成果的背景及主要用途： 高效大跨度结构体系不仅关系到资源节约、施工便捷和效果美观,更是一个 国家建筑技术水平的重要标志。传统的梁板式结构用钢量大效能低、单层网壳稳 定性差支座水平推力大、单一网格结构难以实现轻盈美观,研发新型大跨体系成 为建筑结构技术发展的迫切需要。课题组在较早开展张拉整体体系研究的基础上, 从 1998 年开始对张弦结构大跨度建筑结构体系进行系统研究,形成了张弦结构分 析设计理论和施工成套技术,解决了张弦结构基础理论匮乏、分析方法欠缺和在 工程应用中受到结构选型、节点构造、施工方法和监测技术等多方面问题制约的 技术难题,为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键技术 支撑。 技术原理与工艺流程简介： 1、系统研究基于张拉整体思想的张弦结构体系，提出了发明专利-弦支筒壳 和弦支混凝土楼盖等新型张弦结构形式，建立了平面、空间等张弦结构分类体系， 研发自制设备空气加热索膨胀系数测定仪和水域加热索膨胀系数测定仪，测定了 张弦结构核心构件-拉索的膨胀系数，为张弦结构分析设计理论的建立奠定了基 础。 2、确定了平面和平面组合型张弦结构的最优构成规律，揭示了平面和平面 组合型张弦结构静动力特性和抗风性能，研发出专利技术—自平衡加载反力架并 试验验证了所提出的插板式拉索节点的安全性和便捷性，解决了平面及平面组合 型张弦结构分析计算和拉索连接节点方面的技术难题。 3、提出两种弦支穹顶分类方法和预应力二阶段分析方法，创建连续折线索 单元分析技术，建立了弦支穹顶从找形、预应力设定到结构性能分析的设计方法， 基于模型和实物试验及理论分析揭示了弦支穹顶结构静动力性能和稳定特性，研 发了空间张弦结构的节点专利技术—预应力钢结构滚动式张拉索节点，形成弦支 穹顶分析设计理论体系，解决了弦支穹顶应用中分析设计和节点构造的技术难题。 4、研发出张弦结构施工工艺仿真系统，提出了预应力施加方法和摩擦损失 补偿方法，开发了张弦结构健康监测系统，解决了张弦结构施工过程中的全过程 控制、监测、安全和预应力损失等方面的技术难题。提出了“地面整体拼装、一 次张拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹顶结构张拉成形的技术瓶颈。 技术水平及专利与获奖情况：天津大学科技成果选编 172 该项科研成果发表学术论文 72 篇（其中 SCI 检索 9 篇、EI 检索 27 篇）， 获发明专利 7 项，实用新型专利 8 项，获国家科学技术进步二等奖 1 项，天津和 北京市科技进步一等奖3项，省部级科技进步二等奖4项，达到了国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 本项目关键创新成果代表了现代大跨度结构技术的水平,引领了世界空间结 构技术的发展,提升了中国大跨度技术在世界工程领域的地位，增强了国际竞争 力，可应用于体育场馆、会展中心、交通枢纽站房等国家重要基础设施工程中。 项目发表论文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),获发明专利 7 项,成果编入 10 本 著作和 6 本规程,推动了土木工程学科发展, 培养了一批高素质的结构工程科技 人才，对现代大跨结构的技术进步以及推动中国空间结构从大国向强国迈进都具 有重要的意义。 应用领域： 该项目科研成果已应用于包括奥运会场馆在内的近百项大跨度结构工程中， 可广泛应用于大型体育场馆、会展文化中心、重大交通枢纽、大型厂房等基础设 施工程中，可推广应用程度高，取得了巨大的经济效益，工程节支总额超过二亿 元，对我国大跨结构技术的发展具有显著推动作用。 

