CFRP碳纖維索在空間結構中首次成功應用
時間:2020-08-28 00:41:36
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8月18日，中冶建研院董事長、中國工程院院士岳清瑞一行赴三亞體育場項目考察交流，觀摩研討中冶建研院牽頭研發的波形錨CFRP平行板索在三亞體育場索結構中的應用成效。該項目是CFRP板索在大跨體育場實際工程中的首次大規模應用，屬于國際首創，對于CFRP材料在大跨空間結構乃至于新建結構中的推廣應用具有重要的引領作用和里程碑意義。
三亞體育場總建筑面積8.8萬余平米，體育場屋蓋為輪輻式索桁架結構，平面投影短軸224米、長軸261.8米，中心開口短軸134米，長軸171.8米。為提升結構抗風能力，屋蓋結構布置內環交叉索；為降低內環交叉索對鎖夾造成的不平衡力，該項目創新應用了強模比遠高于普通鋼索的CFRP平行板索，以新材料、新構件完美解決了結構問題。
考察交流期間，岳清瑞等一行參觀了三亞體育場屋蓋索結構的施工進展和波形錨CFRP平行板索的應用情況，并就CFRP板索進行了現場交流。會上，中冶鋼構華南公司三亞體育場項目經理金平首先對索結構的施工情況進行了匯報；中冶建研院科學技術研究院副院長劉曉剛博士對波形錨CFRP平行板索在三亞體育場內環交叉索中應用的技術背景以及研發、設計和制造等相關技術進行了技術匯報；設計單位北京市建筑設計研究院副總工朱忠義、研發團隊成員北京工業大學副教授劉越、生產制造單位重慶達力纜索有限公司總經理卓靜、索結構張拉提升施工單位東大預應力公司總經理羅斌、鋼結構工程總包方中冶鋼構總經理游志文等相關人員進行了交流和發言。
岳清瑞向對該項目成功實施做出貢獻的各方表示感謝，他表示三亞市體育場項目波形錨CFRP平行板索的成功應用為世界首例，是CFRP索結構在大跨結構中應用的突破性成果，具有重要的里程碑意義，具有偶然性同時也具有必然性，對于今后CFRP結構在新建工程中的應用具有重要的引領作用，國家“十四五”規劃中也提到要推動CFRP及其新結構的應用，相信通過三亞體育場項目的示范引領，CFRP在新建工程中的應用將迎來新的蓬勃發展。北京城建集團副總經理、總工程師張晉勛表示，三亞體育場國際首創應用CFRP板索令人振奮，項目團隊從研發到制造和安裝各個環節工作細致，結構安全有充分保障；內環交叉索以CFRP索代替傳統鋼索，是合理利用材料和構件創新實現結構性能的最優化，并感謝岳清瑞院士團隊通過自主創新提高了三亞體育場的結構性能。
中冶建研院于1996年開始率先在國內開展碳纖維增強復合材料在結構加固工程中的應用研究，牽頭成立了該領域國內第一個學術交流平臺“中國土木工程學會混凝土與預應力混凝土分會纖維增強復合材料（FRP）及工程應用專業委員會”和第一個技術創新聯盟“碳纖維及其復合材料產業技術創新戰略聯盟”；率先在南海島礁中設計建造了碳纖維筋-混凝土結構燈塔，帶動了CFRP-混凝土結構在海洋工程中的應用。本次三亞體育場CFRP索結構的應用也是國際首創，將對CFRP索結構在新建結構中的應用起到重要引領和帶動作用。
在施工現場，一行人查看了索結構的施工情況，重點查看了上下環索間的交叉索——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用，從材料的用量到加工技術的選擇等方面，都確保足量和保守，有很多的安全儲備，但是在施工現場已經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，索結構材料的選擇恰當，目前采用的國產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與功能發揮好，共同服務整個索結構。
施工現場擺放了索結構所用的材料樣品，供參加調研的人員詳細了解。這些樣品分別是國產高釩密閉索、鑄鋼焊接試件、索夾、碳纖維索樣品。據調研專家介紹，碳纖維索是全球首次在大跨度空間結構中應用，三亞市體育場項目應用的高釩密閉索最大直徑達到了120mm，是國內綜合性體育場建設中使用的最大直徑，G10MnMoV6-3+QT2鑄鋼索夾也是國內第一次運用到建筑當中。
三亞國奧體育產業投資有限公司總經理張威，北京城建六建設集團有限公司副總裁韓建成、李云波、總工程師高文光，中冶鋼構有限公司常務副總經理蘇洪華、副總工劉明路、設計院院長羅興隆；中冶建研院總經理助理常正非、技術總監李榮等30余人參加考察交流。
