CHTS2024|橋梁智能建造理論與方法學術研討會在江蘇啟東成功召開

《中國制造2025》規(guī)劃中強調，我國工業(yè)制造領域需推進行業(yè)信息化、智能化與工業(yè)化深度融合。交通運輸部印發(fā)的《交通運輸重大技術方向和技術政策》中，將“橋梁智能制造技術”列為交通運輸十項重大技術方向和技術政策之一?！笆奈濉币詠?，我國在跨江越海及崇山峻嶺等復雜環(huán)境與地質條件下規(guī)劃和建設了一批重大橋梁工程。正是基于上述背景，橋梁智能建造技術的研究與應用日漸成為行業(yè)發(fā)展新的主題。7月12~14日，由中國公路學會橋梁和結構工程分會主辦，中交第二航務工程局、中交第二公路工程局等單位支持，江蘇滬寧鋼機股份有限公司等承辦的“2024年橋梁智能建造理論與方法學術研討會”于曠美的江海之濱江蘇啟東順利召開。

作為國家重點研發(fā)計劃項目“橋梁智能建造理論與方法研究”的一項重要學術交流活動，本次研討會以“橋梁智能建造理論、方法及其工程創(chuàng)新應用”為主題，邀請橋梁建設領域科研、設計、建造、養(yǎng)護等專業(yè)方向的六十余位行業(yè)知名專家學者，以及橋梁分會成員代表、高校與企業(yè)代表等共計一百余人齊聚一堂，深入探討橋梁科學技術的最新研究方向，展示近年橋梁建設領域的最新研究成果，為推動橋梁行業(yè)的科技創(chuàng)新，加快培育橋梁新質生產(chǎn)力，加強行業(yè)合作共建提供持續(xù)的智力動能支持。

出席本次會議的領導、學者和重要嘉賓有：

中國工程院院士、全國工程勘察設計大師、中國交通建設集團首席科學家、中國公路學會橋梁和結構工程分會理事長張喜剛；中國工程院院士、重慶大學教授周緒紅；中國交通建設集團院士工作處處長李文杰；中國公路學會專家委員會副主任、江蘇交通工程建設局原局長蔣振雄；中國公路學會橋梁和結構工程分會副理事長、廣東省交通集團副總工程師吳玉剛；交通運輸部科學研究院交通科技發(fā)展促進中心主任吳洪洋；上海鐵路局馬鞍山公鐵兩用長江大橋寧安鐵路公司指揮部指揮長李冰；全國工程勘察設計大師、北京建筑設計研究院結構總工程師朱忠義；廣東省公路建設有限公司總工程師代希華；中國公路學會橋梁和結構工程分會副理事長、中交第二航務工程局首席科學家張鴻；廣東灣區(qū)交通建設投資有限公司總工程師張?zhí)疲恢需F大橋局崇啟公鐵長江大橋指揮長熊開兵；中國公路學會橋梁和結構工程分會副理事長、江蘇交通控股有限公司高速公路技術專家委員會原副主任吉林；中國公路學會橋梁和結構工程分會副理事長、清華大學教授樊健生；同濟大學教授吳沖；中國科學院武漢巖土力學研究所科技處處長盛謙；中國公路學會橋梁和結構工程分會秘書長、中交公路長大橋建設國家工程研究中心總經(jīng)理馮良平；江蘇省交通工程建設局項目副指揮、張靖皋長江大橋建設指揮部總工程師阮靜；南京市公共工程建設中心技術處處長周暢；廣西路橋集團副總經(jīng)理韓玉；中交公路長大橋建設國家工程研究中心副總經(jīng)理過超；中交公路長大橋建設國家工程研究中心總經(jīng)理助理吳宏波；中鐵大橋局崇啟公鐵長江大橋指揮部總工程師江湧；中交第二航務工程局技術中心總經(jīng)理田唯；中交第二航務工程局技術中心副總經(jīng)理黃燦；鐵道科學研究院橋梁室副主任班新林；東南大學首席教授劉高；重慶大學教授伍洲；同濟大學教授阮欣；重慶交通大學教授楊建喜；東南大學教授徐照；北京大學教授汪國平；北京大學教授汪亦洲；中國科學院長春應用化學研究所研究員張紅明；《橋梁》雜志社社長、總編楊志剛；江蘇法爾勝纜索有限公司總經(jīng)理趙軍；江蘇滬寧鋼機股份有限公司董事長王寅大；江蘇滬寧鋼機股份有限公司副總經(jīng)理、總工程師高繼領；江蘇滬寧鋼機股份有限公司副總經(jīng)理李翠光等。

