教 育 部 推 荐 2014 年 度 国 家 科 学 技 术 奖 公 示 内 容 项 目 名 称 : 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 创 新 与 工 程 应 用 项 目 简 介 : 本 项 目 研 究 属 土 木 工 程 中 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 科 学 技 术 范 畴 自 2000 年 以 来, 以 我 国 预 应 力 学 科 带 头 人 吕 志 涛 院 士 为 首 的 科 研 团 队, 瞄 准 国 家 工 程 建 设 重 大 需 求 和 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 前 沿 技 术 发 展, 系 统 研 究 并 解 决 了 大 跨 超 长 重 载 等 复 杂 预 应 力 混 凝 土 结 构 中 的 几 大 关 键 难 题 裂 缝 控 制 变 形 控 制 抗 震 设 计 等 理 论 和 应 用 问 题, 并 开 展 了 预 应 力 混 凝 土 技 术 在 高 新 技 术 和 特 种 结 构 中 的 创 新 应 用 研 究, 取 得 了 一 大 批 具 有 自 主 知 识 产 权 的 原 创 性 成 果, 引 领 我 国 预 应 力 混 凝 土 科 学 技 术 跨 越 式 发 展, 提 升 了 我 国 土 木 工 程 领 域 的 国 际 学 术 地 位 1. 主 要 技 术 内 容 : (1) 建 立 和 完 善 了 现 代 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 设 计 计 算 理 论 体 系 创 新 性 地 建 立 了 用 于 预 应 力 混 凝 土 结 构 应 力 扰 动 区 (D 区 ) 设 计 的 力 流 线 解 析 模 型 和 数 值 生 成 方 法, 提 出 了 D 区 拉 压 杆 模 型 构 建 的 最 小 应 变 能 构 形 等 准 则, 解 决 了 相 应 的 构 形 不 确 定 性 难 题 提 出 了 基 于 结 构 变 形 的 力 筋 极 限 应 力 计 算 方 法 和 桁 - 拱 叠 加 模 型, 完 善 了 体 外 预 应 力 混 凝 土 梁 的 抗 弯 抗 剪 设 计 方 法 系 统 提 出 了 长 短 期 荷 载 作 用 下, 有 粘 结 部 分 粘 结 与 体 外 预 应 力 FRP 筋 混 凝 土 梁 的 设 计 计 算 方 法 建 立 了 预 应 力 钢 - 混 凝 土 组 合 框 架 结 构 的 恢 复 力 模 型, 提 出 了 预 应 力 型 钢 混 凝 土 梁 - 钢 管 混 凝 土 柱 框 架 节 点 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 (2) 攻 克 了 大 跨 超 长 重 载 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 裂 缝 与 挠 度 控 制 等 技 术 难 题 考 虑 温 度 裂 缝 对 轴 向 刚 度 的 折 减, 建 立 了 超 长 混 凝 土 结 构 间 接 内 力 的 计 算 方 法, 基 于 间 接 作 用 与 直 接 作 用 的 耦 合 效 应, 提 出 超 长 预 应 力 混 凝 土 结 构 抗 放 结 合 的 抗 裂 设 计 新 方 法 及 相 应 的 构 造 措 施 提 出 了 混 凝 土 收 缩 徐 变 三 层 次 试 验 方 法, 得 到 适 用 于 高 强 混 凝 土 的 修 正 收 缩 徐 变 模 型, 完 成 了 预 应 力 混 凝 土 梁 3000 天 长 期 性 能 试 验, 发 展 了 相 应 的 长 期 变 形 计 算 方 法 建 立 了 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 的 微 挠 度 理 论 和 合 理 成 桥 状 态 设 计 方 法, 并 成 功 应 用 于 大 量 公 路 预 应 1
