提名国家技术发明奖项目公示文档格式.docx
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②特高拱坝横缝开度梯度控制技术与设备：
针对特高拱坝大范围横缝联动耦合现象和横缝早期开闭不受控、后期异常增开影响已灌区域安全的问题，揭示了特高拱坝横缝增开机理。
基于变形协调梯度控裂方法，研发了横缝性态辨识与横缝张开时机监测-识别-控制技术，建立了横缝变形协调分析方法，发明了横缝开度梯度控制技术与设备，实现了横缝变形协调。
③拱坝混凝土真实性能的试验技术和设备：
针对大坝混凝土浇筑后即受到复杂约束、控温历程及龄期发展等多因素作用，提出了采用现场浇筑试件确定拱坝混凝土真实性能的实验方法，发明了考虑徐变松弛耦合作用的温度应力试验技术与成套设备，提出了基于强度和变形的混凝土双参数破坏准则。
由钟登华院士等组成的鉴定委员会对“特高拱坝梯度控裂理论与成套技术”鉴定认为“该项成果达到国际领先水平”。
由张勇传、钟登华、钮新强等院士组成的鉴定委员会对“闭环智能控制的混凝土结构理论与关键技术”鉴定认为“该项成果达到国际领先水平”，并获教育部科技进步一等奖。
项目成果被国际著名混凝土断裂专家CarpinteriA、VanMierJGM、马洪琪、林皋、陈厚群、张楚汉及钟登华等相关领域院士们的广泛引用。
项目成果获授权中国发明专利18项，美国发明专利1项，软件著作权6项，出版专著1部，发表SCI检索论文62篇。
项目成果在溪洛渡工程中得到成功应用，正常运行4年原型观测未发现裂缝，并支撑溪洛渡水电站获得“菲迪克2016年工程项目杰出奖”。
项目成果正在用于白鹤滩、乌东德等特高拱坝施工中。
项目取得了显著的经济与社会效益，直接经济效益约8.5亿元。
客观评价：
1.国内外相关技术的比较
本成果均为具有自主知识产权的原创性成果，与国内外已有成果比较见下表：
发明点
国内外已有成果
本成果优点
在建特高拱坝砼梯度控裂技术与设备
已有混凝土坝温度、应力、变形和刚度致裂的分项成果，没有其梯度控裂理论。
已有基于温度的智能监控通水冷却技术，没有基于梯度的智能控制技术。
提出了梯度控裂理论，形成了拱坝梯度闭环控裂技术与现场工艺。
发明了智能控裂成套技术，研发了控裂集成成套设备，实现了特高拱坝全坝段、全过程温度、应力、变形的时空梯度控裂。
特高拱坝横缝开度梯度控制技术与设备
已有人工经验操作方法，可控性差，张开度或太小不能灌浆，或灌浆后出现增开现象。
揭示了特高拱坝横缝增开机理，研发了横缝性态辨识与横缝张开时机监测-识别-控制技术，发明了横缝开度梯度控制技术与设备，实现了横缝变形协调。
拱坝混凝土真实性能的试验技术和设备
已有混凝土性能实验室试验技术和指标，与其真实性能差别较大。
已有温度应力单个试验机，没有形成系统，导致试验结果可信度差。
提出了采用现场浇筑试件确定拱坝混凝土真实性能的实验方法，发明了考虑徐变松弛耦合作用的温度应力试验技术与设备，提出了基于强度和变形的混凝土双参数破坏准则。
2.技术检测报告
上海市软件评测中心有限公司（SHSTC）对项目成果“大坝混凝土通水冷却智能控制系统软件”鉴定测试认为：
“软件功能完善，实用性强”。
3.验收意见
由陈厚群、郑守仁院士等组成的国务院三峡枢纽工程质量检查专家组提交的“溪洛渡、向家坝水电站与三峡库区调研报告”，认为“溪洛渡开展……冷却通水……等智能管理系统……开发应用，为保证溪洛渡工程的施工质量和安全发挥了重要作用，最大坝高285.5m的高拱坝到目前为止基本无裂缝，这是了不起的成就。
”
4.鉴定结论