项目研究的背景及用途:为了提高对生产环境的适应性，满足快速多变的市 场需求，近年来全球机床制造业正在积极探索和研制新型多功能的制造装备与系 统，其中在结构技术上的突破性进展当属九十年代问世的并联机床(Parallel Machine Tool)，又称虚(拟)轴机床(Virtual Axis Machine Tool)或并联运动学机器 (Parallel Kinematics Machine)。并联机床是以并联机构作为进给传动机构的数控机 床。这种新型制造装备在构思上体现了现代系统集成的思想，在功能上是加工、 测量、装配与物料搬运等多种工艺过程的集成，在性能上是高刚度、高精度、高 速度、高柔性、轻重量、低成本的集成，是知识经济初见端倪的高科技数控加工 装备。 天津大学于 1998 年 10 月得到天津市科委“95”重点科技攻关项目资助，开 展了可实现三平动自由度并联机床的设计理论、关键技术和样机建造工作，旨在 在国内率先开发出一台具有国际领先水平的，可完成自由曲面加工的三轴联动并 联机床产品化样机。该项目于 1999 年 2 月被列入天津大学“211”工程跨世纪标 志性成果管理项目，同时得到天津第一机床总厂的参与和支持。 技术原理及流程:所研制的三平动自由度并联机床采用 3-HSS 并联机构作为 传动进给机构(在此，H—螺旋副，S—球面副)，由底座、动平台和三对立柱—— 滑鞍——支链组成。每条支链中含三根平行定长杆件，各杆件一端与滑鞍，另端 与动平台用球铰连接。滑鞍由伺服电机和滚珠丝杠螺母副驱动，沿安装在立柱上 38天津大学科技成果选编 的滚动导轨作上下移动。该机床主要用于三坐标高速铣、镗加工，主要解决以下 关键技术: (1)柔性并联机床总体结构概念设计和虚拟样机设计; (2)主模块工作空间与灵活度分析，以及结构参数尺度综合技术; (3)主模块单元控制和在线精度补偿技术，以及静、动刚度预估与评价 技术; (4)多主模块协同控制核心算法，以及硬件匹配和编程技术。 成果水平及主要技术指标:天津质量监督局第12站对样机的检测结果表 明，各项性能指标已经达到天津市科委立项合同中的各项指标。样机的主要几何 精度、运动精度、工作精度已经达到或接近加工中心精度水平，重量明显轻于传 统机床，而刚度显著大于传统机床。 获得天津市科技发明二等奖及一项专利。 市场分析及效益预测:国家科技部在指定我国制造与自动化领域“十五” 计划与2015年远景规划前期报告“先进制造工艺装备”中明确指出:应抓住时机， 抢在国外产品占领我国市场之前，开发我国自己的并联机床产品。“十五”期间， 要以并联机床开发为契机，面向多品种、小批量、灵活多变的生产环境，建立新 型系列化并联机床的生产基地。 根据国家机械局机械科学院对 2005～2015 年机械制造装备市场预测估计， 并联机床的国内市场需求量约为 500 余台/年。 3.同步构型数控机床 4.石英挠性加速计自动装配系统 5.深海石油大型机电装备开发

采用原料—>连续逆流浸提—>超滤—>反渗透—>溶剂连续逆流浸提 —>国 产填料柱层析—>分部收集—>浓缩回收—>干燥—>超临界的最新技术工艺，同时 生产速溶茶粉和各种纯度茶多酚，也可以同时得到茶氨酸和茶多糖，提取率 95% 以上，茶多酚含量 30%~98%。技术装备居国内外领先水平。

本项目已在内蒙古建立了中试示范生产基地，完成了中试化生产。年处理落叶松树皮量可达20吨，获得原花青素产品约500公斤，带动企业周边经济发展。实施过程中，产生极少环境污染，缓解了因落叶松树皮直接焚烧造成大气污染。 本项目进行了落叶松树皮中原花青素的安全性、稳定性、化妆品功效性评价、化妆品配方应用等4方面的分析。落叶松树皮原花青素可应用于化妆品配方中，具有抗氧化、抑菌、美白、保湿、抑止黑色素、防紫外线等功效；以原花青素做作为天然染色剂对丝绸进行染色处理，其织物耐湿摩擦牢度和耐汗渍牢度均达到3级以上，满足真丝织物对色牢度的要求；且染色后织物的紫外线防护指数达到20左右，具有较好的抗紫外辐射性能，可制成具有特殊功能的防紫外辐射服装。本工艺制得的产品克服了传统产品的一些缺点，具有无毒、无溶剂残留等优势。