一、開幕致辭：創(chuàng)新引領，共贏未來

    7月13日上午大會正式開幕，開幕式及嘉賓學術報告上段由中國公路學會橋梁和結構工程分會副理事長、江蘇交通控股有限公司高速公路技術專家委員會原副主任吉林主持。

    中國工程院院士、全國工程勘察設計大師、中交集團首席科學家、中國公路學會橋梁和結構工程分會理事長張喜剛作大會致辭。他指出：當前我國橋梁工程的智能建造需求已發(fā)展成為行業(yè)共識，取得了一定的成績，但在橋梁設計建造理論方法與核心算法、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能裝備規(guī)?；瘧玫拳h(huán)節(jié)仍然存在短板。全體橋梁人要從行業(yè)急切需要和長遠需求出發(fā)，堅持需求和問題導向，把握機遇，科學謀劃，加快發(fā)展行業(yè)技術體系和人才體系，充分發(fā)揮橋梁科技創(chuàng)新平臺的支撐引領作用，強化產(chǎn)業(yè)化協(xié)同發(fā)展，助力我國早日實現(xiàn)交通強國戰(zhàn)略。

二、學術交流：量大面廣，精彩紛呈

    本次研討會共安排了13場主題報告，內容涵蓋橋梁工程科研、設計、施工、管養(yǎng)的關鍵技術等多個方面，旨在凝聚行業(yè)共識、加強聯(lián)動合作，共同推動橋梁工程高質量發(fā)展。多位知名專家針對橋梁工程的智能建模與優(yōu)化設計、工業(yè)化智能建造產(chǎn)業(yè)與關鍵技術、結構智能測評與維保技術、橋梁建造機器人設計與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展等多個議題方向，為與會人員帶來了不僅技術創(chuàng)新前瞻性強、又緊密貼合工程實踐應用的行業(yè)技術精彩交流。

周緒紅院士：《橋梁結構智能建模與優(yōu)化技術》

    隨著新一代信息技術的發(fā)展,尤其是人工智能技術的應用,智能建造技術應運而生,對促進土木行業(yè)轉型升級具有重要意義。報告闡述了智能建造的內涵和在土木工程中的應用場景；針對傳統(tǒng)建造方式所存在的痛點問題，介紹了研究團隊在智能設計、智能檢測、智能預拼裝技術、智能建造機器人技術等方面的研究思路、技術路線，以及所取得的初步研究成果和工程應用。

張喜剛院士：《數(shù)智賦能 引領橋梁產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展》

“交通強國”“高質量發(fā)展”等國家戰(zhàn)略要求橋梁產(chǎn)業(yè)高質量創(chuàng)新發(fā)展，建設以“安全、智能、綠色”為特征的橋梁強國。在此需求牽引下，橋梁工程技術在朝著安全長壽、綠色建養(yǎng)進一步創(chuàng)新發(fā)展的基礎上，要通過與新一代信息智能技術的交叉融合實現(xiàn)數(shù)智賦能，進而推動“第三代橋梁工程”產(chǎn)業(yè)升級，實現(xiàn)“智能橋梁”的發(fā)展目標。報告從“科學謀劃、創(chuàng)新實踐、迭代發(fā)展”三個方面，分別介紹了“智能橋梁”是什么、做什么、怎么做的戰(zhàn)略性思考，平臺建設、學科規(guī)劃和技術攻關創(chuàng)新實踐情況，以及制約“智能橋梁”的行業(yè)痛點和發(fā)展建議。

張鴻：《橋梁工業(yè)化智能建造關鍵技術研究與示范》

    當前我國橋梁建造正與新一代信息技術深度融合發(fā)展。報告首先闡述以“數(shù)字化、工業(yè)化、網(wǎng)絡化、智能化”四化發(fā)展及“產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈”三鏈融合為特征的工業(yè)化智能建造技術體系，分享了該體系在混凝土、鋼筋部品、大型沉管基礎、步履式頂推、千米級斜拉橋上部結構安裝等最新研究成果及應用示范，最后圍繞橋梁產(chǎn)業(yè)轉型升級的下階段突破方向進行了展望。

樊健生：《基于虛擬傳感的工程結構測評技術研究應用》

    在橋梁等工程結構的施工監(jiān)控及健康監(jiān)測中，需基于各類物理傳感器對結構狀態(tài)進行全面、準確、實時的感知識別。但受客觀條件限制，位移計、應變計、溫度計為代表的傳感器無法做到監(jiān)測全覆蓋，也難以充分保障數(shù)據(jù)的有效可信。虛擬傳感技術結合智能算法，為克服上述困難提供了一條可行的解決方案。報告結合幾項實際工程實踐應用，對虛擬傳感的相關概念、方法及研究進展進行了分析說明。

