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项目名称:波形钢腹板结构关键技术与工程应用

推荐单位:中国钢结构协会

完成人：孙天明，周学军，孙飞飞，李国强，狄谨，刘澍滋

项目简介：

节能环保是我国经济与社会可持续发展的战略需求，节省材料是节能环保的重要措施。我国当前仍处于大规模建设阶段，与建筑业相关的资源消耗占全国资源利用总量的40%-50%，能源消耗约占全国能耗总量的30%，因此在保证性能和安全的前提下，节约建筑、桥梁等国家基础设施建设的材料消耗量，对我国可持续发展战略有重要意义。

该项目针对目前用于建筑、桥梁结构中量大面广的平腹板构件所存在的问题与不足，发明了波形钢腹板结构关键技术，可以显著提高传统钢腹板构件的稳定性，减小腹板厚度，减少用钢量，及显著减少传统混凝土腹板构件混凝土用量，减轻构件自重，避免混凝土收缩徐变造成腹板开裂的问题，并提高构件预应力施加效率和抗疲劳性能。该项目通过大量的试验、理论研究和技术攻关，发明了高性能波形钢腹板构件优化的构造形式、高效全自动的制造工艺与装备以及安全可靠的连接和施工技术，攻克了腹板皱褶带来的传力突变、成型易损、连接冲突、安装复杂、防护困难等一系列难题，显著提高了各种复杂工作条件下的结构性能，并建立了系统的设计理论和方法，编制了专门的设计规范和产品标准、国家级工法。

主要技术发明包括：

(1) 发明了高性能波形钢腹板构件，显著提高了各种复杂工作条件下的结构性能；建立了系统的设计理论和方法，解决了波形钢腹板传力机制复杂，受力分析难度大的问题。

(2) 发明了无缺陷、高效、高精度的波形钢腹板构件制造工艺与装备，解决了波形腹板钢构件腹板不平整，自动化加工、焊接等难度大等关键技术问题。

(3) 发明了传力平顺、安全可靠的连接和施工技术，解决了建筑与桥梁应用波形钢腹板结构技术的节点连接构造、安装工艺与装置及长效防护技术等关键技术问题。

推广应用情况：

该项目获发明专利11项，实用新型专利53项，国家级工法1项，发表核心学术期刊论文33篇。编制国家行业标准《组合结构桥梁用波形钢腹板》jt/t784-2010和《波形腹板钢结构技术规程》cecs291:2011。建成全国首条拥有自主知识产权的波形腹板钢构件全自动生产线，打破了发达国家对该技术装备的垄断。

该项目技术已应用于国内外100余项重要建筑和桥梁工程，并在国际上率先推广用于桥式起重机，取得显著经济和社会效益，推动了我国钢结构工程领域节材减排的技术创新。

曾获科技奖励情况：

    2014年山东省科学技术进步奖一等奖。

主要知识产权证明目录：

1. 发明专利：孙天明。波形钢腹板钢筋混凝土组合结构。专利号：zl200910310193.x

2. 发明专利：孙天明。折弯与模压混合式波形钢腹板成型装置。专利号：zl200910154108.5

3. 发明专利：周学军；孙宪华；韩涛；刘澍滋；姚登辉；郑洪军；张本利；骆浩如；杨庆华；牟国栋；王永峰；曹连鹏；刘晓玉；王德军；李志军。一种h型钢焊接装置及其焊接工艺。专利号：zl201110042739.5

4. 发明专利：孙天明；陈惠国。波形钢腹板剪力墙结构。专利号：zl200910153855.7

5. 发明专利：孙飞飞；李国强；邓仲良；金华建；贺旻斐；雷爱君。双功能组合钢板剪力墙。专利号：zl201010298397.9

6. 发明专利：孙天明；陈惠国。折弯式波形钢腹板成型方法及专用模具。专利号：zl201010300500.9

7. 发明专利：孙天明。模压式波形钢腹板成型方法及专用模压装置。专利号：zl201010300499.x

8. 发明专利：孙天明。连续式波形钢腹板的制作设备。专利号：zl200910221813.2

9. 发明专利：孙天明；陈惠国。波形钢腹板台阶式涂层修复方法。专利号：zl201010300322.x

10. 国家级工法：孙国春, 孙天明, 汪俊波, 杨德慧, 高建明。大跨度高截面厚波纹腹板h型钢梁制作安装施工工法，gjejgf138-2012

主要完成人情况：（具体包括完成人姓名、排名、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目技术创造性贡献、曾获国家科技奖励情况）

1、孙天明，第一完成人，高级工程师，浙江中隧桥波形钢腹板有限公司

（1）发明了新型波形钢腹板构件，研发了多种波形钢腹板构件构造形式；

（2）发明和研发了波形腹板钢构件的制造工艺与装备及其连接与安装技术；

（3）开发了大于8mm厚波纹腹板无牵制模压技术、长效防护技术和波纹腹板桥梁钢结构安装技术；

（4）对技术发明点1、2、3做出重要贡献。

2、周学军，第二完成人，教授，山东建筑大学

（1）发明了波形腹板h型钢焊接装置、焊接钢板输送装置及其焊接工艺；

（2）开展了波纹腹板工字型截面梁抗弯承载力、抗剪承载力和挠度的理论分析和试验研究；

（3）开展了波纹钢腹板构件连接与安装技术研究；

（4）对技术发明点1、2、3做出了重要贡献。

3、孙飞飞，第三完成人，教授，同济大学

（1）发明了新型波形钢腹板构件，研发了多种波形钢腹板构件构造形式；；

（2）进行了波纹腹板钢构件的腹板抗剪、梁的抗弯、整体稳定、局部承压、抗疲劳、以及组合梁的试验研究；

（3）参与了波纹腹板钢构件制造工艺与装备研制，以及波纹钢腹板构件连接与安装技术研究；

（4）对技术发明点1、2、3做出了重要贡献。

4、李国强，第四完成人，教授，同济大学

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