CFRP碳纖維索在空間結(jié)構(gòu)中首次成功應(yīng)用
時(shí)間:2020-08-28 00:41:36
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8月18日，中冶建研院董事長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士岳清瑞一行赴三亞體育場(chǎng)項(xiàng)目考察交流，觀摩研討中冶建研院牽頭研發(fā)的波形錨CFRP平行板索在三亞體育場(chǎng)索結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用成效。該項(xiàng)目是CFRP板索在大跨體育場(chǎng)實(shí)際工程中的首次大規(guī)模應(yīng)用，屬于國(guó)際首創(chuàng)，對(duì)于CFRP材料在大跨空間結(jié)構(gòu)乃至于新建結(jié)構(gòu)中的推廣應(yīng)用具有重要的引領(lǐng)作用和里程碑意義。
三亞體育場(chǎng)總建筑面積8.8萬余平米，體育場(chǎng)屋蓋為輪輻式索桁架結(jié)構(gòu)，平面投影短軸224米、長(zhǎng)軸261.8米，中心開口短軸134米，長(zhǎng)軸171.8米。為提升結(jié)構(gòu)抗風(fēng)能力，屋蓋結(jié)構(gòu)布置內(nèi)環(huán)交叉索；為降低內(nèi)環(huán)交叉索對(duì)鎖夾造成的不平衡力，該項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用了強(qiáng)模比遠(yuǎn)高于普通鋼索的CFRP平行板索，以新材料、新構(gòu)件完美解決了結(jié)構(gòu)問題。
考察交流期間，岳清瑞等一行參觀了三亞體育場(chǎng)屋蓋索結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)展和波形錨CFRP平行板索的應(yīng)用情況，并就CFRP板索進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)交流。會(huì)上，中冶鋼構(gòu)華南公司三亞體育場(chǎng)項(xiàng)目經(jīng)理金平首先對(duì)索結(jié)構(gòu)的施工情況進(jìn)行了匯報(bào)；中冶建研院科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)劉曉剛博士對(duì)波形錨CFRP平行板索在三亞體育場(chǎng)內(nèi)環(huán)交叉索中應(yīng)用的技術(shù)背景以及研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了技術(shù)匯報(bào)；設(shè)計(jì)單位北京市建筑設(shè)計(jì)研究院副總工朱忠義、研發(fā)團(tuán)隊(duì)成員北京工業(yè)大學(xué)副教授劉越、生產(chǎn)制造單位重慶達(dá)力纜索有限公司總經(jīng)理卓靜、索結(jié)構(gòu)張拉提升施工單位東大預(yù)應(yīng)力公司總經(jīng)理羅斌、鋼結(jié)構(gòu)工程總包方中冶鋼構(gòu)總經(jīng)理游志文等相關(guān)人員進(jìn)行了交流和發(fā)言。
岳清瑞向?qū)υ擁?xiàng)目成功實(shí)施做出貢獻(xiàn)的各方表示感謝，他表示三亞市體育場(chǎng)項(xiàng)目波形錨CFRP平行板索的成功應(yīng)用為世界首例，是CFRP索結(jié)構(gòu)在大跨結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的突破性成果，具有重要的里程碑意義，具有偶然性同時(shí)也具有必然性，對(duì)于今后CFRP結(jié)構(gòu)在新建工程中的應(yīng)用具有重要的引領(lǐng)作用，國(guó)家“十四五”規(guī)劃中也提到要推動(dòng)CFRP及其新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，相信通過三亞體育場(chǎng)項(xiàng)目的示范引領(lǐng)，CFRP在新建工程中的應(yīng)用將迎來新的蓬勃發(fā)展。北京城建集團(tuán)副總經(jīng)理、總工程師張晉勛表示，三亞體育場(chǎng)國(guó)際首創(chuàng)應(yīng)用CFRP板索令人振奮，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從研發(fā)到制造和安裝各個(gè)環(huán)節(jié)工作細(xì)致，結(jié)構(gòu)安全有充分保障；內(nèi)環(huán)交叉索以CFRP索代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼索，是合理利用材料和構(gòu)件創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)化，并感謝岳清瑞院士團(tuán)隊(duì)通過自主創(chuàng)新提高了三亞體育場(chǎng)的結(jié)構(gòu)性能。
中冶建研院于1996年開始率先在國(guó)內(nèi)開展碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在結(jié)構(gòu)加固工程中的應(yīng)用研究，牽頭成立了該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)第一個(gè)學(xué)術(shù)交流平臺(tái)“中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土分會(huì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）及工程應(yīng)用專業(yè)委員會(huì)”和第一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟“碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”；率先在南海島礁中設(shè)計(jì)建造了碳纖維筋-混凝土結(jié)構(gòu)燈塔，帶動(dòng)了CFRP-混凝土結(jié)構(gòu)在海洋工程中的應(yīng)用。本次三亞體育場(chǎng)CFRP索結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也是國(guó)際首創(chuàng)，將對(duì)CFRP索結(jié)構(gòu)在新建結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用起到重要引領(lǐng)和帶動(dòng)作用。
在施工現(xiàn)場(chǎng)，一行人查看了索結(jié)構(gòu)的施工情況，重點(diǎn)查看了上下環(huán)索間的交叉索——碳纖維索（CFRP索）的安裝情況。岳清瑞表示，盡管碳纖維索初次應(yīng)用，從材料的用量到加工技術(shù)的選擇等方面，都確保足量和保守，有很多的安全儲(chǔ)備，但是在施工現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)能夠看到碳纖維索不同于鋼索的輕盈的感覺，效果非常好。張晉勛表示，索結(jié)構(gòu)材料的選擇恰當(dāng)，目前采用的國(guó)產(chǎn)高釩密閉索以及碳纖維索等材料組合使用，可以將它們各自的特點(diǎn)與功能發(fā)揮好，共同服務(wù)整個(gè)索結(jié)構(gòu)。
施工現(xiàn)場(chǎng)擺放了索結(jié)構(gòu)所用的材料樣品，供參加調(diào)研的人員詳細(xì)了解。這些樣品分別是國(guó)產(chǎn)高釩密閉索、鑄鋼焊接試件、索夾、碳纖維索樣品。據(jù)調(diào)研專家介紹，碳纖維索是全球首次在大跨度空間結(jié)構(gòu)中應(yīng)用，三亞市體育場(chǎng)項(xiàng)目應(yīng)用的高釩密閉索最大直徑達(dá)到了120mm，是國(guó)內(nèi)綜合性體育場(chǎng)建設(shè)中使用的最大直徑，G10MnMoV6-3+QT2鑄鋼索夾也是國(guó)內(nèi)第一次運(yùn)用到建筑當(dāng)中。
三亞國(guó)奧體育產(chǎn)業(yè)投資有限公司總經(jīng)理張威，北京城建六建設(shè)集團(tuán)有限公司副總裁韓建成、李云波、總工程師高文光，中冶鋼構(gòu)有限公司常務(wù)副總經(jīng)理蘇洪華、副總工劉明路、設(shè)計(jì)院院長(zhǎng)羅興??；中冶建研院總經(jīng)理助理常正非、技術(shù)總監(jiān)李榮等30余人參加考察交流。
本文來源：中冶建研院、北京城建六建設(shè)集團(tuán)
