1、,北京市建筑工程研究院有限責(zé)任公司 錢英欣,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用回顧,一. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的意義,1. 十二五規(guī)劃中強調(diào)繼續(xù)加大基礎(chǔ)建設(shè)的投資，預(yù)應(yīng)力前景廣泛。,房建(地產(chǎn))市場,交通基礎(chǔ)建設(shè),能源、海工等領(lǐng)域,城市基礎(chǔ)建設(shè),一. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用的意義,2. 十二五規(guī)劃重點工作： 推廣城鄉(xiāng)建設(shè)與管理科技創(chuàng)新成果投資 發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，提升服務(wù)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競爭力,3.新型產(chǎn)業(yè)化住宅結(jié)構(gòu)體系與抗震技術(shù)及其生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制技術(shù)等，開展集成技術(shù)研究與基地建設(shè),2.高性能混凝土、高性能預(yù)應(yīng)力鋼材在復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用技術(shù),4.大跨度地下空間施工技術(shù)，高速鐵路道路施工新技術(shù)，快速道路及橋梁施工技術(shù)，復(fù)雜結(jié)

2、構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與維修加固等新技術(shù),1.特大型復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù),5.整合科技咨詢、投融資、科技條件、生產(chǎn)力促進、知識產(chǎn)權(quán)等各類科技中介服務(wù)資源，為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供全程協(xié)同服務(wù)。,二. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,1、十二五期間，北京及全國的民用住宅、會議中心、體育場館、展覽館、機場、火車站等設(shè)施投資逐年增長,二. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,2、橋梁、隧道等交通設(shè)施和能源、海工工程投資增長,二. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,北京高碑店污水處理廠,橋下土坡錨固支護,3、電視塔、高聳水塔，污水處理廠的曝氣池和消化池，水利電站大壩，核電站核反應(yīng)堆，煤礦礦井支護，大型儲煤倉需求旺盛,三. 預(yù)應(yīng)力技

3、術(shù)的優(yōu)勢,預(yù)應(yīng)力混凝土樓板,1、預(yù)應(yīng)力技術(shù)是實現(xiàn)大跨度、大空間建筑性能的重要手段；,1）能提升結(jié)構(gòu)梁、板的承載能力和耐久性能,較普通梁板結(jié)構(gòu)降低層高,施加高強預(yù)應(yīng)力，節(jié)約鋼筋，減小梁板高度,獲得大空間的使用功能,三. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,2） 預(yù)應(yīng)力技術(shù)還能改善鋼結(jié)構(gòu)屋蓋的受力性能,預(yù)應(yīng)力張弦結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力 空間張弦結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力吊掛結(jié)構(gòu),預(yù)應(yīng)力 索穹頂結(jié)構(gòu),三. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,2、預(yù)應(yīng)力技術(shù)具有節(jié)能、節(jié)材，具有環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟的性能,1)具有先進性的結(jié)構(gòu)體系，高性能的建筑材料，高效率的施工工藝,12倫敦奧運主場館用鋼量（索膜結(jié)構(gòu)）：4000噸,08北京奧運主場館用鋼量（鋼結(jié)構(gòu)）：30000噸,三

4、. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,2）具有較好的經(jīng)濟性,按全國建筑投入30000億，其中預(yù)應(yīng)力技術(shù)應(yīng)用工程占1000億計算，結(jié)構(gòu)工程造價約300億，鋼筋節(jié)約20萬噸，混凝土80萬方，節(jié)約造價15-30億。,單項工程節(jié)約統(tǒng)計： 鋼筋：25% 混凝土：20% 模板支架：15% 結(jié)構(gòu)造價：5-10%,預(yù)應(yīng)力鋼索體,預(yù)應(yīng)力鋼絞線,三. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,3）預(yù)應(yīng)力技術(shù)作為建筑業(yè)先進技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，能夠帶動相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展， 預(yù)應(yīng)力技術(shù)投入1萬元，將帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)120萬元的行業(yè)產(chǎn)出。,工程技術(shù)進步,檢測技術(shù)產(chǎn)品,產(chǎn)品機具生產(chǎn),汶川地震建筑物損壞照片,三. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,3、預(yù)應(yīng)力的技術(shù)特性，對大型建筑公共安

5、全有重要作用,1）預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系可提高建筑工程的強度、剛度和整體抗震性能,綿陽九州體育館（預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)） 作為震后避難所,坍塌的重型鋼結(jié)構(gòu)屋蓋,輕質(zhì)、整體性好的預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu),三. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的優(yōu)勢,推廣至對復(fù)雜建筑物進行仿真計算，實現(xiàn)全過程監(jiān)控系統(tǒng)，可保障工程安全。,國家體育館施工過程及服役期全過程監(jiān)測,2）預(yù)應(yīng)力工程的索力監(jiān)控，是工程質(zhì)量的保障；,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,1. 在大型公建中的成果顯著,應(yīng)用廣泛，如：北京中央電視塔，國家大劇院、國家會議中心、中石化辦公樓、北京華貿(mào)中心等眾多大型、地標(biāo)式建筑。,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在北京奧運場館建設(shè)中取得輝煌成就，為科技奧運

