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天津北方網訊:如何在恐怖爆炸襲擊中提高重要建築物的抗爆減爆能力?如何在大型水利工程中解決高水頭大流量泄洪消能防護與霧化安全的難題?如何爲保障大電網安全運行水平提供強有力的決策工具?這些涉及國家經濟建設重大戰略需求的“房水電”技術難題,已經被天津大學的科技工作者破解。1月18日,2012年度國家科學技術獎勵大會在北京人民大會堂隆重舉行。天津大學4項成果分獲國家技術發明二等獎(1項)和國家科技進步二等獎(3項),其中3項爲第一完成單位。
房:民用重要建築抗爆理論與關鍵技術研究的拓荒者
“重要建築抗爆理論與關鍵技術”項目獲得國家科技進步二等獎,天津大學建工學院教授李忠獻是該項目的第一完成人。“世界各國的軍事工程都有較爲完善的抗爆防爆安全措施,甚至可以抵擋核武器的攻擊。而近年來國際上日益增多的恐怖爆炸襲擊的對象,往往是一些重要的民用建築。”在土木工程結構領域摸爬滾打了20餘年的李忠獻開始把目光聚焦在城市複雜環境下重要建築抗爆理論與關鍵技術研究上,成爲這一領域的拓荒者。
目前,李忠獻的科研團隊已建立了建築及構件上的爆炸荷載模型,提出了建築構件損傷評估實用化方法,研發了建築抗爆新材料、新結構與抗爆加固及減爆新技術,建立了建築結構連續倒塌分析新方法與防爆概念設計方法。
在包括天津地鐵一號線等多個城市地鐵工程建設過程中,李忠獻團隊針對“地鐵車站遭受意外爆炸事件的災害模擬及防護措施”開展研究,採用爆炸波傳播模擬技術,建立了爆炸荷載,並根據抗爆性能評估方法,研發柔性加固技術,有效地提升了城市地鐵車站的抗爆安全性。
該成果已直接應用於諸多民用重要建築以及人防、國防工程,取得了顯著的社會和軍事效益,加快了土木建築工程防災減災領域的科技進步步伐。
水:20餘年磨一劍解決高壩泄洪消能防護和霧化安全難題
“中國是世界水電第一大國,大型水利水電工程多建於高山峽谷地區,水頭高、流量大、河谷窄。爲了避免高壩下游河牀和岸坡不受泄洪高速水流的嚴重沖刷,保護大壩安全,需修建各類消能防護結構――消力塘。而高壩泄洪產生的水霧會在下游形成超強暴雨,誘發山體滑坡等重大災害。”早在上世紀80年代,練繼建就在導師崔廣濤、林繼鏞等的指導下開展了“高壩泄洪消能防護和泄洪霧化”的研究工作。“搞水利工程研究出成果慢,要耐得住寂寞。”20餘年來,天津大學建工學院教授練繼建及其科研團隊的足跡遍及國內外40餘項重大水利水電工程。他們與設計單位共同研發的高水頭大流量平底消力塘防護技術首先應用於二灘水電站,開創了高水頭大流量消力塘消能防護的二灘模式;他們自主創新了高壩反拱消力塘防護成套技術,應用於長潭崗電站,建成我國首座反拱消力塘,並在拉西瓦水電站建成目前世界泄洪消能功率最大的反拱消力塘。他們打破傳統觀念,創新的消力塘“護坡不護底”技術,在糯扎渡水電站建成目前世界泄洪功率最大的護坡不護底消力塘。率先提出的挑流泄洪霧化預測的水滴隨機噴濺數學模型,以及考慮霧雨自動轉換碰並和霧滴凝結蒸發過程的底流泄洪霧化預測數學模型,攻克了高壩泄洪霧化影響範圍預測的世界性難題。
此外,具有創新性的“Y型寬尾墩-臺階壩面聯合消能技術”、“X型寬尾墩消能技術”、“泄洪消能結構監測預警技術”均通過工程實踐的檢驗。
目前,該項目相關技術已應用於泄洪功率居世界前6位的各類世界級高壩消力塘,大大提高了工程安全性和經濟性,成果被寫入設計規範或設計導則,推廣應用前景廣闊。發揮了重大的社會和經濟效益。20餘年磨一劍。“高壩泄洪消能防護和霧化安全技術與應用”項目獲得國家科技進步二等獎,這或許是對天大水利人及其合作者默默奉獻的最大褒獎。
電:大停電事故催生國際領先大電網安全域相關技術
2003年美國東部地區大停電,5000萬人受影響,直接經濟損失上百億美元;2011年巴西東北部地區停電,1300萬人受影響。國內外一次次大停電事故帶來的深刻教訓讓天津大學自動化學院王成山教授的團隊感到肩上的責任異常重大。
早在上世紀80年代,王成山就在導師餘貽鑫院士的指導下開始開展“電力系統安全域方法”的研究工作,30多年來甘於寂寞,默默堅守。功夫不負有心人,2003年,“電力大系統安全性與穩定性的理論與方法”獲天津市自然科學一等獎;2009年,“電力大系統安全域預警監控理論及其工程應用”入選中國高校“十大科技進展”;2010年,“基於安全域理論的電力系統安全性綜合監控與預警技術”獲教育部技術發明一等。30多年來,從安全域理論的提出、方法的實現,到真正應用於實際電力大系統,每一個環節都需要重大的技術創新,每一項關鍵問題的解決都需要團隊成員的辛苦付出,正是王成山與團隊成員一起不懈的努力成就了這一重大研究成果。
在2012年度國家科學技術獎勵大會上,由天津大學獨立完成的“大電網安全域綜合計算分析技術及其工程應用”獲得國家技術發明二等獎。該成果已在國內外多個單位獲得成功應用,成果獲得了國際權威機構的高度肯定,經濟和社會效益顯著。
另悉,由天津大學作爲第三完成單位與濰柴動力股份有限公司等單位聯合申報的“重型高速發動機關鍵技術及產業化”項目獲得國家科技進步二等獎。(通訊員攝影宋雪峯)