力 混 凝 土 桥 梁 以 及 磁 悬 浮 轨 道 交 通 工 程 高 铁 桥 梁 的 设 计, 自 主 研 发 了 智 能 预 应 力 控 制 技 术 建 立 了 考 虑 组 合 梁 截 面 自 应 力 与 连 续 梁 约 束 次 应 力 影 响 的 预 应 力 钢 - 混 凝 土 组 合 梁 长 期 变 形 的 计 算 方 法 (3) 解 决 了 多 层 多 跨 预 应 力 混 凝 土 结 构 抗 震 设 计 若 干 难 题, 突 破 了 预 应 力 结 构 在 地 震 区 应 用 的 技 术 限 制 系 统 地 建 立 了 预 应 力 混 凝 土 梁 空 间 节 点 与 框 架 的 恢 复 力 模 型, 提 出 了 加 强 边 柱 的 方 法 以 实 现 混 合 铰 机 制, 从 而 提 升 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 的 抗 震 能 力, 开 发 了 预 应 力 混 凝 土 框 架 滞 回 全 过 程 ( 包 括 下 降 段 ) 分 析 软 件 建 立 了 预 应 力 FRP 筋 混 凝 土 梁 截 面 弯 矩 - 曲 率 恢 复 力 模 型, 提 出 了 预 应 力 FRP 筋 混 凝 土 梁 抗 震 设 计 建 议 建 立 了 预 应 力 钢 - 混 凝 土 组 合 框 架 结 构 的 恢 复 力 模 型, 提 出 了 预 应 力 型 钢 混 凝 土 梁 - 钢 管 混 凝 土 柱 框 架 节 点 受 剪 承 载 力 计 算 公 式 建 立 了 预 应 力 混 凝 土 转 换 层 结 构 在 地 震 作 用 下 的 恢 复 力 模 型, 提 出 了 高 层 建 筑 预 应 力 混 凝 土 转 换 层 结 构 的 抗 震 设 计 方 法 与 构 造 措 施 (4) 研 发 了 环 向 预 应 力 特 种 结 构 高 效 锚 固 体 系, 形 成 了 环 向 预 应 力 设 计 理 论 研 发 了 适 用 于 核 电 安 全 壳 的 高 效 预 应 力 锚 固 体 系, 实 现 了 国 内 核 电 用 预 应 力 产 品 国 产 化 优 化 了 第 三 代 预 应 力 混 凝 土 安 全 壳 的 环 向 预 应 力 筋 布 置 形 式, 完 善 设 计 寿 命 为 60 年 预 应 力 混 凝 土 安 全 壳 的 预 应 力 设 计 理 论, 提 高 了 抗 裂 安 全 度 开 展 了 多 座 大 跨 斜 拉 桥 索 塔 锚 固 区 足 尺 模 型 试 验, 研 究 了 环 向 预 应 力 的 优 化 配 束 方 式 和 抗 裂 性 能 2. 授 权 专 利 情 况 技 术 经 济 指 标 主 编 国 家 标 准 与 行 业 标 准 9 部, 参 编 4 部 ; 主 编 地 方 标 准 2 部 出 版 著 作 5 部, 其 中 现 代 预 应 力 结 构 体 系 与 设 计 方 法 入 选 2011 年 国 家 新 闻 出 版 总 署 三 个 一 百 原 创 出 版 工 程 发 表 SCI 收 录 论 文 25 篇 ( 其 中, 在 国 际 权 威 期 刊 ACI ASCE 系 列 期 刊 上 发 表 论 文 14 篇 ) EI 收 录 论 文 80 篇 授 权 国 家 发 明 专 利 12 项, 新 型 实 用 专 利 10 项 经 科 技 查 新 和 专 家 鉴 定, 本 项 目 成 果 达 到 国 际 领 先 水 平 3. 应 用 推 广 及 效 益 情 况 2
本 项 目 成 果 已 应 用 于 苏 通 大 桥 京 沪 高 铁 济 南 西 客 站 上 海 磁 浮 轨 道 交 通 工 程 方 家 山 核 电 站 等 近 百 项 建 筑 桥 梁 轨 道 交 通 和 特 种 结 构 工 程 中, 新 增 产 值 超 过 数 十 亿 元 主 ( 参 ) 编 的 国 家 标 准 与 行 业 标 准 完 善 了 我 国 技 术 标 准 体 系, 指 导 了 全 国 预 应 力 混 凝 土 工 程 的 建 设 成 果 的 应 用 提 升 了 结 构 安 全 与 耐 久 性 能, 降 低 了 全 寿 命 周 期 成 本, 项 目 还 建 设 了 国 家 预 应 力 工 程 技 术 中 心 和 教 育 部 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 重 点 实 验 室, 推 动 了 我 国 土 木 工 程 领 域 的 科 技 进 步 主 要 完 成 人 对 本 项 目 的 贡 献 : (1) 吕 志 涛 : 主 持 本 项 目 的 总 体 规 划 技 术 方 案 制 定 与 实 施 工 作, 主 持 完 成 了 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 结 构 以 及 预 应 力 混 凝 土 技 术 在 特 种 结 构 中 的 创 新 应 用 研 究 领 导 的 预 应 力 混 凝 土 结 构 学 术 研 究 团 队, 在 