北方工业大学城市安全及生命线工程防灾技术研究中心

一、研究中心简介

随着城市化进程快速推进，我国城镇化率正稳步提升，2016年已接近58%，2030年将达到70%。维系现代城市与区域经济功能正常运转的能源与电力系统、通讯系统、交通系统、城市供水、供热、供燃气系统等基础性工程设施通常被统称为城市生命线工程设施。城市生命线工程设施不仅量大面广，还具有网络性、系统性、耦连性及公用性等特征。当前，全球气候变化无常，城市生态堪忧，地震、洪水、地质风沙、冰雪气象等自然灾害频繁发生，各种自然灾害作用下的城市安全面临着严峻的挑战，尤其是各类生命线工程设施在复杂环境下的结构安全、抗灾性能、健康状态及耐久性等技术问题日益突出,生命线工程设施及系统的安全可靠是确保城市安全运转和灾后恢复的关键。

北方工业大学城市安全及生命线工程防灾技术研究中心（以下简称研究中心）主要围绕能源电力供应、交通、通讯、供水等城市生命线工程开展环境振动、安全监测与防灾减灾等领域的创新技术研究，培养生命线工程防灾减灾防御领域的创新人才，旨在提高我国城市生命线工程设施抵御极端自然灾害的能力，确保城市运行安全和人民生命财产安全。

近年来，研究中心承担完成了国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金及国家电网公司等单位的横向科技项目近百项，科研经费达到2000多万元，出版专著、教材多部，在《工程力学》、《土木工程学报》、《中国电机工程学报》、《电网技术》等国内外核心期刊发表论文数百篇,其中有被EI、ISTP收录上百篇，主要成员主持或参与项目获得国家及省部级科技进步奖多项，申请或授权发明及实用新型专利数十项。目前研究中心已形成20多人的研发团队，专业涵盖土木工程、防灾减灾工程及防护工程、电气工程、机械工程、振动控制等领域，其中高级职称9人，中级职称10多人，具有博士学位的教学科研人员近20人，团队成员专业结构合理，研发实力雄厚，具有丰富的工程现场经验。

二、主要研究方向

1.城市生命线工程灾害机理及危险性分析研究

2.城市生命线工程结构振动检测、监测及控制技术研究

3. 城市生命线工程结构损伤检测、健康监测及寿命评估技术研究

4. 城市生命线工程防灾、加固改造设计方法及标准体系研究

5. 城市生命线工程防灾新材料、防灾新技术研究

6.城市生命线工程抗灾可靠度及失效概率研究

三、科研与试验条件

研究中心科研与试验条件建设成效显著，目前有力学实验室、建筑材料实验室、工程勘测实验室、岩土工程物理模拟实验室、结构工程实验室、地下空间工程实验室、土力学实验室、工程及设备振动与防灾等专业实验室，实验室占地面积5000平方米，实验设备2000余台套，固定资产价值7000余万元。近年来与清华大学、北京航空航天大学、同济大学、广州大学、华北电力大学、中国电力科学研究院等高校、科研单位建立了良好科研合作关系。

四、代表性研究成果

近年来，研究中心在城市电源、电网、交通、城市管廊、地下隧道等生命线工程防灾减灾及安全控制领域取得了大量的科研成果，尤其在输变电设施隔震减震、城市基础设施振动与噪声控制、汽轮机基础弹簧隔振技术、城市地质灾害及地下工程动力灾害等方面形成了独特的技术优势。

在输变电等电网设施防灾减灾领域，系统开展了输电塔线体系的动力特性理论研究，开展了输电线路抗冰、抗风及抗震等方向的研究，开展了变电站、换流站抗震能力评估、隔震减震装置研制，初步建立了变电站电气设备抗震性能损伤评估方法与评估系统。研究成果已成功应用于四川、甘肃、云南等地多个枢纽变电站和特高压交直流变电站、换流站，促进了我国电力工业抗震技术的发展与进步，为《电力设施抗震设计规范》修订提供了重要的技术支撑。

在输变电工程和交通工程减振降噪领域，组织开展了国内750kV及以下的数十座变电站和多条地铁线路、桥梁工程的振动与噪声测试，研制了变压器器身金属橡胶隔振装置和变压器双层组合隔振装置，研制了可移动隔声屏障及其合理设计参数，研制了共振薄板、微穿孔板及微孔共振薄板等低频高效吸声装置，参与完成了新疆、上海、北京等地多个变电站降噪设计与应用工作，有效推动了我国变电站噪声控制领域的技术进步。

在火力发电、核电及风电设备振动控制领域，开展了多个发电厂汽轮机基础、磨煤机弹簧隔振技术研究，完成了风力发电塔筒减振控制技术研究，成功研发了调频气压液柱阻尼器主动控制技术，先后开展了方家山、岭澳、福清、海阳等核电及泰州、莱芜等火电汽机基础的抗震试验，在泰州、莱芜等电厂开展了基础弹簧隔振设计和现场振动实测研究。

在城市地质灾害及地下工程动力灾害领域，开展了高边坡灾变机理与风险辨识技术、松散介质及深基坑工程安全评价理论及其控制关键技术研究，成功开发了城市地质灾害预警及监测系统。启动开展了市政管线、地铁运营灾害与风险发生机理研究，着手构建城市管网信息管理平台与远程实时监测网络系统。在铁路特大桥梁施工监测与设计技术处于国内先进水平；在深部地下工程冲击地压、岩爆灾害机理研究与防护技术、采动影响下巷道围岩控制技术、隧道抗震技术居于国内领先水平。 2100433B