6、、 綠色奧運做出貢獻,1. 在大型公建中的成果顯著,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,1. 在大型公建中的成果顯著,北京北站 北京南站 徐州火車站 廣州火車站 長沙火車站 福州火車站,濟南火車站 長春火車站 大連火車站 聊城火車站 寧波火車站 青島火車站,石家莊火車站 西安火車站 蘇州北站 天津西站 銀川火車站 天津南站,預(yù)應(yīng)力技術(shù)在鐵路站房建設(shè)中的部分工程：,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,遷曹鐵路跨納潮河大橋 預(yù)應(yīng)力梁/拉桿,2. 近年在市政橋梁工程建設(shè)中的纜索施工業(yè)績,張家口通泰大橋 預(yù)應(yīng)力拉索,美國路易斯安那州跨河管道橋 懸索的檢測與更換,美國阿拉巴馬州管道橋懸索的更換,京包北京上地大橋 預(yù)應(yīng)力

7、拉索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,文萊國水泥倉預(yù)應(yīng)力拉桿,3. 在特種工程中的部分業(yè)績,北京十三陵山頂蓄水壩,北京某度假村景觀,煤礦深井錨固支護,北京高碑店污水處理廠,橋下土坡錨固支護,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,4. 在施工過程監(jiān)測和服役期健康監(jiān)測的部分項目,應(yīng)力,風(fēng)速,溫度監(jiān)測,支座裂縫,傾角監(jiān)測,加速度監(jiān)測,集成監(jiān)測,深圳大運會主場館全過程檢測,深圳灣體育中心施工監(jiān)測,布達拉宮監(jiān)、檢測,北京機場A380機庫,通泰橋施工監(jiān)測,結(jié)構(gòu)卸載過程監(jiān)測,天津西站施工監(jiān)測,國家體育館1:10模型試驗,常州體育館1:10模型試驗,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,5. 科學(xué)研究活動,科研創(chuàng)新，是支撐企業(yè)進步的

8、動力 結(jié)合工程實踐，開展科研試驗活動十幾項，包括有：,新型結(jié)構(gòu)形式-索穹頂技術(shù)推廣應(yīng)用和實驗研究,6、廣州火車站預(yù)應(yīng)力工程,48m有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力樓板,預(yù)應(yīng)力拉索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,東西落客平臺平、剖面圖,主站房21m高架候車層,大梁為48m跨預(yù)應(yīng)力梁，最大截面1200 x50004250mm 樓板為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,地鐵層,軌道層,候車層,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,8、石家莊火車站預(yù)應(yīng)力工程,大跨度有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁 樓板為無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力梁施工工藝,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力板施工工藝,

9、四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,9、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工程,緩粘結(jié)鋼絞線在施工期間鋼絞線與混凝土母材相互可滑動，經(jīng)過一定時間后，外包涂層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以與混凝土實現(xiàn)握裹。,緩凝結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線構(gòu)造 1-鋼絞線；2-緩凝結(jié)粘合劑；3-護套 h-肋高；l-肋間距；a-肋寬,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,10、現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力空心樓板工程,金屬管芯,薄壁水泥箱體芯材,發(fā)泡箱體芯材,薄壁水泥管芯,1）空心率3040，可減輕樓板自重,2）預(yù)應(yīng)力平衡荷載，可抵消 外部荷載,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,11、體外預(yù)應(yīng)力工程,體外預(yù)應(yīng)力加固體系具有以下優(yōu)點: （1）錨固構(gòu)件尺寸小，自重增加少，但可有

10、效的大幅提高結(jié)構(gòu)承載能力。 （2）簡化預(yù)應(yīng)力筋曲線，預(yù)應(yīng)力筋僅在錨固處和轉(zhuǎn)向處與結(jié)構(gòu)相連，減小摩阻損失，提高預(yù)應(yīng)力使用效率。 （3）對原結(jié)構(gòu)損傷小，不影響橋下凈空。 （4）預(yù)應(yīng)力布置靈活，可以根據(jù)橋梁病害進行全橋加固也可以進行局部加固。 （5）與混凝土無粘結(jié)，由荷載產(chǎn)生的應(yīng)力變化分散在預(yù)應(yīng)力筋全長上，應(yīng)力變化值小，對結(jié)構(gòu)受力有利。 （6）索力根據(jù)情況可以進行調(diào)整，預(yù)應(yīng)力索可以更換，便于使用期間維護。,東營黃河口140米跨單項張弦結(jié)構(gòu),12. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 單向張弦結(jié)構(gòu),張弦梁結(jié)構(gòu)是近二十余年來發(fā)展起來的一種新型的大跨度預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)。它由弦、撐桿和梁組合而成的新型自平衡體系，梁是由剛度較大的壓彎

