2017年國家技術發(fā)明獎推薦項目公示

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1、2017年國家技術發(fā)明獎推薦項目公示一、項目名稱：橋用高性能不銹鋼絲和不銹鋼筋二、推薦單位意見為提高橋梁安全性、耐久性，項目承擔單位開展了“橋梁全壽命不銹鋼絲索開發(fā)研究”和“橋梁用不銹鋼筋研發(fā)與應用研究”。在國際上首次研發(fā)出具有自主知識產權的高強、大延性不銹鋼絲和全壽命不銹鋼絲索。新研制不銹鋼絲耐蝕能力是碳鋼的30倍以上，克服了拉吊索銹蝕難題，將拉吊索設計壽命由20年左右提高到100年，節(jié)省了橋梁壽命周期內4～6次換索費用。全壽命不銹鋼絲索自身防腐、不需防護，檢查、維護方便，能及時發(fā)現(xiàn)病害，避免了拉吊索突然斷裂的安全風險，實現(xiàn)了拉吊索技術的突破。國外在一些處于高腐蝕地區(qū)且設計使用壽命

2、100年以上的結構中使用不銹鋼筋，取到了很好效果。我國還沒有相應產品，成功研發(fā)的530級等不銹鋼筋，達到國外同類產品標準水平，填補了國內空白。其耐蝕能力是碳鋼的90倍以上，解決了跨海橋梁混凝土結構腐蝕難題。提出的不銹鋼筋混凝土受彎構件設計方法、構造措施及退化模型，提升了我國橋梁的建設、養(yǎng)護技術水平。開發(fā)的預應力高強不銹鋼絲網加固方法，充分發(fā)揮了高強不銹鋼絲的強度性能，錨固可靠、預應力損失小，施工方便，為量大面廣的中小跨徑橋梁主動加固、提高了承載力提供了新方法。推薦該項目為國家技術發(fā)明獎一等獎。三、項目簡介橋梁是交通基礎設施中百年大計的工程，它服役周期長，所處環(huán)境條件復雜，受現(xiàn)有材料性

3、能限制，橋梁部分構件耐久性不足，導致橋梁安全風險增加，甚至出現(xiàn)了塌橋事故。提高橋梁壽命已成為國際橋梁界面臨的重大技術難題，拉吊索銹蝕斷裂及跨海大橋鋼筋混凝土腐蝕是這些難題的代表?，F(xiàn)代斜拉橋的斜拉索、吊桿拱橋的吊索與柔性系桿由高強鋼絲制成，受材料限制,拉吊索鋼絲銹蝕普遍，有多座橋梁因拉吊索鋼絲銹斷裂而坍塌，如宜賓小南門橋、武夷山公館橋等。據(jù)統(tǒng)計，橋梁換索一般在通車后6～17年，平均11.8年，拉吊索壽命不僅遠小于橋梁設計壽命，且小于其本身設計壽命（208年左右）。這是由防護材料的耐久極限和碳鋼的天然銹蝕傾向決定的，防護改進雖可稍許延長拉吊索壽命，但無法從根本上解決。為解決拉吊索銹蝕難題

4、，人民自然想到了不銹鋼，但現(xiàn)有不銹鋼普遍強度高、延性小或延性大、強度低，難以滿足橋梁拉吊索高強、大延性的要求。針對不銹鋼現(xiàn)狀和拉吊索特殊要求，在分析高強不銹鋼性能基礎上，開展了化學組成及冶煉、軋制、冷拔、熱處理等工藝的研發(fā)，在國際上首次研制出標準強度1250MPa、250mm標距延伸率大于4%的高強、大延性不銹鋼絲和全壽命不銹鋼絲索。新研制不銹鋼絲耐蝕能力是碳鋼的30倍以上，自身防腐，不需防護，檢查、維護方便，避免了現(xiàn)有索無法檢查的難題；能及時發(fā)現(xiàn)索的病害，避免了拉吊索突然斷裂引起的災難性事故及普通索在橋梁壽命周期內更換4～6次索帶來的投資增加和交通中斷。美英等國已將不銹鋼筋列入鋼筋

5、混凝土用鋼筋范圍，并在一些處于高腐蝕地區(qū)且設計使用壽命在100年以上的結構中得到了應用，收到了很好的效果。我國還沒有相應產品及標準，不銹鋼筋產品被國外少數(shù)廠家壟斷。成功開發(fā)的530級等不銹鋼筋，達到國外同類產品水平，打破了國外壟斷，填補了國內空白。試驗分析了不銹鋼筋與混凝土的粘結力及不銹鋼筋混凝土彎剪梁受力特點，提出了不銹鋼筋混凝土受彎構件設計方法、構造措施等。揭示了不銹鋼筋混凝土構件在氯離子環(huán)境中衰減規(guī)律，提出了不銹鋼筋混凝土構件退化模型。橋墩使用不銹鋼筋的跨海橋梁，投資僅增加不足3%，在橋梁壽命期內基本不需維修。開發(fā)的預應力高強不銹鋼絲網加固方法，充分發(fā)揮了高強不銹鋼絲的強度性能

6、，錨固可靠、預應力損失小，施工方便，為量大面廣的中小跨徑橋梁主動提高了承載力提供了新方法。項目成果獲發(fā)明專利6項，制定行業(yè)標準1項，已成功應用于13座橋梁。在港珠澳跨海大橋不銹鋼筋招標中，與國外2家鋼鐵巨頭展開了激烈競爭，在相同質量標準的前提下，比國外同類產品價格每噸低萬余元，僅此一項及節(jié)約建設資金近億元，還節(jié)省了外匯。橋用高強、高性能不銹鋼絲和不銹鋼筋，提升了我國橋梁建設、養(yǎng)護技術水平，降低了橋梁維修頻率與成本。減少了橋梁維修造成的交通中斷、車輛繞行等帶來的經濟損失、社會影響，推動了行業(yè)技術進步，推廣應用前景廣闊。8四、客觀評價交通運輸部科技司組織的鑒定委員會認為，《橋梁全壽命不銹

7、鋼絲索的研究》提出了提高鋼坯氮含量的化學組成，研發(fā)了相應冶煉、軋制工藝，成功研制出出高強、大延性不銹鋼新品種；研發(fā)了專用拔絲設備及工藝，在國際上首次研制出強度1250MPa、250mm標距延伸率大于4%的索用不銹鋼絲；測定了不銹鋼絲與灌注材料附著力參數(shù)，在國際上首次研制出橋梁全壽命不銹鋼絲索及錨固體系；揭示了索用不銹鋼絲腐蝕規(guī)律（耐蝕性能是碳鋼的30倍以上），并建立了大氣腐蝕環(huán)境下的經驗計算公式；研究成果達到國際領先水平。國內外雖有高強不銹鋼絲，但基本是彈