教育部针对“闭环智能控制的混凝土结构理论与关键技术”成果，由张勇传、钟登华士、钮新强等院士组成的鉴定委员会认为“首次提出了混凝土基体传感、控制、驱动构成的闭环智能控制模式，提出了拱坝横缝张开机理与性态辨识、拱坝个性化悬臂高度控制和全级配大坝混凝土断裂实验等方法，建立了控制混凝土结构应力或变形的智能驱动系统，创建了闭环智能控制的混凝土结构理论技术体系；
发明了混凝土坝块通水换热实时智能温度控制方法和成套设备，解决了大体积混凝土温度应力控制难题，有效控制了大体积混凝土裂缝的产生。
该项成果达到国际领先水平。
中国水力发电工程学会针对“特高拱坝梯度控裂理论与成套技术”成果，由钟登华院士、周建平、贾金生等组成的鉴定委员会认为“创建了特高拱坝控裂梯度理论，揭示了混凝土结构温度、应力、变形和刚度的梯度致裂机理，形成了大坝-基础应力均化、变形协调、刚度匹配控裂方法体系，奠定了特高拱坝梯度控裂理论基础；
提出了特高拱坝基础灌浆抬动、建基面加固刚度梯度反馈等效模型，研发了基于变形反馈的基础灌浆数字监控系统，可实现实时监测和灌浆过程的可知与可控，降低了基础抬动和非协调变形导致的混凝土开裂风险。
5.国内外重要科技奖励
序号
获奖名称
获奖时间
等级
前5位获奖人
授奖单位
1
闭环智能控制的混凝土结构理论与关键技术
2014
一等
李庆斌,林鹏,胡昱,周绍武,于永军
2
混凝土静动力损伤断裂与控制理论
2012
二等
李庆斌,张君
3
特高拱坝梯度控裂理论与成套技术
2015
李庆斌,胡昱,林鹏,汪志林,孙志禹
中国水力发电工程学会
6.学术性评价意见
（1）国内著名学者马洪琪院士评价“研发应用了数字大坝技术和智能温控技术，建设水平上了一个新台阶”。
钟登华院士评价“相关技术为智慧大坝管理决策系统……提供了整体控制理论”。
张国新评价“提出了基于物联网、自动测控和云计算技术实现个性化管理与分析，并实施对大坝性能进行控制”。
顾冲时评价“针对人工通水冷却的弊端，建立了通水冷却智能温度控制系统。
混凝土温度控制方法有由人工控制向智能控制转变的趋势”。
（2）国际著名混凝土断裂力学专家Carpinteri以项目得出的断裂能与最大骨料粒径的关系为依据，提出了最大骨料粒径对断裂能的影响公式。
国际著名混凝土强度与本构专家vanMier对项目采用多个位移计同时控制开展拉伸试验的方法给予了肯定；
Elices研究了骨料粒径对混凝土断裂参数的影响，通过与一系列国际研究成果进行对比，认为本成果采用最大骨料粒径为150mm的全级配混凝土进行试验，为国际领先。
（3）纳入标准：
成果列入国际RILEM混凝土断裂参数试验标准。
推广应用情况：
应用项目的特高拱坝砼梯度控裂技术与设备、特高拱坝横缝开度梯度控制技术与设备、拱坝混凝土真实性能的试验技术和设备等成果，解决了特高拱坝智能控裂难题。
为我国混凝土拱坝防裂的高效设计、可控建设和安全运行提供关键理论和技术支撑，对促进特高拱坝建设行业科技进步，具有重要的推动作用和现实意义。
应用单位
应用技术
起止时间
应用情况
三峡金沙江川云水电开发有限公司
应用发明点1,2,3，确保溪洛渡大坝施工期没有出现危害性裂缝，运行至今无裂缝。
支撑溪洛渡水电站获得素有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的“菲迪克2016年工程项目杰出奖”。
2009-2013
新增效益8.4022亿元
中国水利水电第八工程局有限公司
应用发明点1,2，解决了溪洛渡大坝均匀上升和基础灌浆引起的开裂风险的矛盾，节约了通水费用，提高了工作效率。
新增效益0.1007亿元
新疆昌吉州水利局