劉高：《橋梁纜索智能化、高效評估及長效保障技術》

    纜索是大跨徑纜索承重橋梁的生命線，但其在運營中處于潮濕、腐蝕、疲勞等嚴酷環(huán)境之下，面臨疲勞退化、腐蝕破壞等嚴峻挑戰(zhàn)。報告以延長纜索服役壽命、提高使用性能、減少全壽命周期養(yǎng)護費用為目標，介紹了研究團隊在多參量高耐久光纖傳感器研發(fā)和纜索智能化動態(tài)感知技術、服役性能高效評估技術、高效抑振與抗疲勞技術、防腐性能長效保障技術等方面的研究進展。

高繼領：《鋼梁智能制造技術的發(fā)展與展望》

    近年來，通過實現(xiàn)數(shù)智化制造來提升企業(yè)的效率和創(chuàng)新已成為制造行業(yè)的共識，眾多企業(yè)都在推動數(shù)智化制造技術的進步，但所采用的技術路線和取得的進展各有不同。其中，采用基于BIM模型，通過數(shù)字化管理平臺，結合智能化生產(chǎn)設備的進步，實現(xiàn)制造信息的數(shù)字化傳輸、智能化生產(chǎn)設備的數(shù)字操控和實時監(jiān)控，從而提高生產(chǎn)效率并確保質量的穩(wěn)定，雖然距離實現(xiàn)全面的數(shù)字化生產(chǎn)仍有很大的距離，但不失為一種較為現(xiàn)實的技術路徑。報告結合近年來所實施的大型橋梁項目智能建造技術的應用，對智能制造技術進行了總結，并對今后的技術發(fā)展思路提出若干的展望。

阮靜：《張靖皋長江大橋數(shù)字化建設與實踐》

    基于全生命周期數(shù)字化建設規(guī)劃，張靖皋長江大橋在施工階段重點打造協(xié)同管理、智慧工地、智能建造一體化數(shù)字平臺，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的基礎上，覆蓋施工階段全流程、全要素?；诮ㄔO管理智慧協(xié)同技術、材料溯源技術、預制構件全流程管控技術等實現(xiàn)大橋建設期的智慧化管理，融合智慧工地及智能建造技術，實現(xiàn)大橋建設全過程的動態(tài)感知和安全立體防控，形成了一系列長大橋梁智能建造與智慧管控創(chuàng)新應用成果。

吳宏波：《橋梁智能設計理論與算法研究》

    近年來，橋梁科技創(chuàng)新發(fā)展態(tài)勢是將傳統(tǒng)建造技術與智能信息技術深度融合，開展“智能橋梁”研究和應用。長大橋中心從2015年開始，分別立項了交通運輸部、中國工程院、中交集團等各層級科技項目，并在2021年立項了國家科技部重點專項項目“橋梁智能建造理論與方法研究”，針對智能橋梁技術開展攻關。報告重點闡述橋梁智能設計理論與算法方面的研究，包括橋梁多目標智能化優(yōu)化理論與算法，“數(shù)據(jù)+知識+場景”多元驅動的橋梁知識庫、智能正向建模與分析方法、智能深化設計理念與算法等內容，并介紹了初步的軟件產(chǎn)品。

黃燦：《鋼梁智能制造技術的發(fā)展與展望》

    報告面向橋梁典型工業(yè)化建造場景，針對橋梁建造過程中采集和建模的點云、圖像、視頻、BIM等多源異構數(shù)據(jù)，探索了基于多粒度時空對象構建橋梁建造數(shù)字場景的方法，介紹了適用于橋梁建造場景的點云、圖像等數(shù)據(jù)特征提取、目標識別、語義分割等深度學習算法和基于BIM模型的動態(tài)深化、數(shù)據(jù)映射方法，以期解決橋梁數(shù)字孿生場景構建中多源異構數(shù)據(jù)處理效率不高、場景構建精度不準確、動態(tài)信息更新不及時等問題。

