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【国奖推荐公示】中国土木工程学会 推荐2项成果进入国家奖申报

更新时间:2016-12-14 10:47:37点击次数:1810次字号:T|T

按照《国家科学技术奖励工作办公室关于2017年度国家科学技术奖推荐工作的通知》的要求,在各省、自治区、直辖市土木建筑(土木工程)学会、中国土木工程学会专业分会、中国土木工程学会团体会员单位推荐基础上,经专家遴选,确定了中国土木工程学会拟推荐2017年度国家科技奖项目。


现将拟推荐项目的名称、推荐意见、简介、客观评价、推广应用情况、主要知识产权证明目录、主要完成人情况、完成人合作关系说明、主要完成单位及创新推广贡献等进行公示,公示期为:2016年12月9日至2016年12月18日。


【项目名称】土木工程结构区域分布光纤传感与健康监测关键技术

【推荐奖种】2017年国家技术发明奖一等奖

【项目简介】

    我国各类基础设施体量大病害多寿命短,利用结构健康监测技术有望实现土木工程结构安全与长寿命服役这一重大国家需求。本项目历经10余年,通过光纤实现结构关键区域分布传感的原理、技术、装置等核心发明,建立了重大工程结构区域分布传感与健康监测的成套技术理论及技术装备,在形成自主知识产权产品打破国际垄断的同时,突破了国内外现有技术无法进行结构“健康”评估的瓶颈。主要发明点包括:

   1、发明了高性能长寿命区域分布感技

    率先研发了一专多能并具有损伤覆盖能力的长标距光纤传感单元,通过长标距化设计、刚度加强增敏等核心技术开发,实现了从传统点式传感到长标距-串联成网-区域分布宏微观监测的技术突破;通过玄武岩纤维封装、光纤滑移机理揭示、锚固端变刚度防滑移防脆断设计等发明,创新开发设计寿命为50年的光纤传感器技术与产品,经疲劳蠕变等各类耐久性试验显示其长期性能变化<0.8%,现场自然老化试验已证明其使用寿命>20年

   2、发明了光纤传感网一体化解术及相关高性能装备技术

    首创光纤光栅与光纤布里渊散射传感相互融合的一体化解调技术,通过放大器前置化与光源复用等关键技术突破,实现了大型结构区域分布传感网络的多种光纤传感系统实时共线监测,从根本上解决了现有光纤传感装置功能单一、兼容性差难题;所发明的光纤光栅解调技术与装置,通过体全息光栅光谱分析、温度自校准与误差自补偿技术实现了高解析度与低成本化,经鉴定较国际最先进产品分辨率提高10倍、成本降低50%;通过微波扫描鉴频等原创性技术开发的光纤布里渊散射解调装置,测速提高300倍,达到土木工程实用化水平。

   3、原创性建立了结构健康监测与结构群协同评估成套技和理

创造性建立了基于区域分布应变的结构动力分析新理论体系,基于所发明长标距传感能够揭示结构宏微观信息的独特优势,实现了结构各类型参数及荷载的全面识别,特别是结构宏观损伤(明显裂纹、支座变化)与微小损伤(0.05mm以下微裂纹、钢筋腐蚀)的精准探测,从根本上解决了传统局部与整体传感技术均难以识别大型结构微小损伤的难题;首次提出基于区域分布传感的结构群协同监测与评估理念与方法,发明了结构群监测协同组网与系统构建等创新应用技术;被评价为“取得了里程碑式的成果,具有拓性影响”。

成果包括:授权发明专利30项,国际PCT专利2项,软件著作权3项,中英文专著各1部,发表论文150篇(SCI论文56篇),主编地方和行业标准3部,相关成果被写入日美指南规程。成果创新应用于苏通大桥、无锡地铁、美国高速公路桥、日本新干线铁路桥等30余处重要土建交通工程,建成世界最大规模的长江流域9桥1隧监测群,形成全国首个结构群监测数据中心,直接经济效益超4.6亿元。获江苏省科技进步一等奖、公路学会科技进步一等奖并获国家优秀专利奖、国际工业展览会银奖(全国仅4所高校获奖)、国际健康监测人物奖等。领域权威专家组鉴定在区域分布传感方法、理论、技术与装置等方面的成果均达到国际领先水平

【主要完成人情况】

1.姓名:吴智深,技术职称:正高级,工作单位:东南大学,个人排名:1

曾获国家奖情况:2012年,纤维增强复合材料的高性能及结构性能提升关键技术与应用,排名第1,国家科技进步二等奖,证书号:2012-J-221-2-05-R01。

对本项目主要贡献:主持了本项目技术发明的总体规划和研究策略。创建了区域分布传感理念与方法,发明了系列高性能化区域分布光纤传感技术,建立了基于区域分布传感的结构健康监测成套综合理论及系统。对发明点1、2、3均有主要贡献。获授权发明专利18件,其中第1发明人12件;专著1部;江苏省和行业标准各1部;发表相关SCI收录论文40余篇。在该项目中的工作量占本人工作量的80%。

2.姓名:张建,技术职称:正高级,工作单位:东南大学,个人排名:2

对本项目主要贡献:主要负责基于区域分布光纤传感技术的结构健康监测理论研究及其应用。提出了实现区域分布传感理念的传感器优化布置算法,建立了完整的基于区域分布传感的长标距应变模态理论,实现了由区域应变到结构各类型参数的全面识别,并推广应用于多个大型工程结构。对发明点1和3做出贡献。获授权发明专利3件,其中第1发明人3件;专著1部;发表相关SCI收录论文8篇。在该项目中的工作量占本人工作量的80%。

