武汉建造上榜中国专利奖 “钢面条”跳舞 机器人当“医生”

日前，国家知识产权局正式发布了第二十二届中国专利奖获奖名单，多家在汉建筑企业及科研单位榜上有名。 建筑业是湖北支柱产业之一，知名建筑企业云集，在桥梁、高铁、冶金等领域的设计、施工水平位居全国前列。按照湖北省“十四五”建筑业发展规划，未来“湖北建筑”要力保全国前三。 在这背后的自信，来源于湖北建筑企业多年来坚持创新驱动战略，在创新机制、产学研合作、科技研发、BIM应用、建筑机器人、装配式建筑等领域，取得丰硕成果。 近日，极目新闻记者走访在汉多家代表性建筑企业，解码建筑行业里的优秀“中国专利”。 中交武港院 320米“钢面条”玩空中转体 2017年10月22日，世界最大跨度公铁两用钢拱桥——沪通长江大桥天生港专用航道桥主拱合龙。远远望去，该桥主拱像是一道蓝色的钢铁彩虹，横卧在长江之上。重达2800吨、长达320米的钢拱，是如何安装成功的呢？其中的秘诀，正是掌握在中交武港院技术团队手里的一项优秀中国专利——“一种大跨度多桁拱肋竖转施工方法”。 “这个钢拱的合龙，看似简单，其实非常复杂、非常困难。”日前，中交武港院设备分公司党支部书记、经理郭强接受介绍，该桥为目前世界上最大跨度的公铁两用钢拱桥，采用“先梁后拱、主梁悬拼、拱肋转体”的施工方案。主拱单侧重约1400吨，两侧合计约2800吨，在桥面上搭设支架逐节拼装，拼装长度达320米，拼装结束后，进行竖向吊装转体施工，“也就是把已在桥面上拼装好的两侧的钢拱同步吊起来，在空中完美对接、合龙。” 看似简单的吊装合龙，其实面临很多难题：合龙施工在桥面上进行，无法使用大型吊装设备；主拱的拱肋为柔性结构，受大风、温度等因素影响，容易发生变形，6根拱肋就如6根长长的“面条”，在空中两两同步对接，需要不断调整牵引力大小，精确分析过程中受力形态。要确保吊装转体过程中多个提升点的受力均匀，在120米的高空实现精确对接，这就对转体控制系统提出了更高的要求。 经过中交武港院20多人技术团队的不懈努力，有效克服了多肋柔性拱跨度大、刚度小，转体过程变形量大、同步要求高，合龙调整敏感等困难，实现了世界最大跨三主肋柔性拱转体施工，填补了超大跨多肋柔性拱竖向转体技术研究的空白，在中国乃至世界桥梁建设史上具有里程碑的意义。 “专利也是生产力！”郭强介绍，专利的申请，不仅是对知识产权的保护，是对团队创新、研发的肯定与鼓舞，对企业来说，也是一种核心竞争力，“比如有的工程项目招标，需要运用某种工法工艺，正好你拥有该项专利，那就在市场竞争中具有了独特的领先优势。” 中铁大桥局 “蜘蛛侠”为桥梁缆索做体检 一桥飞架南北，天堑变通途。各式各样的桥梁在服务人们交通出行的同时，也需要定期“体检”。 其中，桥梁缆索病害是造成桥梁安全问题发生不可忽视的原因之一。根据中国《城市桥梁检测与评定技术规范》管理规定，新建桥梁满1年后，在运营时间10年内，至少保证3年内进行1次全面检测；运营超过10年，每年需要进行1次全面检测。缆索表面的常规检测需要半年1次，缆索内部的常规检测需要1年1次。 在中铁大桥局桥梁结构健康与安全国家重点实验室，经过10年不断迭代升级的“探索者V”，搭载着获得中国专利优秀奖的“桥梁缆索的检测系统”，可通过数字摄像头可实现拉索外观图像的自动采集、拼接、损伤提取和分析，采用正交脉冲电磁探伤技术，可无损探伤拉索内部断丝和锈蚀，实现桥梁拉索的智能攀爬与健康诊断。 “以前斜拉索主要采用人工吊篮法进行检测，既耗时、又不安全，更不精确。”中铁大桥局国家重点实验室第三研究所副所长、高级工程师王翔介绍，通过搭载桥梁缆索检测系统的“探索者”机器人，解决了大跨度缆索体系桥梁检测、监测领域关键性、共性的技术难题。如今，一根长300多米的斜拉索，只需约20分钟就能安全精确完成检测。 据了解，“桥梁缆索的检测系统”专利成果已经成功应用于武汉天兴洲长江大桥、武汉青山长江大桥、浙江舟山跨海大桥、杭州湾跨海大桥等百余座重大桥梁工程，并为这些大桥的健康与安全运营提供了有力保障。 专利获奖的背后是中铁大桥局对研发人员创新创造的激励，对技术成果的提前布局与保护。截至今年6月，中铁大桥局共拥有有效授权专利1241项，其中发明专利545项、实用新型专利674项、外观设计专利15项、国际专利7项。2018年，中铁大桥局获评“国家知识产权示范企业”称号。 铁四院 毫米级监测护航铁路行车安全 7月14日，在武昌区和平大道的铁四院线站院铁路轨道安全服役湖北省重点实验室，通过技术人员指引，记者在电脑监控平台注意到，某高铁长江大桥桥轨一体化综合监测系统显示，桥轨运行状态正常。 据介绍，目前，我国对于钢轨伸缩调节器及其梁端伸缩装置病害的检测，主要采用人工检测和轨检车动态检测这两种方式。其中，前者测量精度相对较差、效率低，后者检测周期较长，且均需在铁路运营“天窗时间”进行。对此，2016年，中铁第四勘察设计院轨道技术团队，创新性地发明了铁路双连杆梁端伸缩装置的变形监测装置及方法。 “该监测方法具有安全可靠、环境适应性强的特点，对轨道电路、列车高速运行无影响，实现了轨道结构细部变形的长期安全监测，采用视觉测量技术，最高测量精度达到0.5毫米。”该设计团队负责人林超向记者介绍，监测系统全天候实时数据自动化采集，实现了信息互联互通，可通过摄像头和服务器进行远程控制，获取实时监测信息，无需人工上道检测，有效降低了人工成本和安全风险，海量监测数据的积累为铁路工务部门养护维修提供了技术支撑。 2018年3月，湖北技术交易所组织的科学技术成果鉴定，专家组一致认为，该技术成果达到了国际先进水平。 目前，该发明成果成功应用于宁安铁路安庆长江大桥、合福高铁铜陵长江大桥、昌吉赣高铁赣江特大桥、商合杭高铁裕溪河特大桥等大跨度桥梁梁端伸缩装置监测中，取得显著经济社会效益，为我国高铁建设、安全高效运营提供了技术保障。 “除了为铁路运营保驾护航，我们的专利技术还可适用在桥梁工程（铁路、公路）梁缝宽度识别，及土木工程（如大坝）混凝土结构的裂纹识别（毫米级识别精度），我们团队对该项专利的应用前景充满期待。”林超说。