一、基本情况 

　　获奖项目名称：复合材料（FRP）提升复杂环境下钢结构性能关键技术与工程应用 

　　主要完成单位：北京科技大学、清华大学、北京市建筑设计研究院股份有限公司、广西大学、中冶建筑研究总院有限公司、西南科技大学、河海大学、同济大学、连云港中复连众复合材料集团有限公司、卡本科技集团股份有限公司 

　　主要完成人：冯鹏、岳清瑞、胡黎俐、刘晓刚、赵晓青、张龑华、柯璐、贾彬、王海涛、李传习、高红帅、杨勇新、强旭红、李荣、甄伟、罗仕刚、肖水晶、朵永玉、南洋、姜旭 

　　二、项目背景 

    纤维增强复合材料，简称FRP，具有轻质、高强、耐腐、可设计、温度效应小等优点，可实现传统材料难以实现的效果，若将其与钢结构结合应用，将成为一种高效的技术手段，尤其在复杂环境中具有独特的应用优势。

    本项目实施前，FRP在其他结构中已得到较多的应用，体现出其优越性能，但用FRP增强钢结构的研究还非常缺少，FRP增强钢结构的设计方法尚不完备、相关技术不成熟，并缺少标准规范与示范应用，工程中面临“不能用”、“不会用”和”不敢用”的困局。2008年，岳清瑞院士带领项目团队率先突破，成功应用FRP加固440吨钢吊车梁。此后，项目组经十多年攻关，围绕钢结构加固与新建高性能结构两大需求，深入开展设计理论、关键技术和应用示范研究，取得了一系列的创新成果。 

图1  项目总体情况

　　三、创新成果 

　　【基础理论与方法】建立了FRP增强钢结构性能的理论分析模型：揭示了FRP-钢界面、FRP局部疲劳增强和弹性-弹塑性协同受力等基本组合状态下的工作机理、破坏模式和承载力影响规律，提出了针对不同应用环境条件下的设计计算方法，形成了FRP增强钢结构设计方法体系。基于研究发表SCI、EI收录论文102篇，被多位国内外院士在内的专家学者他引2000多次。项目成果被7部标准规范所采纳，为FRP提升复杂环境下钢结构性能方面的应用提供了技术支撑与保障。 

　　【加固技术与示范】研发了FRP加固钢结构系列技术：发明了FRP抗疲劳加固及自动化粘贴技术，发明了基于“缠-填-撑”的FRP防屈曲加固技术，研发了基于性能表征与评估的FRP耐腐蚀加固钢结构技术，提出了相应的应用设计方法与构造措施。基于上述技术，完成了世界首个大跨桥梁正交异性钢横隔板抗疲劳加固工程、首个预应力FRP索加固高耸通讯塔工程等示范应用。 

　　【新建结构与示范】研发了FRP-钢组合新建结构系列技术：提出了FRP壳-钢组合结构技术，发明了预应力FRP索提升结构刚度、调控温度应力、预防受压屈曲等增强结构技术，发明了FRP疲劳预防贴，提出了相应的应用设计方法与构造措施。基于上述技术，完成了世界最大面积FRP曲面板桥梁封护系统、最大的旋转风帆结构、首个FRP温度效应减控超长屋盖钢结构等示范应用。 

　　四、示范应用 

　　 项目研究直接服务于450余项重要钢结构工程的安全服役和延寿增韧，助力了钢结构的提质升级和可持续发展。基于本项目创新成果，成功实现了FRP在工业与民用建筑、大跨桥梁、海洋工程、能源设施、通信设施等领域中钢结构工程的应用突破，取得了显著的社会、经济和环境效益。在本项目的支撑下，FRP以其独特的性能为钢结构赋能，打开了更广阔的应用空间。

图2 代表性工程应用