企业首次中标欧美发达国家的旧桥改造市场，是我国制造企业走出去战略的优秀模板，其产品制造过程中解决了多项桥梁钢结构制造技术，取得了重大的科技成果。

六、推广应用及经济社会效益情况

（1）项目研究成果已相继在虎门二桥、沪通桥、平潭桥、北盘江大桥、清水河大桥得到成功应用，受到了业主及专家的好评。目前，相关技术已被国内多个同类厂家应用，带动了行业技术进步。

（2）项目研究成果引起了国际同行业的关注，为公司带来了挪威、新西兰、孟加拉等国家的订单，提高了我国钢桥制造技术的国际竞争力。

（3）项目研究成果提高了正交异性桥面板块的制造质量，延长了桥梁的使用寿命，生产效率提高60%以上，减少人力成本 40%以上，每年为企业增加经济效益2.7 亿元。

七、曾获科技奖励情况：无

八、代表性论文专著：无

九、主要知识产权证明目录

序号	已授权项目名称	类型	专利号	专利权人	发明人
1	正交异性钢桥面的改造方法	发明	ZL201410150176.5	中铁山桥集团有限公司	刘春凤尤元霞南亚轻李久成付常谊李铭杨智轶梁丽娜王娟张士朵关勇王迪陈珊珊董淑云龙东利王晨光
2	正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊接方法	发明	ZL201410103803.X	中铁山桥集团有限公司	徐向军单亚廷刘伟于洋贝玉成范军旗乔春江杨永强郭双才姜志昆
3	桥梁U肋预热机器人	实用新型	ZL201420799380.5	中铁山桥集团有限公司祁麟	祁麟祁凤柱徐向军单亚庭刘伟于洋李华冰刘洪柱常国光王丽君杨骏虎李宇泽李智