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 静 力 性 能 抗 震 性 能 与 长 期 性 能 以 及 预 应 力 混 凝 土 技 术 在 特 种 结 构 中 创 新 应 用 等 方 面 开 展 了 长 期 系 统 的 创 新 研 究, 解 决 了 许 多 重 大 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 中 的 关 键 技 术 难 题 对 创 新 点 1 2 3 4 均 有 贡 献 曾 获 1998 年 度 国 家 级 科 技 进 步 二 等 奖 ( 排 名 2) 1998 年 度 江 苏 省 科 技 进 步 一 等 奖 ( 排 名 1) 等 (2) 薛 伟 辰 : 参 与 本 项 目 的 研 究 思 路 制 定, 主 持 完 成 了 本 项 目 中 预 应 力 FRP 增 强 混 凝 土 结 构 与 预 应 力 钢 - 混 凝 土 组 合 结 构 的 研 究 在 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 结 构 预 应 力 FRP 增 强 混 凝 土 结 构 与 预 应 力 钢 - 混 凝 土 组 合 结 构 的 静 力 性 能 抗 震 性 能 疲 劳 性 能 与 长 期 性 能 等 方 面 开 展 了 系 统 创 新 研 究, 完 成 了 多 项 创 新 技 术 的 研 发 与 推 广 应 用 工 作 对 创 新 点 1 2 3 有 贡 献 曾 获 2004 年 度 建 设 部 华 夏 建 设 科 学 技 术 二 等 奖 ( 排 名 1) 等 (3) 蒋 立 红 : 参 与 本 项 目 的 技 术 方 案 制 定 与 技 术 研 发, 主 持 完 成 了 多 项 预 应 力 混 凝 土 技 术 创 新 应 用 研 究 工 作 对 创 新 点 1 4 有 贡 献 (4) 张 喜 刚 : 参 与 本 项 目 的 技 术 方 案 制 定 与 技 术 研 发, 主 持 负 责 大 跨 径 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 设 计 技 术 研 究, 完 成 了 苏 通 大 桥 主 跨 268m 连 续 刚 构 等 多 项 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 技 术 创 新 应 用 研 究 工 作 对 创 新 点 1 2 有 贡 献 曾 获 2010 年 度 国 家 科 技 进 步 奖 一 等 奖 ( 排 名 1) 等 3
(5) 冯 大 斌 : 参 与 本 项 目 的 技 术 研 发 与 工 程 应 用 研 究, 主 要 开 展 了 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 结 构 与 预 应 力 FRP 增 强 混 凝 土 结 构 的 创 新 研 究 及 其 应 用 研 究 工 作 主 编 了 无 粘 结 预 应 力 钢 绞 线 建 筑 工 程 用 索 建 筑 工 程 预 应 力 施 工 规 程 等 规 范, 参 编 无 粘 结 预 应 力 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 等 规 程 对 创 新 点 1 2 有 贡 献 (6) 孟 少 平 : 参 与 本 项 目 的 总 体 思 路 与 技 术 方 案 的 制 定, 主 持 预 应 力 钢 筋 混 凝 土 结 构 抗 震 性 能 超 长 预 应 力 混 凝 土 结 构 筒 仓 储 水 池 等 预 应 力 混 凝 土 特 种 结 构 的 研 究 工 作, 并 开 展 相 关 创 新 成 果 的 推 广 应 用 研 究 工 作, 解 决 了 诸 多 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 的 技 术 难 题 对 创 新 点 2 3 4 有 贡 献 (7) 朱 万 旭 : 主 持 开 发 了 满 足 核 电 安 全 壳 需 要 的 预 应 力 锚 固 体 系, 并 开 展 相 关 创 新 成 果 的 推 广 应 用 研 究 工 作, 解 决 了 诸 多 特 种 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 的 技 术 难 题 对 创 新 点 4 有 贡 献 (8) 程 建 军 : 参 与 本 项 目 的 技 术 研 发 与 成 果 推 广 应 用 工 作, 负 责 项 目 组 