应用发明点1，大坝至今未出现危害性裂缝，运行安全，2003年2月经历5.4级地震考验。
2001-2014
新增效益0.032亿元
项目在溪洛渡特高拱坝中得到成功应用，取得了显著的效果：
（1）溪洛渡大坝混凝土质量合格率达100%，优良率达90%以上，有效控制了混凝土温度裂缝，实现大坝浇筑680万m3，运行4年至今未发现温度裂缝；
（2）克服前期河床水文地质条件变化等带来的工期延误，2013年按期蓄水发电，直接经济效益巨大。
（3）作为最大的亮点支撑溪洛渡水电站获得素有国际工程咨询领域“诺贝尔奖”之称的“菲迪克2016年工程项目杰出奖”。
在石门子工程中成功应用，大坝至今未出现危害性裂缝，运行安全，并于2003年2月经历5.4级地震考验。
工程建成后，灌区灌溉面积由原来的30万亩增加到现在的44万亩，棉花增收，并改善了流域整体的生态环境，提高了灌区人民的生活和文化水平，促进了县域经济的可持续发展，社会效益和生态效益显著。
项目在我国已建300米溪洛渡特高拱坝梯度控裂中的成功应用，具有很好的示范性，已经在国内外产生了重要影响。
并项目取得了显著的经济与社会效益，推广应用前景广阔。
主要知识产权证明目录：
类别
名称
国家
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
有效状态
发明专利
在建大坝混凝土智能温度控制方法及系统
中国
ZL201210289192.3
2014.12.24
1551908
清华大学、中国长江三峡集团公司、成都勘测设计院
李庆斌林鹏胡昱周绍武汪志林王仁坤洪文浩高向友
有效专利
一种拱坝施工期横缝性态辨识方法
ZL201210016693.4
2013.12.25
1326811
清华大学、中国长江三峡集团公司
胡昱李庆斌林鹏罗丹旎
周绍武汪志林左正
CONCRETETEMPERATURESTRESSTESTINGMACHINESYSTEMANDCONCRETETEMPERATURESTRESSTESTINGMETHOD
美国
15/404,338
2017年11月07日
TsinghuaUniversity
LiQingbin,HuYu,ZhuHe,WangGe
大体积混凝土实时在线个性化换热智能控制系统及方法
ZL201210298994.0
2014.11.26
1527726
李庆斌林鹏周绍武洪文浩王仁坤胡昱李炳锋
一体化流量和温度控制装置
ZL201210299997.6
2014.5.6
1442579
林鹏李庆斌胡昱周绍武洪文浩邬昆
基于冷却通水监测的计算大体积混凝土等效温度场的方法
ZL201210217647.0
2014.5.7
1396804
胡昱李庆斌林鹏左正汪志林周绍武罗丹旎
管道内部温度测量装置
ZL201210299806.6
2014.6.4
1411040
林鹏李庆斌胡昱周绍武汪志林黄荣
混凝土表面温度裂缝预警系统及方法
ZL201110201071.4
2013.4.17
1178327
清华大学
胡昱李庆斌林鹏张丽媛韦宇硕
一种混凝土坝横缝粘结强度控制方法
ZL201210016706.8
2014.4.2
1375259
胡昱李庆斌林鹏左正周绍武杨剑罗丹旎
实用新型专利
模具可分离振捣的混凝土温度应力试验机
ZL201620838657.X
2017年01月18日
5866331
清华大学、长春市朝阳试验仪器有限公司
胡昱,李庆斌,朱贺,陈凤岐,王戈,沈维堂
主要完成人情况：
1.李庆斌，排名1，主任，教授，工作单位：
清华大学，完成单位：
清华大学，是该项目主要负责人，对发明点1、2、3均有重要贡献：
