成果主要拥有人：南京工业大学刘伟庆教授

全球统计资料表明，大型桥梁遭受船舶碰撞事故发生频率远高于地震、飓风等，往往导致桥毁、船沉及环境污染等严重后果，经济损失巨大，已成为交通运输领域的重要灾种。我国既有跨航道大桥及特大桥众多，船舶运输呈大型化、快速化和高密度化态势，船-桥碰撞风险增高。2007年广东九江大桥船撞事故发生后，大型桥梁抗船舶碰撞问题引起了我国桥梁工程界的高度重视。

项目组针对目前桥梁防撞系统存在的船撞力消减效能不足、容易造成船舶毁损、易腐蚀难修复及船撞力设计取值不合理等关键难题，经过10多年的技术攻关，在国际上率先系统开展了复合材料防撞系统设计制造成套技术及其防撞设计理论的创新研究，发明了格构增强复合材料结构及防撞系统，攻克了防撞系统的结构构造、制造工艺、防撞机理及设计理论等关键技术，实现了桥梁结构和航运船舶双保护的重大突破。取得的原创性成果如下：

1、发明了格构增强复合材料结构。针对泡沫夹芯复合材料结构抗剪抗压强度低和界面易剥离等问题，发明了格构增强复合材料结构。通过静动力试验及数值模拟，揭示了泡沫单体、腹板及面层相互约束空间格构增强机理和冲击吸能机理，建立了结构受弯、剪、压承载力与冲击吸能计算公式。较传统无格构泡沫夹芯结构，其承载能力提高15倍以上，吸能能力提高20倍以上。

2、发明了格构增强复合材料防撞系统。针对大型桥梁防船撞系统高抗力、高耗能的实际需求，发明了大型桥梁格构增强复合材料防撞系统，形成了系列产品。通过船-桥和船-防撞系统-桥系列碰撞试验，建立了船桥碰撞动力学模型，提出了船-防撞系统-桥碰撞精细化数值模拟方法、船撞力简化计算公式及防撞系统设计理论。较传统钢套箱防撞系统，其消能能力提高1.5~2.5倍，使用寿命提高2~3倍，全寿命周期造价仅约1/2，且具有船-桥双保护的显著优势。

3、发明了超大复合材料实体构件制造工艺、耐久性提升及施工安装技术。首次将真空导入工艺引入超大异形实体构件的成型制造，探明了气-液-固三态相互作用机理，攻克了树脂浸渍及流动过程的精准控制、真空路径及长距离注胶等技术难题，建成了工业化生产线。针对防撞系统恶劣运行环境，提出了抗氯离子腐蚀、紫外线照射和高低温作用等耐久性提升技术以及榫卯拼装连接技术。

复合材料防撞系统产品采用新型纤维增强复合材料制造，具有轻质高强、制造简单、安装更换方便、耐腐蚀、耗能强、后期维护简单等优点，在防撞领域有极强的竞争力，市场可接受容量大；且防撞系统将有效地保障桥梁结构、交通运输与车船安全，保护环境和人民生命财产安全，在减轻撞击灾害方面发挥重大的社会效益。另外，我国高速公路、隧道、船闸防撞领域市场也很大，均亟需研制并安装柔性防撞设施，达到同时保护结构与车/船安全的最佳效果，有效减少人员伤亡。

本项目获授权国际PCT专利1项，获国家发明专利授权11项；发表学术论文95篇，其中SCI、EI收录论文48篇；获江苏省高新技术产品2项、工法2项。本项目发明的复合材料防撞系统已成功应用于港珠澳大桥、润扬大桥、虎门二桥等30余项大型桥梁工程，新增产值逾2亿元；承担了平潭海峡公铁两用大桥等30余项大型桥梁船撞力标准和防撞专题；完成了南京长江大桥等200余项大型桥梁复合材料防撞设计。获2014年度江苏省科技进步一等奖：大型桥梁船—桥碰撞机理与复合材料防撞系统研究及应用。