3.姓名:孙安,技术职称:正高级,工作单位:东南大学,个人排名:3

对本项目主要贡献:发明了光纤光栅与光纤布里渊散射多功能传感一体化技术,研发出国际领先的核心自主产权高性能化光纤光栅解调仪技术与装置,建立了高测速光纤布里渊散射传感装置并达到实用化水平。对发明点1和2做出贡献。获授权发明专利5件,其中第1发明人4件,申请PCT1项,排名第2;发表相关SCI收录论文10篇。在该项目中的工作量占本人工作量的90%。

4.姓名:李素贞,技术职称:副高级,工作单位:同济大学,个人排名:4

对本项目主要贡献:设计研发了分布式长标距FBG传感器,基于此率先发展了利用分布平均应变动力响应的振动模态分析理论及振动模态测试技术,建立了基于相对平均应变模态向量统计的无模型损伤识别及多阶段损伤识别方法,改善了既有的结构损伤识别技术精度低、受温度与噪音影响大的现状。对发明点1和3做出贡献。获授权发明专利2件,其中第1发明人1件;发表相关SCI收录论文7篇。在该项目中的工作量占本人工作量的70%。

5.姓名:张宇峰,技术职称:正高级,工作单位:江苏省交通科学研究院股份有限公司,个人排名:5

曾获国家奖情况:2013年,长大跨桥梁结构状态评估关键技术与应用,排名第3,国家科技进步二等奖,证书号:2013-J-223-2-02-R03。

对本项目主要贡献:发明了采用准静态荷载试验与分布式光纤光栅传感技术实现桥梁状态快速评定的方法,并提出了一种位移测点的优化布设方法,推动了区域分布光纤传感技术在多项桥梁工程监测中的实用应用。对发明点3做出贡献。获授权发明专利2件,其中第1发明人2件。在该项目中的工作量占本人工作量的50%。

6.姓名:张浩,技术职称:副高级,工作单位:石家庄铁道大学,个人排名:6

对本项目主要贡献:研发了无滑移分布式光纤传感器;研发了高速公路用耐高温双向长标距光纤光栅传感器;提出了一种基于长标距光纤光栅传感技术的建筑物沉降缝二维变形长期监测方法;并将长标距光纤光栅传感技术应用于地铁施工时临近建筑裂缝的监测,推动了区域分布式光纤传感技术在地铁监测中的应用。对发明点1和3做出贡献。获授权发明专利2件;发表相关SCI收录论文3篇。在该项目中的工作量占本人工作量的70%。


【项目名称】高层住宅装配整体式混凝土结构工程关键技术及应用

【推荐奖种】2017年国家科技进步奖二等奖

【项目简介】

建筑工业化是我国十三五重大发展战略。装配整体式混凝土结构是工业化建筑最主要的结构型式。与传统现浇混凝土结构相比,装配整体式混凝土结构节能约50%、减少建筑垃圾80%,节能、减排、环保效益显著。据测算,2016年我国新建装配式建筑合计将超过1亿平米,这其中大部分为装配整体式混凝土高层住宅。

本项目在一系列国家和省部级科研项目的资助下,从高层住宅装配整体式混凝土结构体系、结构受力性能与设计方法、构件制作与装配施工技术等方面着手,开展了深入、系统的研究,取得如下科技创新成果:

(1) 研发了高层住宅新型装配整体式混凝土结构体系,发展了我国装配整体式混凝土高层住宅标准体系。研发了9类适用于高层住宅的新型装配整体式混凝土结构体系(包括5类剪力墙结构和4类框架结构);发展了以13部规程(2部国家/行业规程、2部协会规程、9部地方规程)和19部图集(16部国标图集和3部地标图集)为支撑的我国装配整体式高层住宅标准体系。

(2) 形成了高层住宅装配整体式混凝土结构设计技术。系统完成了装配整体式混凝土结构静力性能和抗震性能试验与理论研究;发展了装配整体式混凝土结构基础理论;形成了高层住宅装配整体式混凝土结构设计技术。

(3) 研发了高层住宅装配整体式混凝土结构高效施工技术与装备。研发了预制构件高效安装技术与装备体系;研发了装配整体式混凝土结构施工现场支撑及安全防护技术;研发了装配整体式混凝土结构施工现场自动化测控技术;开发了预制构件物流与安装管理信息系统。

(4) 研发了高层住宅预制混凝土构件高效生产设备及工艺。研发了基于BIM技术的预制构件深化设计软件;研制了典型预制构件智能化生产流水线;开发了高精度组合式模具系统;研发了预制构件无损运输与存储技术及工装;开发了预制构件生产与质检信息化管理系统。

基于上述创新成果,项目组发展了我国装配整体式混凝土高层住宅技术标准体系,主编了2部现行国家/行业规程和16部国标图集。发表论文150余篇,其中SCI/EI收录论文50余篇。授权了国家技术专利60项,其中发明专利20项。建成了高智能化机组流水生产线(年产能数百万立方米)。

本项目成果已直接应用于上百项高层住宅工程,总建筑面积超过1000万平米,新增产值超过228亿元。项目完成单位牵头建设了国家土建结构预制装配化工程技术研究中心和住建部新型建筑工业化集成建造工程技术研究中心,获批5个国家住宅产业化示范基地,为我国建筑产业现代化发展提供了重要的技术支撑。

【主要完成人情况】

序号

姓名

职务/职称

工作单位

1

薛伟辰

教授

同济大学

2

郁银泉

副院长/教高

中国建筑标准设计研究院有限公司

3

郭海山

科技部助理总经理/教高

中国建筑股份有限公司

4

栗  新

设计院总工/教高

上海建工集团股份有限公司

5

李晓明

教高

中国建筑标准设计研究院有限公司

6

王  蕴

副总裁

万科企业股份有限公司

7

朱永明

城建物资副总经理/高工

上海隧道工程股份有限公司

8

胡  翔

实验师

同济大学



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