近年来，单层、双层钢壳混凝土沉管隧道技术在“珠港澳跨海通道”、“深中通道”等重大工程中的成功应用进一步提升了我国沉管隧道建设水平。由于钢壳混凝土沉管隧道能够克服钢筋混凝土结构的开裂问题，在满足高水压、大断面、极限净跨大、耐久性强要求下，较好地解决了不均匀沉降问题。但钢壳混凝土沉管隧道有其自身的局限性，其中最为突出的是混凝土难以充填密实钢壳，出现脱空或空洞缺陷问题，为水压下钢板里衬变形失稳破坏的埋下重大安全隐患。因此，亟需一种无损、快速、定量化的脱空缺陷检测技术。       中子源发射出的快中子射线与被测介质的原子核发生碰撞后，会被慢化减速形成热中子在中子源附近形成散射。快中子与物质作用时，其对原子序数大的物质有十分强的穿透能力，但却容易被原子序数小的元素减速和慢化而形成热中子，而由于氢元素原子序数最小，因此快中子在与氢原子多次碰撞后极易变成热中子。热中子同样对除水以外的其他物质的反应截面较小，散射的热中子极易穿过被检测钢管混凝土结构而被探测到。因此，中子检测技术在沉管隧道中钢壳底部的混凝土脱空探查和表征方面有重要的应用价值。

突破了多源卫星数据融合处理、海洋地理信息精细反演、陆海垂直基准无缝转换等关键技术，形成了自主创新的海洋测绘卫星大地测量技术方法体系。研制了我国首个国际同期分辨率最高、精度优于5cm的全球平均海面高模型WHU2000；反演了全球1′×1′分辨率的海洋重力异常和海底地形模型；率先构建了中国近海大范围无缝深度基准模型，实现了与国家陆地高程基准的无缝转换；并拓展用于内陆水域，实现了对我国主要湖泊水位和长江流域水储量等的变化监测

电力变压器是电网能量传输的枢纽和核心，其安全运行是保障电网安全 的第一道防御系统。本项目针对电力变压器运行安全持续开展变压器智能化关 键技术反应用研究： （1） 深入研究并揭示了电力变压器运行故障机理及特征，创新性地提出了 新的电力变压器故障智能检测及诊断方法，形成了电力变压器智能化系统架构, 发明了变压器智能化系统核心的一体化智能监测技术及分布式诊断方法，研 发出感知运行状态信息的变压器传感网络，解决了变压器信息感知、数据传输、 信号处理、故障诊断等硬件的一体化设计技术难题。 （2） 提出了变压器多种信息智能感知新方法，研制了局部放电超高频信号、 油中溶解气体、绕组暂态电压与套管绝缘参数等多种状态参数的无线智能传感 器。发明了变压器冷却与滤油系统的在线智能控制技术。 （3） 提出了提高变压器状态信息可信度的方法，开发了融合状态信息、统 计数据和老化程度等多源信息的电力变压器健康指数综合评估系统，如电气设 备状态在线监测与故障诊断分析系统、电气设备绝缘综合在线监测系统、电 力设备智能综合处理装置等，解决了多源信息无法进行关联分析和融合评估的 技术难题，提高了运行变压器状态准确评估的可靠性、有效性及实用性。市场及经济效益分析：本项目研发的智能变压器监测参量全面，同时具有冷却系统、在线滤油 系统智能控制和负荷调度辅助决策功能，系统维护工作量小。同类技术对比 结果如表4所示。相关统计表明：中国境内已安装110 kV及以上电压等级变 压器近5万台套，市场需求巨大。团队介绍： 自2003年至2017年，重庆大学采用“应用基础研究与工程技术攻关" 相结合的研究方法，针对变压器智能化面临的监测传感器不具智能化处理能 力和一体化水平低、缺乏融合多源信息的状态评估统一建模方法、变压器状 态评估无法支撑变压器运行控制等三方面复杂科学技术难题、尚不存在稳定 可靠的智能化变压器的现状，经过13年的研究，实现了变压器智能化4项 关键技术的突破，研制了智能化变压器及其状态监测装置与故障诊断系统。 团队由教授、副教授、高级工程师、工程师、讲师等构成，年龄结构合理，具 有较强的创新能力及成果转换能力，发展潜力较大。

