预应力项目获国家科技进步一等奖

2015年02月08日

 “预应力”项目获国家科技进步一等奖

 

  南京奥体中心连接几个场馆的大平台,周长足足有1300米,却看不到任何一个接缝。用混凝土“无限制”地做无缝建筑,不得不提到预应力的应用。1月9日,2014年度国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂召开。其中,东南大学吕志涛院士领衔的“现代预应力混凝土结构关键技术创新与应用”项目获得国家科技进步一等奖。

  像箍木桶一样将楼房箍起来

  预应力是重大土木工程建设的核心技术,可节约钢材和混凝土用量的20%—30%,显著减少碳排放量,满足资源节约和环境保护等国家战略需求。东南大学土木工程学院教授冯健介绍道,自上世纪90年代以来,我国工程建设规模举世瞩目,大跨、超长、重载与特种结构以及核电、磁悬浮等高新技术工程,对现代预应力技术提出了前所未有的挑战。“普通混凝土材料本身抗拉强度只有抗压强度的十分之一,将预应力应用到混凝土中,延长了建筑的使用寿命,并且节约了材料,使得建筑的跨度更大。”冯健说。

  何为预应力?简单地说,就是主动加在建筑结构中、用来抵消荷载的力,以使得建筑更加结实牢固。“农村的水桶是一块一块木板拼起来的,把木板绑起来的铁箍所产生的力就是预应力。”项目组成员、东南大学孟少平教授形象地举例。

  冯健介绍,“箍木桶”只是其中一种方式,适用于建粮仓等建筑。还有“吹气球”的方式,就像气球被吹起来才能形成结构,他们将软塌塌的膜布用钢索等支撑起来,形成抗压的结构,适用于建设收费站的顶篷等。还有一种“夹书本”的方式,类似于一个人两手夹好几本书,就要向内施加预应力,适用于建设桥梁等。

  提到“箍木桶”的方法,东南大学专家透露,他们在南京市江宁区上坊建的楼房,大约十几层,采用的是预制装备技术,将梁、柱等预先制好,运到现场像搭积木一样搭起来,为了使房屋牢固,就要运用“箍木桶”的预应力技术。

  奥体弧形大拱“不趴”就靠预应力

  “南京奥体中心是世界第五代体育建筑的代表、2008年前中国最大的体育场。该中心一场四馆,包括一个巨大的、外围轴达1350米超大面积的环形平台。”据该项目成员孟少平介绍,“混凝土受压能力强,但受拉能力较差,一般建筑建成后都会产生裂缝,当建筑方提出不设缝的要求后,该团队通过预应力技术很好地解决了这一难题,如今近十年过去,平台不开裂、不渗漏,依然状态良好。”

  “再如南京奥体中心主体育馆上空的两条弧形大拱,因为其跨度大,又和地面形成45度夹角,上面的力稍微大一点,拱就容易趴下,建设难度也特别大。”吕志涛助手、王春林副教授介绍,“两个拱的建设过程中也运用了我们团队的预应力技术,拱就像一张弓,预应力技术就像是弓下面拉紧的弦,这样,拱就倒不下来了。”

来源:佛山市永诚鑫预应力金属制品有限公司
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