十、主要完成人情况表

姓名	排名	技术职称	工作单位	完成单位	对本项目技术创造性贡献
金荣铭	1	教高	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	项目总负责人，负责研究制定项目总体方案，主持研发桥面板U形肋角焊缝单道平位对称焊接技术研究、相控阵无损检测探伤技术的研究，对 1、 2、 3 项创新点均做出了重大贡献。
魏云祥	2	教高	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	项目技术总负责人，负责研究制定项目总体技术方案，主持研发了桥面板块制造过程中的工艺装备研究、测量数据处理及新制桥面板块施工图方案研究，对 1、 4、 5 项创新点均做出了重大贡献。
刘春凤	3	教高	中铁大桥勘测设计院集团	中铁山桥集团有限公司	完成新制桥面板块制造工艺研究；根据测量数据中原有桥横、纵梁中心线位置坐标确定新制板块上横、纵梁中心线位置，在桥梁中心线位置板边一定尺寸，并且与桥梁中心线相垂直，以此确定板边。板块顺桥向板边均平行于板块中心线，根据板块划分尺寸确定板边位置线。板单元外形尺寸，横、纵梁位置尺寸均确定。完成新制桥面板块试装工艺方案研究；为保证新旧结构顺利连接，厂内进行预拼装。由于厂内无原结构与新制板块连接，必须依据现场测量数据，设计模拟旧桥结构的胎架进行预拼装。制定预拼装技术如下：预拼装在模拟胎架上进行，胎架综合考虑各种节段的可调性。预拼装采用多节段连续匹配的方案，保证不少于三个节段，以便确保各方线形及连接关系。
付常谊	4	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	1新制桥面与旧桥结构匹配安装测量控制技术研究；2测量数据处理及新制桥面板块施工图方案研究；3新制桥面板块试装工艺方案研究； 4桥面板块制造过程中的工艺装备研究。作为项目技术负责人，开创了按美标制造的旧桥更换桥面板制造技术的研究方向，对新制更换桥面板的制造技术、新桥面与原桥结合的适应方式和旧桥结构测量数据处理技术进行了开创性的研究。主导了新制桥面板块恢复原桥测量数据试装技术的研究，保障了新桥面与原桥横纵梁的精确结合。对新桥面板块制造过程中的工艺和装备进行研制，如多孔群长圆孔加工方法及装备、横纵梁连续出孔工艺及工装、横纵梁组装定位工艺及工装等等。
徐向军	5	教高	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	主持了本项目用符合美标AWS A709的钢板的开发试验研究，承担了本桥焊接技术准备，按照AWS D1.5M/D1.5进行焊接工艺评定试验，确定了焊接工艺参数，编制了相关焊接工艺文件，指导了钢梁制造，保证了焊缝质量和钢桥板单元的耐久性。通过大量焊接试验研究，研发了“正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊接方法”，并用于本桥制造，2016年1月20日取得发明专利。2015年9月16日，“桥梁U肋预热机器人”取得使用新型专利。
李久成	6	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	主持了新制桥面板块试装工艺方案研究工作及新制桥面与旧桥结构匹配安装测量控制技术研究工作，编写了试装工艺方案，复核了新制桥面与旧桥结构匹配安装测量方案及测量图纸，是测量数据处理方案及新制桥面板块施工图方案的主要起草人，主要负责本项目制造工艺编制及复核、车间质量问题处理、带领本项目技术组完成相关技术工作，配合生产车间完成工艺装备装研究、焊接及涂装工艺研究等工作。
单亚廷	7	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	对创新点4和创新点5做出重大贡献。是“桥面板U形肋角焊缝单道平位对称焊接技术研究”的主要完成人之一，负责焊接试验方案的编制、改进，现场焊接试验的组织及指导工作；负责“依据美国标准NYSDOT、AWS D1.5M/D1.5：2008进行的焊接工艺评定试验研究”工作，包括试验方案的编制、现场焊接试验的组织及实施、焊接工艺评定报告及焊接工艺规程的编制。是发明专利“正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法”（专利号：ZL201410103803.X）的第二完成人，实用新型专利“桥梁U肋预热机器人”（专利号：ZL201420799380.5）的主要完成人之一。
杨永强	8	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	1）澄清纵梁与桥面板间焊缝超声检测工艺。设计图纸上要求的焊缝尺寸为有效喉厚，由于此焊缝为部分熔透焊缝，美标没有相关检测标准及验收标准。通过与业主及设计单位沟通，提出了通过利用超声波检测焊缝熔深及焊脚尺检测焊脚尺寸的方法计算出“有效焊脚尺寸”，从而换算成有效喉厚。2）澄清横梁与U肋连接焊缝的超声波探伤工艺。该部位有部分熔透焊缝，美标没有相关检测标准及验收标准。通过与业主及设计单位沟通，制定出该焊缝的探伤方法及验收合格标准。3）澄清U肋与桥面板焊缝的相控阵验收标准。由于相控阵探伤没有相关验收标准，为了更好的指导生产，和业主及专家沟通，制定出了需返修缺陷的尺寸及合格焊缝的标准。
郭双才	9	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	对创新点2、5创新点做出重大贡献。主持测量数据处理方案及新制桥面板块施工图方案相关工作，参与新制桥面板块试装工艺方案研究工作及新制桥面与旧桥结构匹配安装测量控制技术研究工作，是“桥面板U形肋角焊缝单道平位对称焊接技术研究”的主要完成人之一，主持焊接试验方案的编制、改进，现场焊接试验的组织及指导工作；负责“依据美国标准NYSDOT、AWS D1.5M/D1.5：2008进行的焊接工艺评定试验研究”工作，是发明专利“正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法”（专利号：ZL201410103803.X）的主要完成人之一。
杨洪志	10	高工	中铁山桥集团有限公司	中铁山桥集团有限公司	独立于合作者完成了本项目主要创新点5 “相控阵无损检测探伤技术的研究”，成功使用超声波相控阵技术对桥面板与U形间角接焊接接头的根部未焊透尺寸进行了可靠评价。通过理论分析和实验分析，制定并实施了符合实际、具有较高可操作性的检测技术条件，满足了本项目桥面板与U形间角接焊接接头焊接质量的控制要求。

