多年来，作为病害桥梁结构分析与加固技术研发的基础，道路、铁路、市政工程中的桥梁工程健康检定始终是一项重要的技术工作。主要开展在役桥梁结构病害与劣化的检定技术、病害桥梁结构结构分析与加固技术研发；在役桥梁加固设计与维护方案设计技术研发以及在役桥梁通车能力鉴定与评估。该方向曾获得省部级奖励8项，出版专著教材5部，完成大型桥梁的检定加固工程达数十项。

项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下：1.创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。2.建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。3.建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。4.建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。5.建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，

(2018年度高等学校科学研究优秀成果奖(科技进步奖)一等奖) 成果简介： 随着国民经济的快速发展，我国进行了世界上最大规模的土木工程建设，其 中钢一混凝土组合结构在高层、大跨、重载结构中得到广泛应用，发展钢一混凝 土组合结构是结构工程领域未来发展的重要趋势。但传统的钢管混凝土和型钢混 凝土结构存在节点复杂、施工困难、高强钢材和高强混凝土难以应用等问题；除 此之外，传统的钢管混凝土构件耐火极限偏低，防火成本高，传统的型钢混凝土 构件存在抗震性能不足等问题；这些长期无法解决的问题阻碍了钢管混凝土和型 钢混凝土结构在工程中的进一步广泛应用。 针对这些问题，项目组在国家自然科学基金重点项目和国家重点研发计划等 项目的资助下，历时15年，通过大量模型试验、理论研究、数值模拟、设计理 论与方法研究以及工程实践，取得了系统的技术成果，形成了钢管约束混凝土结 构技术。项目的主要创新性技术内容如下： 创建了钢管约束混凝土结构体系，解决了传统的钢管混凝土和型钢混凝土结 构节点复杂等系列技术难题。 建立了钢管约束混凝土构件的静力与抗震性能分析理论及方法，提出了构件 设计技术。 建立了钢管约束混凝土构件的受火分析理论与方法，提出了构件抗火设计技 术。 建立了钢管约束混凝土结构梁柱节点的静力与抗震性能分析理论及方法，提 出了节点设计技术。 建立了高层、复杂钢管约束混凝土结构体系的弾塑性有限元高效分析方法，提出了结构体系抗震设计技术。

研发阶段/n内容简介：酵母是一类与人类生产生活密切相关的真核微生物，啤酒酵母细胞壁厚约25nm，约占细胞干重的25-30％，主要由D-葡萄聚糖和D-甘露聚糖两类多糖组成，含有少量的蛋白质、脂类和矿物质。大约等量的葡萄聚糖和甘露聚糖占细胞壁干重的85％。这些酵母细胞壁多糖在人的消化道中难以被消化，可作为膳食纤维发挥作用，并具有增强细胞免疫力、提高巨噬细胞活性、抗病毒及抗癌等功效。本课题研究了啤酒厂废酵母泥中酵母胞壁多糖的提取与纯化方法。提出了最佳提取工艺路线；确定出最佳提取剂种类；探索出提取剂浓度、提

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。 

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。

1 成果简介从上世纪 70 年代开始，纤维增强复合材料（ FRP）以其高强、轻质、耐腐蚀等优点，成为土木工程的一种新型结构材料，并逐渐被应用到广泛的工程实践中。轻质高强是 FRP材料最突出的特点。它的强度是钢材的 20~50 倍，但比重只为钢材的四分之一左右。其次，FRP 材料较其他传统材料相比，具有良好的耐腐蚀性，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中抵抗化学腐蚀。此外， FRP 材料还有透电磁波、绝缘、隔热和热涨系数小等诸多优点。如今，FRP 复合材料已列入七大重点发展战略性新兴产业之中的新材料领域，并且已在土木工程领域中的加固补强、维护防腐等诸多方面得到很好的应用。 从 1970 年代开始， FRP 就开始在诸如英国、美国和以色列等国家的桥梁建设中进行尝试应用。九十年代初， FRP 在桥梁建设的应用中不断增加，如美国，日本和瑞士等国。近年来，随着 FRP 在结构工程中被逐渐接受， FRP 在桥梁结构中的应用迅速发展，世界各地有各种结构形式的 FRP 桥梁相继建成，目前已经超过 100 座应用案例，主要集中在欧美、日本以及澳大利亚等国家。FRP 桥梁应用技术所带来的低投入和高回报的特点是外国政府企业近年来热衷于此项技术的根本原因，而 FRP 材料的以下优点也是促进其发展的源动力： （ 1） 预制件制造，架设成本低。因大量采用轻质的 FRP 拉挤成型构件，可大大缩短施工时间和架设与施工时对道路的要求，并为投资者在人力物力上节约大量开支。例如，亚特兰大桥 1 天；纽约州桥 36 小时；莫斯科人行桥 3 小时； Parsons 桥 4 小时。 （ 2） 优良的耐久性。 FRP 材料具有高耐腐蚀性，耐老化和耐疲劳等特征， FRP 桥梁拥有其他桥梁所不具备的超低维护费用，并且使用寿命较其他桥梁更长。因此桥梁的全寿命周期投资成本大大低于其他桥梁。 （ 3） 施工速度快，交通影响小。由于 FRP 桥梁架设速度快，施工周期短，如在国内交通压力较大的城市中使用，可大大降低因施工而造成的道路拥堵的时间，从而大大减少社会成本消耗和社会舆论压力。 （ 4） 资源可持续利用。由于 FRP 桥梁较其他桥梁资源消耗少，并且在生产和建设过程中能源消耗比普通钢材或混凝土少一倍以上，因而可大量降低温室气体排放和对资源的依赖性。从某种程度上讲， FRP 桥梁应用技术是一种符合国家经济建设需求的集节能减排和低资源依赖性技术于一体的高新技术产品。 虽然 FRP 的优点已得到工程研究和应用领域的认可，但第一代的 FRP 结构依然存在着诸多问题，比如高成本，脆性破坏模式，耐火性能差等。消除这些问题的一种有效方法就是将 FRP 材料与传统的建筑材料结合，比如混凝土、钢材。 2003 年前后，清华大学、北京玻璃钢研究设计院、中冶建筑研究总院等单位对高性能 FRP 桥梁开展了有关基础科学问题的研究和设计计算理论与方法的研究下，取得了一定的研究成果，如纤维缠绕桥面板、 FRP-混凝土组合桥面板、 FRP 桥索等。为了填补我国在 FRP 桥应用技术相关领域的空白，在国家科技部的大力支持下，清华大学土木工程系经过多年的理论分析和试验研究，对一系列全FRP 桥梁以及 FRP 组合桥梁体系应用前景进行了充分的论证，开发出一整套适合当前中国桥梁建设条件的 FRP 桥梁应用技术,并已完成两座示范性 FRP 人行桥应用工程。2 应用说明该技术可广泛应用于跨度不大于 50 米的桥梁，特别是在道路压力大的城市路段，交通不便的偏远地区，有高耐腐蚀需求的海岸工程和有特殊施工要求（如不能明火等）的地区等有着极好的投资回报。3 效益分析石家庄 FRP 桥梁应用技术示范桥： FRP #1 和#2 桥，见下图。工程预算略高于普通人行桥梁大约 10%，但在完工时，发现建造费用与普通钢混桥梁大体相当。原因在于预算中过高估算了 FRP 桥梁施工费用。如再将 FRP 桥梁超低维护费和使用寿命长等因素计算在内，FRP 桥梁有着远远超越其他桥梁的高性价比。  上图： 石家庄 1 号 FRP 桥                             上图： 石家庄 2 号 FRP 桥4 合作方式技术服务和技术转让。