大型桥梁是国家交通命脉，复杂海洋环境下防船舶碰撞是包括港珠澳大桥在内的许多大型桥梁运维难点。在大桥防船撞重大技术成果发布会暨重大工程结构健康与安全高端论坛上，宁波大学一项重大原创技术成果成功吸引在座院士、专家学者和新闻记者的目光。它就是智能潜浮式船舶拦截技术，将服务世界最长大桥港珠澳大桥，为大桥穿上高科技“铠甲”戴上高性能“护带”。

　　1、三十年磨一剑 聚力“经略海洋”

　　今天，由宁波大学主办的大桥防船撞重大技术成果发布会暨重大工程结构健康与安全高端论坛在宁波举行。国家交通运输部原总工程师姜明宝，中国科学院院士、宁波大学校长蔡荣根出席会议并致辞。中国科学院院士于起峰，张卫红等21位专家；浙江省交通运输厅总工程师李志胜，宁波市交通运输局副局长卢照辉；中铁大桥勘测设计院集团副总经理庄勇，港珠澳大桥管理局副局长段国钦，浙江数智交院科技股份有限公司党委书记吴良丰，宁波市轨道交通集团有限公司总工程师姚燕明，中铁大桥勘测设计院集团副总工程师胡勇；宁波大学党委副书记、副校长吕朝锋，副校长姚菊明，校党委委员、宣传部部长周青等出席。姚菊明主持会议。

　　在随后举行的论坛上，于起峰作《广域基础设施静动态变形监测的柔性相机网络方法与系统 》主题报告，张卫红作《点阵结构的多尺度优化设计 》主题报告，来自清华大学、北京建筑大学、同济大学、东南大学、浙江大学、西南交通大学、西北工业大学等高校和港珠澳大桥管理局的与会专家也分别作相关主题报告，对重大工程结构健康与安全进行深入探讨。

　　“宁波大学力学学科深耕跨海大桥安全保障技术领域，以爆炸与冲击动力学为主攻方向，联合兄弟院校、国企央企等，‘三十年磨一剑’研发大型桥梁防船撞装备及技术，已在国内多座大型桥梁中推广应用。”蔡荣根在致辞中表示，宁波大学将全力服务“大国重器”，贡献“宁大力量”。

　　他在讲话中详细介绍了宁大力学学科的悠久历史：力学是宁大最早创办的学科之一，是在钱学森先生关心下，由首任校长朱兆祥教授创建，并得到中国科学技术大学的对口援建。

　　2012年，学校王礼立教授带领团队获得国家自然科学二等奖，2017年力学入选国家一流建设学科。

　　近年来，宁大在力学学科建设中，结合时代发展大势和区位发展优势，探寻差异化发展之路，着力向“海”进军，以服务国家海洋强国战略和支撑宁波市建设全球海洋中心城市为目标，聚焦海洋安全，构建了以港口为中心，覆盖跨海大桥、船舶、岛礁、滨海、深海等要素的科学创新与技术服务体系，支撑形成了浙江省科技进步一等奖、技术发明一等奖等重大科技成果。

　　“当前，宁波舟山港的货物吞吐量连续14年位居全球第一，是名副其实的全球第一大港，宁波市也正着力打造‘全球海洋中心城市’。重大工程结构健康与安全是‘大国重器’的基础保障，也是我国作为世界工程强国的重要标志。力学学科任重道远，宁大力学任重道远。”最后，蔡荣根也对力学学科提出殷切勉励。

　　姜明宝在致辞中表示：“宁波大学积极顺应时代发展大势，凭借区位发展优势，将一流学科建设与服务国家海洋发展战略相结合，提出了“立足宁波、经略海洋”的建设方向，深耕跨海大桥安全运维与防护技术，取得了一系列重大的理论创新与技术成果，相关技术应用于港珠澳等国家重大工程，为国家海洋运输工程作出贡献。”

　　2、服务“大国工程”迫切需要

　　大船与大桥相撞，常见的情形是桥坏、船毁，甚至造成人员伤亡，环境污染。大桥防撞，是世界级难题。对拥有百万座桥梁、6400多座特大桥的中国而言，攻克这一难题，更具重大现实意义。

　　交通运输部发布的《交通运输科技“十三五”规划》把跨航道桥梁防船撞关键技术与设施的研发列为交通安全应急领域的研究重点，要求可能遭受大型船舶撞击的通航桥梁必须建桥梁防撞设施。

　　宁波大学力学团队立足于“大国工程”的迫切所需，在国家自然科学基金、交通部科技攻关、浙江省重大科技专项等项目支撑下，三代人深耕大桥安全防护理论和技术创新，收获了12项发明专利和包括国家自然科学奖二等奖在内的多项荣誉，并先后发明了大型桥梁通航孔刚柔匹配导向桥墩防船撞技术与工程装置、非通航孔桥非接触式自适应恒阻力船舶拦阻技术与工程装置。工程装置以柔性抵抗危险船舶撞击，达到既能保护桥梁又能保护船舶和环境安全“三保护”目标，实现了在大型桥梁防船撞关键技术与设施研发方面的重大突破。