十一、完成人合作关系说明及完成人合作关系情况汇总表

本项目完成单位中铁山桥集团有限公司，被誉为中国钢桥的摇篮，是中国钢梁钢结构制造规模最大、实力最强、最具竞争力的企业之一。

项目第一完成人金荣铭是中铁山桥集团有限公司副总经理，教授级高级工程师，享受国家政府津贴，作为项目总负责人，全面负责项目工作的开展。主要完成人魏云祥、刘春凤、付常谊、徐向军、李久成、单亚廷、杨永强、郭双才、杨洪志均为中铁山桥集团有限公司教授级高级工程师和高级工程师，他们团结合作，保证了项目的顺利进行，针对美国维拉扎诺海峡大桥旧桥改造中桥面板制造技术难题，研发了测量，焊接变形等几何精度控制技术，桥面板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊接技术，U形肋角焊缝相控阵超声波探伤等技术，是钢桥面板制造技术的重大创新。

2014年10月，刘春凤同志由于工作需要，调入至中铁大桥勘测设计院集团有限公司。在本项目研发过程中，完成人均属中铁山桥集团有限公司，同一单位，同一课题组，完成人共同完成项目，具有共同知识产权，共同获奖。刘春凤、付常谊、李久成是《正交异性钢桥面的改造方法》（ZL 2014 1 0150176.5）发明专利共同发明人，徐向军、单亚廷、杨永强、郭双才是《正交异形板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法》（ZL 201410103803.X）发明专利共同发明人，徐向军、单亚廷是《桥梁U肋预热机器人》（ZL 2014 2 0799380.5）实用新型专利共同发明人。

完成人合作关系情况汇总表

序号	合作方式	合作者/ 项目排名	合作时间	合作成果	证明材料
1	共同获奖	金荣铭/1 魏云祥/2 刘春凤/3 付常谊/4 徐向军/5 李久成/6 单亚廷/7 杨永强/8 郭双才/9 杨洪志/10	2012-1-1至2015-12-31	《美国纽约韦拉扎诺海峡大桥旧桥改造施工技术研究》项目通过省新产品新技术鉴定验收，总体技术达国际先进水平	附件
2	共同知识产权	刘春凤/3付常谊/4李久成/6	2012-5-1至2015-12-31	《正交异性钢桥面的改造方法》发明专利	附件
3	共同知识产权	徐向军/5 单亚廷/7 杨永强/8 郭双才/9	2012-5-1至2015-12-31	《正交异形板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊方法》发明专利	附件
4	共同知识产权	徐向军/5 单亚廷/7	2012-5-1至2015-12-31	《桥梁U肋预热机器人》实用新型专利	附件

十二、知情同意报奖证明

中铁山桥集团有限公司的《美国纽约韦拉扎诺海峡大桥旧桥改造施工技术研究》项目现申报2017年河北省科学技术奖，项目已授权国家发明专利2项，实用新型专利1项。

序号	专利名称	类型	专利权人	发明人
1	正交异性板U形肋角焊缝机器人平位单道对称焊接方法	发明	中铁山桥集团有限公司	徐向军单亚廷刘伟于洋贝玉成范军旗乔春江杨永强郭双才姜志昆
2	正交异性钢桥面的改造方法	发明	中铁山桥集团有限公司	刘春凤尤元霞南亚轻李久成付常谊李铭杨智轶梁丽娜王娟张士朵关勇王迪陈珊珊董淑云龙东利王晨光
3	桥梁U肋预热机器人	实用新型	中铁山桥集团有限公司祁麟	祁麟祁凤柱徐向军单亚庭刘伟于洋李华冰刘洪柱常国光王丽君杨骏虎李宇泽李智

上述知识产权用于报奖的情况，已取得未列入项目主要完成人的其他权利人（发明人和专利权人）的同意。

特此证明