iBridgeLab响应国家关于交通技术设施在安全、智能、绿色、耐久等方面的重大战略需求,以桥梁和隧道为主要研究对象,围绕交通基础设施长寿命问题开展研究。在《中国科协发布2022重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题》中,当前十大科学问题中“如何全方位精准评价城市综合交通系统及基础设施韧性”、十大产业技术问题中“如何通过标准化设计,自动化生产,机器人施工和装配式建造系统性解决建筑工业化和高能耗问题”,这两个问题与iBridgeLab的工作密切相关。
主要研究方向
方向1:桥梁结构全寿命力学行为演化机理与长期服役性能调控研究
本研究方向聚焦于桥梁结构全寿命周期的力学行为演化与服役性能安全。以“力学行为演化”为主线,通过数值模拟与现场实测相结合,揭示从施、长期运营、加固维修直至拆除重建过程中结构力学状态的内在演变规律;揭示结构内力与变形等关键力学参量的时变规律,并构建性能退化预测模型;发展基于性能预测的主动调控理论与智能维护策略,为提升桥梁基础设施的长期安全与运维水平提供支撑。
课题支撑:
- 多塔矮塔斜拉桥施工过程安全保障与智慧运维技术研究,横向课题,主持,2021.5-2024.12
- 寒区单索面多塔矮塔斜拉桥施工过程安全保障技术与精细化控制研究,黑龙江科技大学高层次人才科研启动基金项目,主持,2021.1-2022.12
- 基于迭代加载的新型模型更新实时混合试验方法,国家自然科学基金面上项目,参与,2023.01-2026.12
- 深部突出危险煤体瓦斯水合固化防突基础研究,国家自然科学基金委员会, 联合基金项目,参与,2022-01-01 至 2025-12-31
- 高寒地区矮塔斜拉桥施工期大悬臂过冬风险评估与安全控制研究,黑龙江省交通运输厅科技项目,参与,2022.1-2023.12
- 矮塔斜拉桥施工技术、线形控制技术研究,黑龙江省交通运输厅科技项目,参与,2022.1-2023.12
工程验证:
- 国道G218线那拉提至巴仑台公路项目班禅沟特大桥(50+90+50m高墩连续刚构桥),施工监控与全过程技术咨询,技术负责人,2023-2024
- 国道G218线那拉提至巴仑台公路项目巩乃斯沟22号特大桥(50+90+50m高墩连续刚构桥),施工监控与全过程技术咨询,技术负责人,2023-2024
- 鹤大高速PPP项目佳木斯过境段松花江特大桥(110+4×200+110m 五塔单索面矮塔斜拉桥),施工监控与全过程技术咨询,技术负责人,2021-2022
- 中国黑河—俄罗斯布拉戈维申斯克跨黑龙江大桥(84.75+84+5×147+84+84.75m 六塔叠合梁矮塔斜拉桥),高性能混凝土配合比设计,现场负责,2017
- 辉白高速凉水特大桥(86+160+86m 高墩大跨连续刚构桥,东北梁桥第一跨,东北第一高墩94m),高性能混凝土配合比设计与施工监控,现场负责,2016-2017
- 中朝鸭绿江界河公路大桥(86+229+636+229+86m,双塔双索面钢箱梁斜拉桥),低温地区高性能混凝土施工技术研究,现场负责,2013-2014
- 黑河市大黑河岛桥(53.02+53.02+48.02m,蝶形V墩拱式连续梁桥),施工监控现场负责,2009
方向2:面向智能建造与运维的交通基础设施先进感知装备研发
本研究方向致力于攻克交通基础设施(公路、桥梁、隧道)在智能建造与智慧运维过程中的先进感知与检测装备瓶颈。我们以研发机器人化、智能化、物联网化的新型装备与系统为核心,主要研究内容包括:(1)智能巡检机器人系统,研发基于多轴飞行器的机器人平台,实现结构表观病害的自动化、高精度识别与定位;(2)AIoT智慧感知系统,开发集成人工智能的物联网传感技术,构建覆盖基础设施全生命周期的“神经末梢”网络,实现力学与环境状态的原位、实时感知;(3)新型检测监测技术与装备,创新性地融合软硬件,研发下一代工程结构检测与健康监测的新方法、新传感器与新系统。
课题支撑:
- 基于双目视觉深度感知的无人机桥梁检测智能装备关键技术研究,黑龙江省省属本科高校基本科研业务费黑龙江科技大学专项资金项目(青年骨干项目),主持,2023.6-2025.6
- 基于多目复合视觉的无人机桥梁施工检查智能装备与预警关键技术研究,横向课题,主持,2023.5-2025.5
- 建筑与市政公用设施智慧运维理论与方法,国家重点研发计划“城镇可持续”重点专项项目,参与,2022.11-2025.11
- 高寒地区斜拉索锈蚀机理及其智能化监测装备研究,黑龙江省交通运输厅科技项目,参与,2022.1-2023.12
工程验证:
- 国道G218线那拉提至巴仑台公路项目班禅沟特大桥(50+90+50m高墩连续刚构桥),智能施工监控系统研发,技术负责人,2023-2024
- 国道G218线那拉提至巴仑台公路项目巩乃斯沟22号特大桥(50+90+50m高墩连续刚构桥),智能施工监控系统研发,技术负责人,2023-2024
方向3:交通基础设施系统韧性理论与提升技术
本研究方向立足于 “土木工程+” 与 “交通工程” 的学科交叉点,致力于解决极端事件下路网级交通基础设施群的系统功能保障难题。其核心科学问题是:如何量化评估并全面提升交通系统的韧性——即抵御灾害、快速恢复关键通行功能的能力。主要研究内容包括:(1)系统韧性评估理论,发展路网尺度下,兼顾基础设施物理损伤与交通功能失效的多灾害耦合风险评估与韧性量化模型;(2)韧性性提升关键技术,研发用于受损结构快速修复的新型材料与应急技术,最大限度缩短交通中断时间;(3)智慧应急管理策略,形成“灾前-灾中-灾后”全过程的智能决策支持与资源调度方案。
课题支撑:
- 交通基础设施韧性评估与风险防控基础理论及方法,国家重点研发计划“交通基础设施”重点专项项目,参与,2021.11-2024.11
- 公路桥梁混凝土质量修复水泥基多效材料开发及施工工艺关键技术研究,企业委托横向课题,技术负责,2025.6-2028.6