预应力钢结构建造服役技术现状与展望

曾滨

doi:10.13206/j.gjgS24080520

预应力钢结构建造服役技术现状与展望

doi: 10.13206/j.gjgS24080520

曾滨

中冶建筑研究总院有限公司, 北京 100088

基金项目:

国家重点研发计划(2022YFC3801800)。

详细信息

作者简介:
曾滨,博士,教授级高级工程师,中国工程院院士,主要从事预应力结构方面研究。Email:zengbin@cribc.com

计量
- 文章访问数: 25
- HTML全文浏览量: 1
- PDF下载量: 7
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2024-08-05
- 网络出版日期: 2024-11-06

Current Status and Prospects of Construction and Service Technologies for Prestressed Steel Structures

Bin Zeng

Central Research Institute of Building and Construction Co., Ltd., MCC Group, Beijing 100088, China

摘要

摘要: 预应力钢结构由于受力路径明确合理、刚度大、自身重量较轻以及制作安装方便等显著特点,广泛应用于大型公共建筑的城市基础设施及特种结构中。首先回顾了80多年来预应力钢结构建造技术国内外发展的历史、材料方面等瓶颈难题的突破,标志性的工程及系列标准规程的颁布。面对城镇化发展的新需求,阐述了预应力钢结构服役性能评价方法、在役性能多层次的提升技术等方面的发展和研究现状。最后结合国家科技创新发展战略目标,展望了预应力钢结构未来趋势,重点关注新材料应用、数字化维护、智能建造和智能控制平台。通过回顾分析,旨在为预应力钢结构领域研究与实践提供参考。
- 预应力钢结构 /
- 建造技术 /
- 服役性能 /
- 性能提升 /
- 智能化
Abstract: Prestressed steel structures are widely used in large public buildings, urban infrastructure, and specialized structures due to their clear and reasonable load-bearing paths, high stiffness, light weight, and ease of fabrication and installation. This paper reviewed over eighty years of domestic and international developments in prestressed steel structure construction technology, breakthroughs in material-related bottlenecks, as well as the publication of landmark projects and a series of standards and regulations. In response to the new demands of urbanization, it discussed the development and research status of prestressed steel structures, including service performance evaluation methods and multi-level performance enhancement technologies for structures in service. Finally, in line with the national strategic goals for technological innovation, the future trends of prestressed steel structures were explored, with a focus on new material applications, digital maintenance, intelligent construction, and smart control platforms. Through retrospective analysis, this paper aims to provide a reference for research and practice in the field of prestressed steel structures.
- prestressed steel structures /
- construction technology /
- service performance /
- performance enhancement /
- intelligent

HTML全文

参考文献(56)

