水液压传动技术是当前流体传动与控制领域的一个前沿热点研究方向，在高层建筑灭火、食品加 工、高压水射流清洗、潜器浮力调节、水下液压机械手及作业工具等方面具有广泛的应用前景。北京工  业大学流体传动与控制中心经过长期实验和实践积累，在国内水液压技术方面具有领先优势，通过国家 863、国家自然科学基金等项目资助，已经掌握海水液压泵的关键技术，并成功研制出多台高可靠海水液 压泵样机， 样机采用全水润滑的盘配流轴向柱塞式结构，其额定工作压力可达 14 MPa，额定转速 1500 r/ min，工作流量在 100 L/min 左右，容积效率约为 85%，也可根据需要进行系列化设计，满足不同工作压力和流量需求。

硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 本项目历经10余年产学研用联合攻关，攻克了TBM设计制造关键技术。解决了TBM“掘不动、掘不快、掘不准”三大国际行业难题，实现了TBM自主设计制造和产业化生产。该项目突破的关键技术包括高效破岩刀盘刀具、大扭矩多源驱动与脱困技术、掘进方向精准调控。 硬岩隧道掘进机（TBM）是隧道掘进领域科技附加值最高的装备，是国家铁路、水利、国防等重大工程领域不可或缺的大国重器。未来10年，我国需用TBM开挖的隧道达2万公里，占全球市场80%以上。立项之初，我国TBM长期被国外垄断，单台TBM售价高达3~5亿元。即使采用国外TBM也存在地质适应性差、故障率高、工期拖延严重乃至人员伤亡等严重问题。 项目成果孵化了铁建重工和中铁装备国内两家龙头企业，产品主要技术指标达到或超过国际同类产品，替代了进口，出口到黎巴嫩、秘鲁、越南等国家，累计生产3-10m 系列TBM 产品百余台套，占国内新增市场份额93%，取代了美国罗宾斯、德国海瑞克成为全球TBM 最大制造商。

一种适于规则网格 DEM 的结构化多尺度重构方法，包括如下步骤:步骤 1，谷地汇水区域的提取 及结构化组织;步骤 2，谷地选取与汇水区域的合并;步骤 3，基于合并后的汇水区域进行约束内插生 成新的、删除次要谷地后的 DEM。其优点是:通过实验对比，传统重采样及滤波综合方法无论谷地和 山脊大小同等程度地削减正向、负向地貌，没有顾及地理特征的保持;而采用本发明方法综合后，图中 表示次要谷地的等高线弯曲呈现成组删除的效果，表示主要谷地源头的等高线弯曲保持较好，与专家手 工综合的效果接近。

主要功能及应用领域： 基于光纤传感的分布式振动、应变、温度测量技术实现大范围的安全监测，用于长距离大范围的周界安防、油气管道安全监测、长途线缆、埋地或海底通信光缆安全监测，大型机械装备和大坝、桥梁、隧道等土木结构安全监测。 特色及先进性： 光纤传感器技术相对于电类传感器、红外探测、视频监控等常见安防技术手段，优势明显：无需供电；探测距离长，可精确定位；抗干扰能力强，不受雷、电、磁、雨、雪、光线等自然条件和环境影响，全天候监测，适用于有强电磁干扰和环境条件恶劣场合；体积小、结构简单，安装隐蔽；复用性强，既是传输又是传感；灵敏度高；易于实现全方位传感网络，即多区域、多形态(线形、面形、空间区域形)的安全探测；大范围组网容易且系统维护成本较低。因此，作为智能材料、智能结构技术发展的关键，全光纤周界安防技术是未来智能环境感知与周界探测预警的主要发展方向。 技术指标： 监测距离>50km，定位精度：±50m，探测率：>95%，误报率：<3%；事件识别率：>85%。 预期效果： 本技术成果已成功应用于新疆220公里国境线边防管控、上海长距离信息管线安全监测、汕头海底通信光缆安全监测等重大国防和重要民生安全项目，并广泛应用于四川、江苏、新疆、上海等地重要机构安防（军事基地、保密机构、厂区、水电站、变电站、通信基站）、架空电缆安全监测、智能轨道安全监测、机械设备及土木结构安全监测等重要工程领域。 资质认证： 该项目成果已申请发明专利44项（含美国发明专利1项），获授权发明专利19项，登记软件著作权12项。研制的新型光纤围栏系统通过国家和军队相关部门认证和测试：通过了国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海）公安部安全防范报警系统产品质量监督检验测试中心的委托检验，中国人民解放军军用安全技术防范产品安全认证中心的军用安全技术防范产品安全认证，以及中国测试技术研究院的系统测试和江苏省软件测试中心的软件测试等。