伍洲：《橋梁構部件智能數(shù)字化檢測與預拼裝方法》

    橋梁建造是我國綜合國力發(fā)展的縮影，已取得很多偉大的成就。為實現(xiàn)精細化、自動化、智能化的橋梁高質量建造，亟需非接觸式的橋梁構部件數(shù)字化檢測與預拼裝技術。報告首先介紹橋梁構部件幾何尺寸和表觀質量智能檢測算法，利用深度學習、機器視覺技術，解決構部件生產(chǎn)過程中質量控制問題。結合點云與BIM技術，介紹橋梁預拼裝中的數(shù)據(jù)采集、虛擬預拼裝與誤差評估方法。最后，通過一些工程應用介紹了研究成果的落地情況，并對下一步工作進行總結與討論。

徐照：《橋梁建造機器人的智能控制理論與方法研究進展》

    作為國家重點研發(fā)計劃項目“橋梁智能建造理論與方法研究”的研究課題之一，課題主要研究典型建造場景橋梁建造機器人主動辨識、智能決策與精準控制理論，提出目標識別、逆向建模、路徑規(guī)劃、行為決策與自動控制的理論方法和核心算法。報告聚焦研究背景、主要研究進展、重要成果、未來研究展望等四個方面，研究成果將有助于提升橋梁建造無人化程度、制造精度與作業(yè)效率。

汪國平：《面向橋梁的CAD/CAE一體化設計優(yōu)化系統(tǒng)》

    橋梁設計與優(yōu)化系統(tǒng)，需要考慮橋梁部件設計過程和仿真優(yōu)化過程，當前CAD與CAE為兩個分離階段，造成橋梁設計迭代難度大、設計效率低，實現(xiàn)CAD/CAE一體化一直是產(chǎn)品設計分析中的核心難題。報告介紹了在國家重點研發(fā)計劃支持下，團隊在面向橋梁的CAD/CAE一體化關鍵技術研究和系統(tǒng)研發(fā)方面的階段性成果，利用橋梁的結構特征，設計基于體細分的統(tǒng)一離散表示結構，實現(xiàn)橋梁三維設計與分析模型的一體化表達，并利用橋梁知識語義特征框架實現(xiàn)與傳統(tǒng)橋梁設計系統(tǒng)一致化交互技術，以期解決橋梁智能設計優(yōu)化一體化系統(tǒng)關鍵技術問題。

張紅明：《新一代橋梁鋼構聚苯胺重防腐材料》

    在橋梁鋼構表面涂覆一層鋅基防腐材料已成為提高橋梁耐久性與安全性的一種重要的技術方案。近年來，重防腐材料用量激增加速了鋅粉快速消耗，進而加速了我國鋅礦資源的枯竭。因而，發(fā)展不依賴鋅粉的新型重防腐材料成為橋梁鋼構防護亟需解決的問題。聚苯胺優(yōu)異的防腐性能已從國內外實驗室數(shù)據(jù)以及橋梁工程實際應用案例中得以驗證。該材料擺脫了對鋅粉的依賴，且不含重金屬，成為新一代橋梁鋼構重防腐材料。

三、專家研討：集思廣益，開放互動

    本次學術會議安排了專家研討和互動咨詢與交流環(huán)節(jié)。結合本次大會研討主題，邀請了十位專家登臺，分別從智能設計、智能建造、智能檢測、行業(yè)標準制定等維度進行深入交流和開放性研討；針對目前橋梁建設中技術創(chuàng)新工作存在的不足和面臨的挑戰(zhàn)，研究提供解決問題的思路及路徑。通過開放性觀點交流發(fā)言與學術研討，與會代表普遍認為，當前階段智能橋梁技術已具有較為廣泛的應用基礎條件，希望高?？蒲袉挝弧⒃O計單位、建造施工企業(yè)、運維企業(yè)和業(yè)主單位更具成效地協(xié)同合作，取得更多的成果，培育出一批開拓型專業(yè)技術人才。專家還呼吁聚焦重大“智能橋梁”項目、開展跨學科聯(lián)合攻關，力爭在關鍵技術方面取得核心突破，盡早形成相關的行業(yè)標準指南，為推動交通強國建設貢獻力量。

四、參觀考察：走進基地，溝通實踐

    7月13日下午及14日上午，參會代表先后前往位于啟東國家海工船舶工業(yè)園的江蘇滬寧鋼機股份有限公司橋梁制造基地，考察參觀了滬寧鋼機橋梁智能板塊單元重型生產(chǎn)車間、80米跨橋體拼裝生產(chǎn)線、600噸重型智能總拼設備平臺、5000噸級出運碼頭及智慧工廠指揮中心的業(yè)務后臺生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字平臺等，以較全面了解橋梁智能建造的主要生產(chǎn)工藝流程和核心制造業(yè)務開展實踐情況。

