高性能纖維復(fù)合材料（fiberreinforcedpolymer，簡(jiǎn)稱FRP）是繼鋼材、混凝土后又一新型土木工程結(jié)構(gòu)材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高土木工程結(jié)構(gòu)的性能、延長其使用壽命，對(duì)我國城鎮(zhèn)化發(fā)展、防災(zāi)減災(zāi)、海洋開發(fā)等具有重大意義。
項(xiàng)目實(shí)施前，土木工程FRP的關(guān)鍵技術(shù)與裝備被美、日等發(fā)達(dá)國家壟斷，產(chǎn)品完全依賴進(jìn)口，價(jià)格昂貴，我國沒有國產(chǎn)產(chǎn)品、沒有專用裝備、沒有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目組歷經(jīng)十多年的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，圍繞FRP制品、生產(chǎn)裝備、工程性能表征評(píng)價(jià)、應(yīng)用技術(shù)等四大需求，攻克了十項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，形成了國際上最完整的土木工程用FRP技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。
主要?jiǎng)?chuàng)新性成果如下：
1.針對(duì)土木工程FRP制品產(chǎn)業(yè)化的重大需求，攻克了高性能低成本FRP制造中筋/索加肋成絞、稀緯定紋織造和超薄超大拉擠等關(guān)鍵核心技術(shù)，自主開發(fā)了FRP筋/索、織物、板、型材和配套樹脂5大類FRP制品，性能指標(biāo)達(dá)到或超過歐美日同類產(chǎn)品水平。其中，CFRP索的拉伸強(qiáng)度達(dá)到2900MPa（國際上為2600MPa）；FRP筋的生產(chǎn)速度提高了4倍，生產(chǎn)成本降低30%。
2.針對(duì)土木工程FRP制品生產(chǎn)裝備的重大需求，國際首創(chuàng)了連續(xù)拉擠－纏繞－絞合一體化裝備，攻克了多維多向機(jī)構(gòu)耦合和纖維張力精細(xì)控制的技術(shù)難題，研制了3大系列數(shù)字化成套裝備。其中，設(shè)備效率提高3~5倍，纖維張力控制在0.08N（0.22~0.30N）范圍內(nèi)，國際上一般為0.9N（0.1~1.0N）。
3.針對(duì)土木工程FRP性能表征評(píng)價(jià)的重大需求，國際上首創(chuàng)了正拉粘結(jié)強(qiáng)度評(píng)價(jià)界面性能等檢測(cè)方法，建立了基于強(qiáng)度和應(yīng)變雙準(zhǔn)則的材料設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用理論，首次提出了土木工程FRP設(shè)計(jì)取值方法，構(gòu)建了設(shè)計(jì)、測(cè)試和評(píng)價(jià)體系，部分成果被美國規(guī)范引用，得到行業(yè)組織和國際同行的高度評(píng)價(jià)。
4.針對(duì)土木工程FRP應(yīng)用技術(shù)的重大需求，在FRP結(jié)構(gòu)安全裕度控制理論上取得重大突破，開發(fā)了4類既有結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)和5種FRP新型結(jié)構(gòu)體系，創(chuàng)新性地完成了國內(nèi)首座CFRP索斜拉橋、首座CFRP懸掛建筑、首座FRP桁架橋、首座萬米級(jí)FRP工業(yè)平臺(tái)等多項(xiàng)應(yīng)用示范工程。
共獲得授權(quán)發(fā)明專利8件、實(shí)用新型專利27件，主編國家標(biāo)準(zhǔn)4部、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)6部，出版專著6部，發(fā)表論文316篇，其中SCI/EI收錄57篇，他引4971次，獲得省部級(jí)特等獎(jiǎng)1項(xiàng)、一等獎(jiǎng)2項(xiàng)。研發(fā)出5大類FRP產(chǎn)品，替代進(jìn)口并大量出口；研發(fā)出3大系列6個(gè)品種專用裝備，約25%出口歐美日等國；成果在國內(nèi)外3000多項(xiàng)重要建筑、橋梁、隧道、港口碼頭、市政工程及搶險(xiǎn)救災(zāi)中應(yīng)用，取得可統(tǒng)計(jì)的直接經(jīng)濟(jì)效益18.4億元，間接經(jīng)濟(jì)效益約40億元，未統(tǒng)計(jì)到的經(jīng)濟(jì)效益更加巨大。成果帶動(dòng)并形成了FRP應(yīng)用的新市場(chǎng)和新產(chǎn)業(yè)鏈，使我國成為國際土木工程應(yīng)用FRP發(fā)展最快、數(shù)量最多、范圍最廣的國家，實(shí)現(xiàn)了土木工程FRP產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展。
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