11、構(gòu)件，通常為梁、拱、桁架、網(wǎng)殼等多種形式，弦是柔性的的索或拉桿，撐桿一般為鋼管。,下弦索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,國家體育館114*144雙向張弦結(jié)構(gòu),下弦索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,13. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 雙向張弦結(jié)構(gòu),北京大學(xué)體育館（奧運乒乓館）空間張弦結(jié)構(gòu),下弦索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,14. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 空間張弦結(jié)構(gòu),營口體育場吊掛結(jié)構(gòu),吊掛結(jié)構(gòu)常用于體育場結(jié)構(gòu)，通過桅桿和連接于桅桿的拉索，來改善體育場罩棚的變形和結(jié)構(gòu)受力性能。,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,15. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 吊掛結(jié)構(gòu),懸索結(jié)構(gòu)以一系列受拉的索作為主要承重構(gòu)件，這些索按一定規(guī)律組成各種不同形式的體系，并

12、懸掛在相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)上。懸索屋蓋結(jié)構(gòu)通常由懸索系統(tǒng)、屋面系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分構(gòu)成。,拉索,拉索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,16. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 懸索結(jié)構(gòu),四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,良鄉(xiāng)污水處理廠屋面懸索結(jié)構(gòu),典型的弦支穹頂結(jié)構(gòu)體系由一個單層網(wǎng)殼和下端的撐桿、索組成的體系。其中各層撐桿的上端與單層網(wǎng)殼相對應(yīng)的各層節(jié)點徑向鉸接，下端由徑向拉索與單層網(wǎng)殼的下一層節(jié)點連接，同一層的撐桿下端由環(huán)向箍索連接在一起。,環(huán)索,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,17. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 弦支穹頂結(jié)構(gòu),索穹頂內(nèi)部結(jié)構(gòu)符合一般的張拉整體體系的特點，即：由一組不連續(xù)的受壓桿件與一組連續(xù)的受拉單元組成的自支承自應(yīng)力的空間網(wǎng)格

13、體系。,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,18. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 索穹頂結(jié)構(gòu),四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,鄂爾多斯伊金霍洛旗體育中心76米直徑索穹頂結(jié)構(gòu),四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,盤錦體育場橢圓馬鞍形索膜結(jié)構(gòu)長軸方向最大尺寸約270米，短軸方向最大尺寸約238米，最大高度約57米。,18. 預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu) 索膜結(jié)構(gòu),以單索或者索桁架作為幕墻的承重抗風(fēng)結(jié)構(gòu)體系，適用于大型公用建筑。,不銹鋼拉索幕墻,四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,19. 幕墻 索撐結(jié)構(gòu),四. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用實例,20. 橋梁 大跨度預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)/索結(jié)構(gòu),G7京新高度上地斜拉橋主跨230米，副跨180米 1）有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力大跨度梁 2）索規(guī)格7

14、409，張拉力1300噸，施工難度很大。,五. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展,1）隨著工程建設(shè)的進程，纜索大橋和輕型索網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋蓋工程需求增多，但其結(jié)構(gòu)形式新穎，過程分析復(fù)雜重要，整體施工工藝先進，所需設(shè)備規(guī)格大、非常規(guī)，操控性能強。,1、繼續(xù)促進預(yù)應(yīng)力技術(shù)進步的的緊迫感,迫切需求滿足工程需要： 模型試驗、工藝研究、設(shè)備系統(tǒng)更新完善,2）考察國際同行業(yè)公司，以預(yù)應(yīng)力技術(shù)為核心，輻射相關(guān)專業(yè)和產(chǎn)品，采用高強材質(zhì)、性能卓越的設(shè)備，其施工工藝方法先進、操控性強，工程技術(shù)先進，工程應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。,迫切需求掌握先進技術(shù)： 結(jié)構(gòu)特性、高性能材料和高效設(shè)備的使用、整體施工及控制方法、監(jiān)控體系的研發(fā),五. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展

15、,2、學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)，吸收、轉(zhuǎn)化,對比國際先進技術(shù)，還有我們未曾掌握的新型結(jié)構(gòu)體系，其受力更合理，更加節(jié)材環(huán)保； 對比國際先進技術(shù)，還有我們未曾掌握的先進施工技術(shù)，其具有經(jīng)濟、簡便、高效和快捷的特點，以及與之配套的施工設(shè)備和工藝方法； 對比國際先進技術(shù)，還有我們未曾掌握的新型材料受力特性，以及結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測手段和方法。,VSL STAY CABLE SSI 2000 SYSTEM - Complete independence of the strands - Replaceability of each strand - High corrosion protection (up to 100 years) - Compact anchorage - Fully prefabricated anchorage in workshop,更強、更高、更快！,五. 預(yù)應(yīng)力技術(shù)的發(fā)展,3、研發(fā)建筑領(lǐng)域智能化健康監(jiān)測與安全評估系統(tǒng)，建立咨詢服務(wù)中心,建立復(fù)雜結(jié)構(gòu)仿真計算中心，健康診斷監(jiān)控中心，動漫演示系統(tǒng)，社會咨詢服務(wù)系統(tǒng)，將研究成果和產(chǎn)品市場化，參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制，為建筑安全保駕護航。,更安全、更經(jīng)濟、更可靠！,由于監(jiān)測及評估系統(tǒng)的復(fù)雜性和資金投入大，智能系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化可將僅用于大型重點項目的監(jiān)測推廣應(yīng)用于建筑領(lǐng)域各種工程，各項目性