     江蘇滬寧鋼機股份有限公司創(chuàng)立于1982年，是我國著名的大型鋼結構制造頭部企業(yè)。作為中國建筑業(yè)競爭力百強榜中唯一的鋼結構建筑專業(yè)企業(yè)，被國家行業(yè)協(xié)會授予“中國建筑鋼結構質量第一品牌”。企業(yè)下設江蘇宜興金張渚工業(yè)園鋼結構產(chǎn)業(yè)、宜興環(huán)?？萍脊I(yè)園裝配式建筑產(chǎn)業(yè)、啟東船舶海洋工業(yè)園海工裝備產(chǎn)業(yè)三大基地，年產(chǎn)各類重型鋼結構 85 萬噸。滬寧鋼機以鋼結構研發(fā)、設計、生產(chǎn)、施工和配套服務為主業(yè)，致力于以鋼結構為主體的公共建筑施工總承包服務、大跨度鋼結構橋梁、大跨異形空間鋼結構、高層超高層鋼結構、高科技海洋工程裝備等鋼結構專業(yè)承包服務。截至2023 年底，公司斬獲國家及省部級以上質量獎項372 項，其中，江蘇省人民政府質量獎 1 項；土木工程詹天佑獎 19 項；魯班獎 62項；國家優(yōu)質工程獎 21 項；中國鋼結構金獎 204 項。公司成立 42 年來，滬寧鋼機共打造國內外各類地標建筑800 余項，包括大型文體場館 300 余座、高層超高層建筑 100 余幢、大型機場航站樓及火車站交通樞紐 200 余座、大型橋梁鋼結構工程 100 余項。近年來，企業(yè)全力推動智能化生產(chǎn)線和數(shù)字化管理系統(tǒng)的升級改造與示范應用工作，逐步實現(xiàn)公司運營管理與工程項目的全流程管控。積極開展鋼結構智能制造與智能建造領域原創(chuàng)技術研發(fā)，解決鋼結構制造、安裝過程中的智能化、數(shù)字化難題，著力打造橋梁鋼結構智能生產(chǎn)線與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設，協(xié)同推進鋼結構關聯(lián)產(chǎn)業(yè)聚集。

    滬寧鋼機鋼結構智能建造平臺系統(tǒng)是以工業(yè)化生產(chǎn)管理系統(tǒng)為主線，專業(yè)開發(fā)的適用于非標定制、離散型鋼結構產(chǎn)品生產(chǎn)方式的企業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)字平臺。在一模到底工廠生產(chǎn)系統(tǒng)應用技術平臺基礎上，針對橋梁鋼結構建造業(yè)務特點并與其生產(chǎn)工藝流程及智能設備集群數(shù)控技術密切融合，形成了集板件智能下料切割生產(chǎn)線、橋面板單元智能生產(chǎn)線、桿件智能組裝生產(chǎn)線、節(jié)段智能總拼生產(chǎn)線和智能涂裝生產(chǎn)線五個橋梁鋼結構主要制造工藝流程的“五線一平臺”橋梁鋼結構智能建造體系，實現(xiàn)人、機、物的互聯(lián)互通以及生產(chǎn)過程多方數(shù)據(jù)的無縫銜接。綜合利用平臺系統(tǒng)的算法、工業(yè)互聯(lián)制造技術和計算機集成輔助制造技術，在橋梁制造階段實現(xiàn)對整個生產(chǎn)過程的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析流轉，進而實現(xiàn)AI技術在非標離散型工業(yè)化智能建造業(yè)務領域中的創(chuàng)新應用。

五、會議總結：智能建造，前景無限

    盛夏七月，行程緊促。在主辦單位、支持單位與承辦單位的共同努力下，2024年橋梁智能建造理論與方法學術研討會圓滿落幕。在此誠摯感謝親臨參會的領導、專家和各方代表在火熱的江南七月蒞臨江畔之城指導、研討和交流。通過多方開放、近距離的專業(yè)交流互動，拓展了視野，豐富了認知，增強了互信。參會代表普遍認為，無論是處在橋梁行業(yè)建設鏈條的前端、還是位于基部，各方均應抓住我國經(jīng)濟持續(xù)向好帶來的發(fā)展機遇，以科技創(chuàng)新為引領，提升橋梁建造品質，提高橋梁智能建造水平，加快橋梁產(chǎn)業(yè)工業(yè)化、智能化、綠色化轉型，持續(xù)培育和形成橋梁基礎建設領域的新質生產(chǎn)力。

（圖文：滬寧鋼機創(chuàng)新研究院）