创 新 成 果 的 工 程 应 用 研 究 工 作, 解 决 了 诸 多 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 的 技 术 难 题 对 创 新 点 2 有 贡 献 (9) 苏 如 春 : 负 责 大 跨 径 预 应 力 混 凝 土 连 续 梁 桥 施 工 技 术 研 究, 完 成 了 多 项 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 技 术 创 新 应 用 研 究 工 作 对 创 新 点 2 有 贡 献 (10) 贺 志 启 : 参 与 完 成 本 项 目 中 的 预 应 力 混 凝 土 结 构 D 区 力 流 线 解 析 模 型 和 拉 压 杆 模 型 构 建 准 则 提 出 了 预 应 力 混 凝 土 结 构 应 力 扰 动 区 (D 区 ) 设 计 的 力 流 线 模 型 方 法, 给 出 了 力 流 线 解 析 模 型 和 数 值 生 成 方 法, 解 决 了 多 种 情 形 下 D 区 的 复 杂 应 力 解 析 计 算 问 题, 完 善 了 预 应 力 混 凝 土 结 构 D 区 设 计 方 法 对 创 新 点 1 有 贡 献 (11) 潘 钻 峰 : 参 与 完 成 本 项 目 中 的 预 应 力 混 凝 土 结 构 长 期 性 能 研 究 开 展 混 凝 土 收 缩 徐 变 三 层 次 试 验 研 究, 提 出 并 验 证 了 配 筋 对 高 强 高 性 能 混 凝 土 收 缩 徐 变 的 约 束 影 响 系 数 ; 建 立 合 理 强 度 范 围 的 混 凝 土 收 缩 徐 变 试 验 数 据 库, 通 过 修 正 强 度 影 响 因 子 与 时 间 发 展 曲 线, 得 到 修 正 收 缩 徐 变 模 型 考 虑 收 缩 徐 变 模 型 的 不 确 4
定 性 系 数 环 境 变 异 等 因 素 的 随 机 性, 对 预 应 力 混 凝 土 结 构 时 变 效 应 的 不 确 定 性 和 敏 感 性 展 开 了 分 析 对 创 新 点 2 有 贡 献 (12) 王 景 全 : 对 体 外 预 应 力 进 行 了 较 为 系 统 的 研 究, 在 受 弯 性 能 计 算 方 面 创 新 地 提 出 了 基 于 挠 度 的 体 外 预 应 力 增 量 计 算 方 法, 在 受 剪 性 能 计 算 方 面 基 于 拓 扑 优 化 方 法, 提 出 了 体 外 预 应 力 受 剪 计 算 的 拉 压 杆 模 型, 并 提 出 了 相 应 的 计 算 公 式, 并 开 展 相 关 创 新 成 果 的 推 广 应 用 研 究 工 作 对 创 新 点 1 有 贡 献 (13) 刘 钊 : 参 与 本 项 目 的 技 术 研 发 与 成 果 推 广 应 用 工 作, 负 责 预 应 力 混 凝 土 结 构 应 力 扰 动 区 拉 压 杆 模 型 设 计 理 论 的 研 究 参 与 大 跨 度 预 应 力 混 凝 土 桥 梁 的 裂 缝 及 挠 度 控 制 研 究, 负 责 南 京 长 江 第 四 大 桥 体 内 - 体 外 混 合 配 束 节 段 预 制 拼 装 桥 梁 的 应 用 研 究, 负 责 多 座 斜 拉 桥 混 凝 土 索 塔 锚 固 区 的 模 型 试 验 和 环 向 预 应 力 配 束 研 究, 对 1 2 4 点 有 贡 献 (14) 郭 正 兴 : 参 与 本 项 目 的 总 体 思 路 与 技 术 方 案 的 制 定, 参 与 预 应 力 混 凝 土 框 架 结 构 抗 震 性 能 研 究 和 特 种 结 构 施 工 技 术 研 究, 并 开 展 相 关 创 新 成 果 的 推 广 应 用 研 究 工 作, 解 决 了 诸 多 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 的 技 术 难 题 对 创 新 点 3 4 有 贡 献 曾 获 2010 年 度 国 家 科 技 进 步 奖 二 等 奖 ( 排 名 1) (15) 冯 健 : 参 与 本 项 目 的 总 体 思 路 与 技 术 方 案 的 制 定, 参 与 完 成 超 长 超 大 面 积 预 应 力 混 凝 土 结 构 的 研 究 工 作, 并 开 展 相 关 创 新 成 果 的 推 广 应 用 研 究 工 作, 解 决 了 诸 多 预 应 力 混 凝 土 结 构 工 程 的 技 术 难 题 对 创 新 点 2 有 贡 献 曾 获 奖 励 情 况 :2013 年 教 育 部 科 技 进 步 一 等 奖 5