1、复杂水工混凝土结构服役性态诊断技术与实践获 2016 年度国家技术发明二等奖 胡少伟 材料结构研究所 我国已建、在建众多的复杂水工混凝土结构工程, 在发挥巨大经济、社会效益的同时, 其安全服役直接影响社会的稳定。开展“设计-施工-运行”为一体的水工混凝土结构全寿命服役性态诊断新技术的集成式研发, 揭示结构全寿命服役性态演化机理, 实现复杂水工混凝土结构全寿命服役性态变化状况科学诊断, 对保障工程的安全具有突出重要意义。该项目组历时 15 年, 在国家科技支撑计划、国家自然科学基金、部省级重大课题及工程委托项目等支持下, 针对不同类型水工混凝土结构 (普通混凝土结构、高强混凝土结构、钢筋混凝土结
2、构、碾压混凝土结构、混凝土组合结构等) , 潜心于水工混凝土成型期性能参数测试、成型后结构损伤精细化探测、服役期结构复合受力破坏过程诊断、全寿命结构性态监测和转异成因解析等新装置、新设备、新工艺、新方法的科技攻关和工程实践, 自主研发了诊断复杂水工混凝土结构全寿命服役性态的成套技术。通过在 112 个重大水利水电工程、大跨度铁路公路桥梁等设计、施工、运行中的成功应用, 为提高工程施工质量、保障其服役安全起到了重要支撑作用;通过核心专利技术的产业化和国际、国家标准与规范的采纳, 为提升我国在水工结构安全监控领域中的国际地位和市场竞争力起到了重要推动作用。项目主要完成单位为南京水利科学研究院、河海
3、大学和基康仪器股份有限公司等。项目简介:主要发明点有: (1) 研制了复杂水工混凝土成型期核心性能测试装置, 提出了浇筑质量控制参数快速评定技术; (2) 突破损伤断裂力学在复杂水工混凝土工程应用中的瓶颈, 开发了复杂水工混凝土成型后结构受力性态精确模拟装置与系统, 发明了成型后损伤断裂全过程精细化测试技术, 解决了起裂点不易确定的难题; (3) 建立了复杂水工混凝土预应力组合结构复合受力分析理论, 研发了结构服役期复合受力破坏评定技术, 提出了结构病害修复工艺和方法, 填补了预应力混凝土组合结构复合受力性态诊断的空白; (4) 发明了复杂水工混凝土结构全寿命周期服役性态监测系列装置和性态转异
4、诊断方法, 研发了结构服役过程安全评定集成平台。成果对提高复杂水工混凝土结构施工质量、保障其服役安全、促进水工结构工程学科的发展具有十分重要的意义。成果已被国际材料与结构研究实验联合会 (RILEM) 、我国部分水利水电行业质量监督部门和设计、施工单位采纳, 编入国际标准 1 部、国家标准 2 部、水利等行业标准 3 部。成果已应用于南水北调、锦屏一级、溪洛渡等 112 个重大水利水电工程的混凝土结构服役性态诊断和提升, 产生经济效益 7.89 亿元。培养出了包括全国模范教师、国家杰出青年基金获得者、百千万人才工程国家级人选、国家中青年科技创新领军人才、全国水利青年科技英才等在内的一大批科技人
5、才;指导 23 名博士生和 64 名硕士生, 其中获江苏省优秀博士论文 4 篇、优秀硕士论文 5 篇。已获授权专利 60 项, 其中发明专利 27 项;获软件著作权 2 项;出版中、英文专著 6 部, 发表学术论文 285 篇 (其中 SCI、EI 收录 179 篇) 。成果曾获省部级科技进步一等奖 5 项:“预应力组合箱梁结构复合受力基本性能-试验、理论与应用”获 2011 年大禹水利科学技术一等奖;“水工混凝土静动态损伤断裂过程及其声发射特性研究与实践”获 2012 年大禹水利科学技术一等奖;“连续预应力组合结构理论与实践”获 2015 年大禹水利科学技术一等奖;“重力坝深层抗滑稳定分析理论、方法及应用研究”获 2012 年中国水力发电科学技术一等奖;“特大型水利水电工程施工重大事故控制及应急救援关键技术”获2013 年中国职业安全健康协会科学技术一等奖。