基于光纤传感的分布式振动、应变、温度测量技术实现大范围的安全监测，用于长距离大范围的周界安防、油气管道安全监测、长途线缆、埋地或海底通信光缆安全监测，大型机械装备和大坝、桥梁、隧道等土木结构安全监测。

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。 

随着经济的快速发展，社会上对碳素结构钢的生产和质量提出了更高的要求。碳素结构钢属于大批量生产的钢种，在钢的总产量中占 70%以上。碳素结构钢的种类众多，包括各种钢板、钢管、钢带、钢条以及各种型钢、条钢等，主要用作焊接、铆接和螺栓连接的钢结构，广泛用于建筑、桥梁、铁道、车辆、船舶、化工设备等，是一种价格低廉、用途广泛的工业钢种。按照脱氧方式不同，碳素结构钢可分为沸腾钢、半镇静钢和镇静钢，对于 Al 镇静钢，钢中大颗粒夹杂物是导致钢材在弯折时出现断裂的主要原因。此外，一般情况下，碳素结构钢中的氧含量较高，导致非金属夹杂物含量也较高，可以应用氧化物冶金技术利用碳素结构钢中非金属夹杂物，以提高碳素结构钢的力学性能。（1）Al 脱氧碳素结构钢脱氧方式优化技术。对于采用 Al 脱氧方式的碳素结构钢，钢中非金属夹杂物主要成分为 Al 2 O 3 -SiO 2 -MnO 系，夹杂物中 Al 2 O 3 含量越高，夹杂物尺寸越大，而这一类非金属夹杂物属于低熔点夹杂物，在轧制过程中容易 118 / 298变形为细长条状，严重影响钢基体的连续性，在冲击过程中引发钢材的断裂。减少钢材断裂的关键是控制钢中 Al 2 O 3 含量较高的非金属夹杂物，这一类非金属夹杂物是在转炉出钢时加入脱氧剂脱氧时产生的。在转炉出钢时，可采用以下 3种脱氧方式减少 Al 2 O 3 含量高的大尺寸夹杂物的生成。a.先用 Si-Mn 合金进行预脱氧，后用 Al 合金进行终脱氧；b.减低转炉出钢氧含量，减少 Al 合金的用量；c. 采用 Al-Ti 符合脱氧方式，避免大尺寸夹杂物的生成。（2）Ti 微合金化氧化物冶金技术。在含 Ti 低碳钢中细小弥散的氧化物质点在很宽的温度范围内热力学上是稳定，Ti 脱氧生成的 Ti 2 O 3 粒子周围会形成贫锰区，贫锰区的形成被认为是晶内铁素体非均质形核的主要驱动力。向钢中添加少量Ti 合金，形成 Al-Ti 复合脱氧制度，形成具有氧化物冶金效果的钛氧化物，明显细化了铸坯的原奥氏体晶粒尺寸，大幅提高了钢材的冲击韧性。

土木建筑科学技术领域,提出了张弦（弦支）结构体系；建立了弦支穹顶结构成套分析设计理论；研发出滚动式和插板式拉索节点专利构造技术；形成了张弦结构体系智能化和可视化施工分析软件、健康监测系统、整体提升等成套施工技术。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的技术支撑，在国内外81项重大工程中得到应用，经济和社会效益显著。