[1]	Samuely F J. Structural prestressing[J]. The Structural Engineer, 1955, 33(2): 41-54.
[2]	钟善桐, 叶林, 查晓雄, 等. 预应力钢结构在我国的应用与发展[C]//第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 马鞍山: 2002: 116-126.
[3]	郭正兴. 预应力技术的新发展[J]. 施工技术, 2003(7): 6-8.
[4]	张其林. 建筑索结构的应用现状和研究进展[J]. 施工技术, 2014, 43(14): 19-22.
[5]	郭正兴, 罗斌. 大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用:大跨空间钢结构预应力技术发展与应用综述[J]. 施工技术, 2011, 40(9): 101-108.
[6]	钟善桐. 预应力钢结构[M]. 北京: 建筑工程出版社, 1959.
[7]	沈世钊, 徐崇宝, 赵臣. 悬索结构设计[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1997.
[8]	陆赐麟. 预应力钢结构发展五十年[C]//第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 马鞍山:2002: 72-80.
[9]	陆赐麟. 预应力钢结构学科的新成就及其在我国的工程实践[J]. 土木工程学报, 1999(3): 3-10.
[10]	张毅刚. 张弦结构的十年(一):张弦结构的概念及平面张弦结构的发展[J]. 工业建筑, 2009, 39(10): 105-113.
[11]	Belenya E. Prestressed load-bearing metal structures[M]. Moscow: MIR Publishers, 1977.
[12]	中国工程建设标准化协会. 预应力钢结构技术规程:CECS 212∶2006[S]. 北京: 中国计划出版社, 2006.
[13]	陆赐麟, 刘学春. 我国首部《预应力钢结构技术规程》(CECS 212∶2006)编制及特点[J]. 建筑结构, 2007(8): 116-120.
[14]	中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 钢拉杆:GB/T 20934—2016[S]. 北京:中国标准出版社,2016.
[15]	中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. 锌铝合金镀层钢丝缆索:GB/T 32963—2016[S]. 北京:中国标准出版社,2017.
[16]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 低张拉控制应力拉索技术规程:JGJ/T 226—2011[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2011.
[17]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 预应力钢结构技术标准:JGJ/T 497—2023[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2023.
[18]	中国工程建设标准化协会. 自锚式悬索桥技术规程:T/CECS 1312—2023[S]. 北京: 中国计划出版社, 2023.
[19]	中国工程建设标准化协会. 建筑索结构节点设计标准:T/CECS 1010—2022[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2022.
[20]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 索结构技术规程:JGJ 257—2012[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.
[21]	中国工程建设标准化协会. 预应力结构诊治技术规程:T/CECS 1363—2023[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2023.
[22]	中国工程建设标准化协会. 大跨度钢结构监测技术规程:T/CECS 1339—2023[S]. 北京: 中国计划出版社, 2023.
[23]	中国工程建设标准化协会. 建筑结构体外预应力加固技术规程:T/CECS 1111—2022[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2022.
[24]	曾滨, 吕志涛. 预应力钢结构中的预应力作用及结构分类[J]. 钢结构, 2012, 27(12): 25-28.
[25]	张卓杰, 王荣辉, 甄晓霞, 等. 平行钢绞线斜拉索索力测试方法评价[J]. 桥梁建设, 2016, 46(2): 42-47.
[26]	陈鲁, 张其林, 吴明儿. 索结构中拉索张力测量的原理与方法[J]. 工业建筑, 2006,36(增刊1): 368-371.
[27]	孙江波, 赵红华, 赵作周. 斜拉索索力测量方法的比较分析[J]. 工业建筑, 2011, 41(增刊1): 402-405.
[28]	彭渝舒, 韦元学, 章粒. 基于磁通量法的大跨度斜拉桥索力监测系统设计:以埃及某斜拉桥项目为例[J]. 中国新技术新产品, 2022(9): 101-105.
[29]	李君. 磁通量索力测量系统设计及其应用分析[J]. 科学技术创新, 2021(2): 88-89.
[30]	彭渝舒, 覃华桥, 吕柯梁, 等. 基于磁通量法的斜拉桥索力监测应用研究[J]. 江西建材, 2022(4): 39-41.
[31]	曾滨, 许庆, 徐曼. 预应力拉索激光非接触式动力检测与分析方法研究[J]. 建筑结构学报, 2022, 43(10): 50-59.
[32]	王翔, 潘中明, 王波. 基于雷达的斜拉索索力非接触遥测技术研究[J]. 世界桥梁, 2019, 47(3): 49-53.
[33]	晏班夫, 陈泽楚, 朱子纲. 基于非接触摄影测量的拉索索力测试[J]. 湖南大学学报(自然科学版), 2015, 42(11): 105-110.
[34]	黄晔, 吴琛. 磁通量传感器在体外索力检测中的应用[J]. 建材技术与应用, 2007(10): 18-20.
[35]	李京泽, 曾滨, 许庆, 等. 考虑抗弯刚度的振动法测试索力计算方法研究[J]. 工业建筑, 2023, 53(增刊2): 276-279.
[36]	张巍, 王广政, 孙永明. 考虑抗弯刚度的斜拉索频率与索力分析[J]. 公路交通科技, 2012, 29(7): 64-69 ,75.
[37]	张宇鑫, 李国强, 赵世峰. 张弦梁结构振动方法索力识别(Ⅰ):振动特性的参数分析[J]. 振动与冲击, 2009, 28(3): 152-157 ,206.
[38]	张宇鑫, 李国强, 赵世峰. 张弦梁结构振动方法索力识别(Ⅱ):实用公式及误差分析[J]. 振动与冲击, 2009, 28(3): 158-160 ,181,206.
[39]	徐曼, 许庆, 曾滨, 等. 考虑服役特征的拉索索力频率法测试统一推定公式[J]. 建筑结构学报, 2023, 44(增刊2): 465-473.
[40]	Cawley P, Adams R D. The location of defects in structures from measurements of natural frequencies[J]. The Journal of Strain Analysis for Engineering Design, 1979, 14(2): 49-57.
[41]	Pandey A K, Biswas M. Damage detection from changes in curvature mode shapes[J]. Journal of Sound and Vibration, 1991, 145(2): 321-332.
[42]	黄民水, 雷勇志. 基于模态参数的结构损伤识别应用综述[J]. 武汉工程大学学报, 2021, 43(4): 417-427.
[43]	曾滨, 许庆, 徐曼, 等. 基于全索系索力测试和误差自适应分析的损伤判定方法: CN112985671B[P]. 2021-11-23.
[44]	许庆, 曾滨, 徐晓达, 等. 基于序贯理论的混凝土结构有效预应力实测概率估计方法[J]. 建筑结构学报, 2024, 45(7): 100-107.
[45]	中华人民共和国住房和城乡建设部. 钢结构现场检测技术标准:GB/T 50621—2010[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2010.
[46]	刘香, 李健, 秦国鹏. 预应力弦支穹顶结构检测及加固处理实例[J]. 钢结构, 2018, 33(10): 92-95.
[47]	黄颖, 房贞政. 已服役20年预应力结构现存预应力的试验研究[J]. 哈尔滨工程大学学报, 2014, 35(10): 1201-1205.
[48]	王磊, 张旭辉, 马亚飞, 等. 混凝土梁后张预应力损失的概率特征及敏感性评估[J]. 安全与环境学报, 2012, 12(5): 204-210.
[49]	曾滨, 许庆, 徐晓达, 等. 混凝土结构预应力服役离散性分析与性能评价方法[J]. 东南大学学报(自然科学版), 2023, 53(6): 965-972.
[50]	Black C, Makris N, Aiken I. Component testing, stability analysis and characterization of buckling-restrained braces: PEER-08-2002[R]. 2002: 894.
[51]	隋炳强, 邓长根. 钢压杆稳定加固研究进展[J]. 河北工程大学学报(自然科学版), 2009, 26(1): 21-24,28.
[52]	罗永峰, 张敬尧. 有初始荷载作用轴压钢构件预应力加固分析方法研究[J]. 工业建筑, 2017, 47(2): 38-42.
[53]	曾滨, 尚仁杰, 崔璀, 等. 外套管及刚性预应力撑杆加固受压杆的稳定性分析[J]. 工业建筑, 2021, 51(6): 133-137.
[54]	曾滨, 陆金钰, 董霄, 等. 增设备用索对张弦桁架抗连续倒塌性能影响研究[J]. 空间结构, 2017, 23(4): 49-54.
[55]	陆金钰, 武啸龙, 许庆. 一种改进张弦桁架抗倒塌性能的方法研究[C]//第24届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册). 厦门:2015: 340-345.
[56]	唐柏鉴, 张建. 复合隔震支座在网格屋盖结构中的应用研究[J]. 地震工程与工程振动, 2010, 30(1): 134-141.