CFRP碳纤维索在空间结构中首次成功应用
时间:2020-08-28 00:41:36
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8月18日，中冶建研院董事长、中国工程院院士岳清瑞一行赴三亚体育场项目考察交流，观摩研讨中冶建研院牵头研发的波形锚CFRP平行板索在三亚体育场索结构中的应用成效。该项目是CFRP板索在大跨体育场实际工程中的首次大规模应用，属于国际首创，对于CFRP材料在大跨空间结构乃至于新建结构中的推广应用具有重要的引领作用和里程碑意义。
三亚体育场总建筑面积8.8万余平米，体育场屋盖为轮辐式索桁架结构，平面投影短轴224米、长轴261.8米，中心开口短轴134米，长轴171.8米。为提升结构抗风能力，屋盖结构布置内环交叉索；为降低内环交叉索对锁夹造成的不平衡力，该项目创新应用了强模比远高于普通钢索的CFRP平行板索，以新材料、新构件完美解决了结构问题。
考察交流期间，岳清瑞等一行参观了三亚体育场屋盖索结构的施工进展和波形锚CFRP平行板索的应用情况，并就CFRP板索进行了现场交流。会上，中冶钢构华南公司三亚体育场项目经理金平首先对索结构的施工情况进行了汇报；中冶建研院科学技术研究院副院长刘晓刚博士对波形锚CFRP平行板索在三亚体育场内环交叉索中应用的技术背景以及研发、设计和制造等相关技术进行了技术汇报；设计单位北京市建筑设计研究院副总工朱忠义、研发团队成员北京工业大学副教授刘越、生产制造单位重庆达力缆索有限公司总经理卓静、索结构张拉提升施工单位东大预应力公司总经理罗斌、钢结构工程总包方中冶钢构总经理游志文等相关人员进行了交流和发言。
岳清瑞向对该项目成功实施做出贡献的各方表示感谢，他表示三亚市体育场项目波形锚CFRP平行板索的成功应用为世界首例，是CFRP索结构在大跨结构中应用的突破性成果，具有重要的里程碑意义，具有偶然性同时也具有必然性，对于今后CFRP结构在新建工程中的应用具有重要的引领作用，国家“十四五”规划中也提到要推动CFRP及其新结构的应用，相信通过三亚体育场项目的示范引领，CFRP在新建工程中的应用将迎来新的蓬勃发展。北京城建集团副总经理、总工程师张晋勋表示，三亚体育场国际首创应用CFRP板索令人振奋，项目团队从研发到制造和安装各个环节工作细致，结构安全有充分保障；内环交叉索以CFRP索代替传统钢索，是合理利用材料和构件创新实现结构性能的最优化，并感谢岳清瑞院士团队通过自主创新提高了三亚体育场的结构性能。
中冶建研院于1996年开始率先在国内开展碳纤维增强复合材料在结构加固工程中的应用研究，牵头成立了该领域国内第一个学术交流平台“中国土木工程学会混凝土与预应力混凝土分会纤维增强复合材料（FRP）及工程应用专业委员会”和第一个技术创新联盟“碳纤维及其复合材料产业技术创新战略联盟”；率先在南海岛礁中设计建造了碳纤维筋-混凝土结构灯塔，带动了CFRP-混凝土结构在海洋工程中的应用。本次三亚体育场CFRP索结构的应用也是国际首创，将对CFRP索结构在新建结构中的应用起到重要引领和带动作用。
在施工现场，一行人查看了索结构的施工情况，重点查看了上下环索间的交叉索——碳纤维索（CFRP索）的安装情况。岳清瑞表示，尽管碳纤维索初次应用，从材料的用量到加工技术的选择等方面，都确保足量和保守，有很多的安全储备，但是在施工现场已经能够看到碳纤维索不同于钢索的轻盈的感觉，效果非常好。张晋勋表示，索结构材料的选择恰当，目前采用的国产高钒密闭索以及碳纤维索等材料组合使用，可以将它们各自的特点与功能发挥好，共同服务整个索结构。
施工现场摆放了索结构所用的材料样品，供参加调研的人员详细了解。这些样品分别是国产高钒密闭索、铸钢焊接试件、索夹、碳纤维索样品。据调研专家介绍，碳纤维索是全球首次在大跨度空间结构中应用，三亚市体育场项目应用的高钒密闭索最大直径达到了120mm，是国内综合性体育场建设中使用的最大直径，G10MnMoV6-3+QT2铸钢索夹也是国内第一次运用到建筑当中。
三亚国奥体育产业投资有限公司总经理张威，北京城建六建设集团有限公司副总裁韩建成、李云波、总工程师高文光，中冶钢构有限公司常务副总经理苏洪华、副总工刘明路、设计院院长罗兴隆；中冶建研院总经理助理常正非、技术总监李荣等30余人参加考察交流。