（1）创建了特高拱坝梯度控裂理论；
研发了梯度控裂成套技术；
（2）建立了大坝混凝土断裂参数与成熟度的定量关系，及智能梯度控裂定量判据。
（3）解决了现场大坝混凝土温度时空梯度和裂缝控制难题，有效控制了混凝土裂缝的产生。
2.林鹏，排名2，系副主任，教授，工作单位：
清华大学，是该项目主要完成人，对发明点1、2均有重要贡献：
（1）参与创建了特高拱坝梯度控裂理论；
（2）发明了利用换热技术实现混凝土坝块实时应力自适应智能控制的方法，研发了温度裂缝的内外梯度联控成套设备，开发了相应通水智能温度控制平台管理软件。
3.胡昱，排名3，副所长，副教授，工作单位：
清华大学，是该项目主要完成人，对发明点2、3均有重要贡献：
（1）揭示了拱坝横缝张开机理，提出了横缝性态辨识方法与强度控制技术；
（2）发明了温度应力试验系统，参与提出了基于强度与变形的混凝土破坏准则。
4.汪志林，排名4，主任，教授级高工，工作单位：
中国长江三峡集团公司，完成单位：
中国长江三峡集团公司，是该项目主要完成人，对发明点1、3均有重要贡献：
1）作为溪洛渡工程建设部大坝项目负责人之一，参与研发成套梯度控裂技术，是项目在溪洛渡实现成功应用的组织者和实践者。
（2）参与了现场全级配大坝混凝土起裂试验研究。
5.孙志禹，排名5，主任，教授级高工，工作单位：
中国长江三峡集团公司，是该项目主要完成人，对发明点1、2有重要贡献：
参与提出了特高拱坝梯度控裂方法和横缝辨识方法，参与研发了温度裂缝的内外梯度联控成套设备，并参与了本项目在溪洛渡工程中的实施。
6.于永军，排名6，主任，教授级高工，工作单位：
中国水利水电第八工程局有限公司，完成单位：
中国水利水电第八工程局有限公司，是该项目主要完成人，对发明点1、2有重要贡献：
作为溪洛渡工程施工方项目技术负责人，参与发明了特高拱坝内部裂缝应力自适应控制、横缝开合辨识，解决了现场应用技术难题，有效控制了大体积混凝土裂缝的产生。
完成人合作关系说明：
由李庆斌、林鹏、胡昱等组成的清华大学特高拱坝混凝土断裂特性与控制研究团队，在老一辈专家张楚汉、刘光廷、周维垣等的指导下，自1996年以来，面对国家对拱坝建设、运行长期安全的重大需求，紧紧围绕特高拱坝开裂与控裂的世界难题，通过研究方法和手段的转变，实现了跨单位、跨学科、跨地区的一体化产学研模式创新。
在生产一线长期结合溪洛渡、小湾和石门子等国家重大工程建设，与项目完成单位联合攻关，取得了特高拱坝控裂理论和技术突破，形成了“特高拱坝梯度控裂理论与成套技术”研究团队。
完成人具体合作关系如下：
第一完成人李庆斌，负责项目总体组织、所有技术的研发与应用，是项目清华科研团队负责人。
第二、三完成人林鹏、胡昱与第一完成人是项目主要知识产权共同完成人，共同完成了发明点1，2，3，具体证明材料见“主要知识产权证明”。
第四、五完成人汪志林、孙志禹于2008-2013年与第一完成人的科研团队共同开展了溪洛渡拱坝施工监测与仿真分析系统研究（合同号：
XLD/1375/1445/1702/1880），合作完成发明点1，2，3，是项目主要发明专利合作发明人，重点负责将混凝土坝块内外梯度控裂方法和成套设备成功应用到溪洛渡拱坝控裂中，具体证明材料详见“主要知识产权、共同获奖和共同立项”。
第六完成人于永军，于2008-2013年与第一完成人的科研团队合作完成梯度控裂技术在溪洛渡大坝施工现场应用，解决了坝基固结灌浆和大坝均匀上升的矛盾，合作完成发明点1，2，具体证明材料详见“共同知识产权和共同获奖”。
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