城市与土木工程防灾减灾研究中心成立于2003年7月，是哈尔滨工业大学深圳研究生院在土木工程一级学科的基础上，将结构工程、防灾减灾工程与防护工程、土木工程材料整合为以城市与土木工程防灾减灾研究为目标的研究群体。在为深圳市社会和经济发展提供科技服务的同时，以城市风/地震危险性分析、风场模拟与数字风洞技术、重大工程结构健康监测、控制与安全预警、智能材料与结构、绿色建材，结构可靠度分析与优化设计等研究方向为特色。 中心现有5位全职教师，其中教授2名，博士生导师3名，师资博士后1名，已累计培养毕业博士研究生8名，硕士毕业生100多名。

中心承担着国家自然科学基金、国家科技支撑计划项目等多项国家级课题，同时承担着多项重大工程的健康监测、安全评定与灾害防御等研究项目，研究成果获得国家、省、市级科技进步奖多项。

中心与美、日、欧、香港等多所境外高等院校及其国内大型企业和研究院所建立了长期良好的科研合作关系，主要合作者包括为美国伊利诺伊大学香槟分校、休斯顿大学、日本北海道大学、意大利都灵理工大大学、波兰科学院基础问题与技术研究所、香港城市大学、香港理工大学等。2100433B

在铁路、公路、地铁和城市道路等交通建设中，需要建造大量不同形式、大跨度桥梁及高速公路和复杂隧道工程，在这些工程领域存在诸多技术难题亟待解决。北方工业大学道路与桥梁工程研究中心主要从事大跨度桥梁、高速公路、地铁、隧道工程在设计与施工中的关键技术的研究、动态监测与灾害预警等工作。

主要研究方向有：

1.大跨度桥梁结构分析及施工监测与应力监控：大跨桥梁结构受力分析，大跨桥梁桥梁施工监测与监控，既有铁路桥梁监测。

2.大跨及新型桥梁结构理论与应用：大跨度转体桥施工称重及配重研究，基于性能的桥梁设计方法研究，轻型框架桥结构设计研究。

3.道路与地铁工程及计算机辅助设计：道路规划与平、纵、横一体化设计研究，地铁平、纵、横一体化设计研究，地铁施工检测。

4.桥梁结构设计与应用：框架桥设计与咨询服务，连续梁设计与咨询服务。

5.隧道工程监测：隧道结构设计研究，隧道施工监测。

邢衡高速公路（邢台段）上跨京广铁路立交桥 转体制作及转体测试

主要成果

在高速铁路大跨度桥梁线型监测与应力检测，及大跨度桥梁转体桥称重和配重，及桥梁结构设计、地铁施工监测及计算机辅助设计等方面进行了一些研究。

1.高速铁路桥梁线型监控与应力监测项目

武九客车联络线黎家大屋特大桥线型监控

石武客专薛店特大桥连续梁线型监控

沪昆客专跨大广高速特大桥及宜春特大桥线型监控

京福客专跨溪口村大桥等八座连续梁线型监控

向蒲铁路广富特大桥等三座桥梁线型监控和应力监测

新建石家庄至济南铁路客运专线济南黄河公铁两用桩基础静载试验

2.转体桥称重、配重及检测项目

邢衡高速公路（邢台段）上跨京广铁路立交桥工程

邢衡高速公路（衡水段）上跨京广铁路立交桥工程

宁夏中宁县石碱公路上跨包兰铁路立交桥工程转体施工监测

邢衡高速公路（衡水段）上跨京广铁路立交桥工程转体施工现场

3.地铁施工监测项目

石家庄城市轨道交通工程1号线一期涉及下穿、上跨石太、京广和石德铁路监测项目

京昆高速公路河北省石家庄至冀晋界公路库隆峰1号中桥下穿石太客运专线桥梁施工期间监测

右外大街（亚林西街－马草河） 匝道工程

中宁石碱公路上跨兰新铁路桥转体施工现场

4.桥梁结构设计项目

石家庄天山大街下穿石德铁路4孔框构桥工程设计

肃宁县绕城公路下穿京九线2-16米顶进框架桥工程设计

满洲里滨洲线胪滨站公铁立交特大桥（30x4 35x4 35x5 ）工程设计

唐山迎祥路下穿陡河电厂专用K5 369.35顶进2-12米框架桥工程设计

赣州五洲大道下穿京九线K1856 773框架桥工程设计

江西新干县城东大道南延伸段上跨京九线K1587 997桥梁工程设计

新干市盐化大道上跨京九线K1576 310预应力钢筋混凝土桥设计

咸阳市上林北路跨咸铜铁路 1-10m 顶进式箱涵及配套管涵穿越铁路工程设计。

云南祥云县新城开发项目上跨及下穿广大铁路桥梁工程设计。 2100433B

本图集包含供电、供水、交通、燃气、通信和水利等生命线工程典型震害，给出了生命线工程震害发生的详细地址、地震烈度（工程场址或设施设备所在地的地震烈度）、破坏等级和震害现象描述，可为地震现场工作及相关培训学习提供参考。图集可以帮助我们深化认识生命线工程震害特点和规律性，促进广大防震减灾的科技人员不断完善生命线工程防震减灾技术，提高生命线工程的抗震能力，从而减小灾害损失。同时，图集还会时时警示人们记住地震灾难给我们带来的教训，积极宣传正确的防震减灾知识，积极参与防震减灾演练，从而有效地减轻地震灾害造成的人员伤亡和经济损失。