　　3、桥梁防护中的“黑科技”

　　王永刚教授是宁波大学冲击与安全工程教育部重点实验室副主任，也是这项技术的主要研发者之一。据王永刚介绍，这一次发布的大桥防撞技术成果可以用“太极”与“安全气囊”这两个浅显易懂的概念来解释。

　　原来桥梁的抗撞设防区域一般可以分为通航孔桥以及非通航孔桥。

　　针对通航孔桥，宁波大学摒弃了一贯的“刚性防护”，而是提出了如同太极一般的“以柔克刚”“刚柔并济”“借力打力”设计理念。

　　“我们发明了刚柔匹配导向桥墩防船撞技术，建立冲击载荷下刚柔匹配的防撞装置理论分析，确定了外钢围刚度与防撞圈柔度之间的匹配关系。在世界首次实船撞击试验中，船舶以不同载重量、不同速度、不同角度撞击防撞设施12次，撞击力减少55%-75%，实现了桥梁、船舶、防撞设施‘ 三不坏’，达到了‘四两拨千斤’的防撞效果。”而针对非通航孔桥，发明自适应恒阻力耗能船舶拦截技术，利用船撞力作用下自适应浮筒翻转，实现拦截网从水平状态竖起展开包裹船艏，解决“拦得住”难题；利用“拉链式”耗能结构消耗船舶动能，解决“停得稳”难题。服务世界最长大桥——港珠澳大桥，最新研发了智能潜浮式船舶拦截技术，摒弃了守株待兔式“被动防护”，而是给拦阻装置装上了“智慧大脑”。

　　“整一个系统就像安装在汽车里的安全气囊，只有遇到危险时才会迅速弹出。”

　　这些拦阻装置日常沉于水下，不受水流和水位变化影响，抗风浪能力强，景观性能好，可以更好满足港珠澳大桥防撞需求。

　　“只有当系统感应到船舶靠近非通航孔桥时，拦阻系统便会迅速浮出水面，实施可靠拦阻。目前，我们的这项技术还攻克了柔性无损船舶拦阻技术难题，利用系列排布的高分子索链，实现稳定的阻力逐渐消耗船舶带来的动能，最终达到了桥梁、船舶和环境三重保护的目标。”王永刚教授说。

非通航孔桥防船撞自适应恒阻力船舶拦阻技术实船撞击试验

海上船舶拦阻试验分屏

　　据悉，宁波大学和港珠澳大桥管理局在防船撞方面一直保持密切合作关系。2016年，受港珠澳大桥管理局邀请，宁波大学承担《港珠澳大桥主体工程营运期桥梁船撞风险与对策研究》。依据此研究报告，港珠澳大桥管理局向上级主管部门申请了防船撞拦阻工程实施专项经费。为了推进港珠澳大桥主体工程防船撞拦阻工程实施，2020年8月，港珠澳大桥管理局在宁波分现场考察和技术研讨两个阶段召开了《港珠澳大桥智能潜浮式防船撞拦阻装备》技术研讨会。现场考察阶段，与会领导和专家观摩了港珠澳大桥智能潜浮式防船撞拦阻装备物模试验，6组船舶拦阻物模试验，均成功实现了柔性无损拦阻船舶。与会专家一致认为：宁波大学牵头研发的智能潜浮式防船撞拦阻技术与装备具有先进性和创新性，与现有技术方案相比，新拦阻装备具有施工方便环保、景观影响小、环境适应性强、控制智能、使用耐久、造价较低等特点，可以更好适应港珠澳大桥防撞、环保、现场施工和景观等要求。此次智能潜浮式防船撞拦阻技术通过其可靠性验证后，即将在港珠澳大桥实体应用。

《港珠澳大桥主体工程防船撞拦阻工程技术方案研究》评审会暨技术研讨会

　　目前，这项技术已成功应用于湛江海湾大桥、象山港大桥、福建平潭海峡大桥等大型桥梁，服役期间已多次避免了船撞桥事故发生，节约工程造价约7.23亿元，经济和社会效益显著。

　　宁波市象山港大桥维养单位负责人表示，在设施服役期间，宁波象山港大桥的桥墩柔性防船撞设施自2012年6月服役至今，11年的服役期间，曾抵御过船舶的撞击。船舶撞击防撞设施后，防撞设施基本完好，无需维修，船舶无损自行驶离现场。

　　经院士专家鉴定，宁波大学研发的大型桥梁防船撞技术具有自主知识产权，有效保护了桥梁和船舶安全，社会效益和经济效益显著，总体达到国际领先水平，具有重大推广应用价值。

　　宁波大学相关单位负责人、来自全国各地行业领域专家学者200余人参加论坛。