植物绝缘油具有高燃点、可再生、可降解、无毒害的特点，是一种环保 型液体电介质。欧美在上世纪90年代研制出植物绝缘油商业化产品，至2006 年，美国Cooper电力的FR3植物绝缘产品已在上万台配电变压器中应用，处于 市场垄断地位，但价格昂贵，国内难以普遍应用。 由于我国电力行业缺乏新型植物绝缘油的研究经验，面临着大量的难点 问题亟待解决，主要涉及三个方面：(1)需要解决植物绝缘油击穿电压低、介 质损耗与运动粘度高、抗氧化能力差的问题，研制出一种高稳定性的植物绝缘 油；(2)需要揭示水分和杂质等因素对植物油纸绝缘击穿特性的影响规律，建 立植物油纸绝缘在多因素下的寿命模型；(3)植物绝缘油与矿物绝缘油具有本 质的差异，已有标准的油中溶解气体分析方法无法适用于植物绝缘油变压器的 故障诊断，需要在大量的试验研究和理论分析基础上建立新的植物绝缘油中特 征气体评估方法。本成果针对上述问题： 1.  主要技术的创新点体现在以下4个方面： (1)  在植物绝缘油批量制备工艺和方法上取得突破，发明了我国首套植物 绝缘油批量生产成套设备。在实验室研究成果的基础上，发明了植物绝缘油批 量多次碱炼和深度吸附工艺及方法，研制出我国首套年产300吨植物绝缘油 的中试生产线和年产1500吨植物绝缘油成套设备，并投入产业化批量生产， 油品各项指标达到预期要求。 (2)  发明了高稳定性植物绝缘油性能调控技术和制备工艺方法，发明了高 稳定性山茶籽、菜籽绝缘油，在提高植物绝缘油氧化安定性、降低油品介质损 耗与凝点方面取得突破，技术指标显著优于国外产品先进水平。 (3)  高稳定性植物绝缘油制备工艺方法及复合抗氧化剂：发现了植物 绝缘油中脂肪酸、酚类抗氧化剂、金属减活剂等含量对油品氧化稳定性的影 响规律，发明了植物绝缘油制备工艺方法以及基于多种酚类抗氧化剂和金属 减活剂的抗氧化剂复配技术，发明了高稳定性山茶籽和菜籽植物绝缘油， 新油主要理化与介电性能指标与国外同类产品先进水平，其中击穿电压(85kV/2. 5mm)、介质损耗(1. 48%/90°C)、起始氧化温度(210°C)等三个主 要指标显著优于国外同类产品水平。 (4)  高稳定性植物绝缘油单分散纳米添加剂：发现了纳米粒径与表面活性 剂对纳米液体电介质陷阱深度的影响规律，在此基础上调控纳米四氧化三铁粒 径与表面活性剂厚度，发明了具有分散性且性能稳定的四氧化三铁改性纳米植 物绝缘油，解决了纳米粒子在液体电介质中难以分散稳定的问题。   关键技术体现在以下4个方面： (1)  发明了植物绝缘油量产的多次碱炼和深度吸附技术，解决了量产油品 脱酸和介质损耗难以降低的问题，研制出我国首套具有全部自主知识产权的年产 1500吨植物绝缘油量产成套设备。 (2)  发明了抗老化的混合绝缘油，设计了植物绝缘油变压器内部结构。 本成果建立了植物油浸纸电、热老化的寿命模型，提出一种抗老化混合 绝缘油的制备方法，调整变压器内部绝缘结构增加变压器散热性能和使用寿命， 取得的创新性成果有： (a)  提出了植物绝缘油浸纸热老化寿命模型，揭示了植物油浸纸比矿物油 浸纸具有更高的电、热老化特性；建立了植物油浸纸电、热老化的寿命模型与 水解动力学模型，揭示了绝缘纸剩余寿命随水解老化程度变化的规律；发明了 —种矿物油-天然酯混合绝缘油，发现自然酯分子与纤维素发生酯化反应生成的 酯基、水分向植物油中迁移是延缓绝缘纸纤维素老化根本因素。 (b)  发现植物绝缘油-纸绝缘中热稳定纸聚合度明显高于普通纸，采用 热稳定纸、增大油道及调整铁親绝缘等技术优化植物绝缘油变压器绝缘结构， 有效提高了变压器的综合性能。 (3)  植物油变压器油中溶解气体分析技术及油品现场运行维护技术，解决 了传统油中溶解气体分析方法误判率高和缺乏植物绝缘油现场处理手段的问题， 提高了植物油变压器的运行可靠性。 (a)  植物油变压器油中溶解气体分析技术：发现植物油变压器电热故障特 征气体含量与矿物绝缘油变压器的具有显著差异，导致已有的变压器油中溶解气 体分析方法不适用于植物油变压器故障诊断，发明了适用于植物绝缘油故障诊断 的改进杜威三角形分析技术，建立了以H、CH和CH及H、CH和CH为特征量 的电、热故障诊断模型，并定义了新的故障边界条件，改进杜威三角形技术诊断 正确率从59%提高到87%。 (b)  植物油变压器运维技术：通过大量油品劣化特性的试验研究，发明了 以酸值、粘度、水分和介质损耗为关键指标的植物绝缘油劣化程度评估技术， 发明了以复合过滤微分净化滤芯为关键技术的吸滤一体化植物绝缘油离线及 在线处理技术和成套设备，填补了植物油变压器现场运维技术的空白。 (c)  基于以上关键技术发明，开发出10kV、35kV两个电压等级绿色高效 植物油配电变压器系列新产品，发明了 2套植物绝缘油批量生产线和1套植物 油纸绝缘及部件电热老化试验平台，为植物油变压器绝缘系统设计和安全运行 提供了基础数据。市场及经济效益分析： 随着社会经济深入发展，人们对用电可靠性要求不断提高，电网公司提 出推进绿色电网建设，变压器绝缘油是电气绝缘油最重要的产品，占电气绝缘 油市场总需求的98%以上，植物绝缘油配电变压器已被列入国务院《中国制 造2025》重点领域技术路线图和国家三部委联合印发的《配电变压器能效提升 计划》中，具有广阔的产业化前景。团队介绍： 团队为“高电压输配电装备安全理论与技术”国家自然科学基金创新群 体，拥有国家杰青及长江学者特聘教授4人、新世纪优秀人才1人(以上数 据不重复统计)。团队围绕学科前沿科学和国家重大需求，持续开展高电压输配电装备运行安全应用基础理论及关键技术研究，自然形成了高电压设备状 态监测与故障诊断、复杂大气环境中电气外绝缘、输配电系统过电压防护、 电工绝缘新材料与新技术等四个方向，作为负责单位承担了国家973项目1项、 973课题7项、863课题2项、国家自然科学基金重点项目3项等，获得国家 科技进步一等奖1项、二等奖3项，国家技术发明二等奖1项。

已有样品/n新型甜米酒生产关键技术研究与产业化。　　成果简介：该成果明确了甜米酒中小分子糖类组成、有机酸组成、氨基酸组成，分析了甜米酒的滋味特征和气味特征，分离并鉴定了传统孝感酒曲中的优势发酵菌株米根霉和根霉。采用杂粮和糯米复配开发了富含花青素的杂粮甜米酒及其清汁饮料、甜米酒果冻系列产品以及即食酒醪糟羹产品,实现了孝感米酒产品的延伸。该项成果为甜米酒优质原料品种筛选和安全高效、专业、标准化生产。　　应用前景：该成果科可用于优质糯稻无公害生产和糯米深加工。年产甜米酒液态产品0.5万吨/年，甜米酒固体产

本项目创造性提出了区间隧道过河过桥 安全控制模式，确保了浅埋暗挖隧道构筑 物的安全，填补了国内外类似工程的技术 空白。