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成果的背景及主要用途： 高效大跨度結(jié)構(gòu)體系不僅關(guān)系到資源節(jié)約、施工便捷和效果美觀,更是一個 國家建筑技術(shù)水平的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)的梁板式結(jié)構(gòu)用鋼量大效能低、單層網(wǎng)殼穩(wěn) 定性差支座水平推力大、單一網(wǎng)格結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)輕盈美觀,研發(fā)新型大跨體系成 為建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的迫切需要。課題組在較早開展張拉整體體系研究的基礎(chǔ)上, 從 1998 年開始對張弦結(jié)構(gòu)大跨度建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行系統(tǒng)研究,形成了張弦結(jié)構(gòu)分 析設(shè)計理論和施工成套技術(shù),解決了張弦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論匱乏、分析方法欠缺和在 工程應(yīng)用中受到結(jié)構(gòu)選型、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造、施工方法和監(jiān)測技術(shù)等多方面問題制約的 技術(shù)難題,為張弦結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用和健康發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵技術(shù) 支撐。 技術(shù)原理與工藝流程簡介： 1、系統(tǒng)研究基于張拉整體思想的張弦結(jié)構(gòu)體系，提出了發(fā)明專利-弦支筒殼 和弦支混凝土樓蓋等新型張弦結(jié)構(gòu)形式，建立了平面、空間等張弦結(jié)構(gòu)分類體系， 研發(fā)自制設(shè)備空氣加熱索膨脹系數(shù)測定儀和水域加熱索膨脹系數(shù)測定儀，測定了 張弦結(jié)構(gòu)核心構(gòu)件-拉索的膨脹系數(shù)，為張弦結(jié)構(gòu)分析設(shè)計理論的建立奠定了基 礎(chǔ)。 2、確定了平面和平面組合型張弦結(jié)構(gòu)的最優(yōu)構(gòu)成規(guī)律，揭示了平面和平面 組合型張弦結(jié)構(gòu)靜動力特性和抗風(fēng)性能，研發(fā)出專利技術(shù)—自平衡加載反力架并 試驗驗證了所提出的插板式拉索節(jié)點(diǎn)的安全性和便捷性，解決了平面及平面組合 型張弦結(jié)構(gòu)分析計算和拉索連接節(jié)點(diǎn)方面的技術(shù)難題。 3、提出兩種弦支穹頂分類方法和預(yù)應(yīng)力二階段分析方法，創(chuàng)建連續(xù)折線索 單元分析技術(shù)，建立了弦支穹頂從找形、預(yù)應(yīng)力設(shè)定到結(jié)構(gòu)性能分析的設(shè)計方法， 基于模型和實(shí)物試驗及理論分析揭示了弦支穹頂結(jié)構(gòu)靜動力性能和穩(wěn)定特性，研 發(fā)了空間張弦結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)專利技術(shù)—預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)滾動式張拉索節(jié)點(diǎn)，形成弦支 穹頂分析設(shè)計理論體系，解決了弦支穹頂應(yīng)用中分析設(shè)計和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的技術(shù)難題。 4、研發(fā)出張弦結(jié)構(gòu)施工工藝仿真系統(tǒng)，提出了預(yù)應(yīng)力施加方法和摩擦損失 補(bǔ)償方法，開發(fā)了張弦結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)，解決了張弦結(jié)構(gòu)施工過程中的全過程 控制、監(jiān)測、安全和預(yù)應(yīng)力損失等方面的技術(shù)難題。提出了“地面整體拼裝、一 次張拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹頂結(jié)構(gòu)張拉成形的技術(shù)瓶頸。 技術(shù)水平及專利與獲獎情況：天津大學(xué)科技成果選編 172 該項科研成果發(fā)表學(xué)術(shù)論文 72 篇（其中 SCI 檢索 9 篇、EI 檢索 27 篇）， 獲發(fā)明專利 7 項，實(shí)用新型專利 8 項，獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎 1 項，天津和 北京市科技進(jìn)步一等獎3項，省部級科技進(jìn)步二等獎4項，達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。 應(yīng)用前景分析及效益預(yù)測： 本項目關(guān)鍵創(chuàng)新成果代表了現(xiàn)代大跨度結(jié)構(gòu)技術(shù)的水平,引領(lǐng)了世界空間結(jié) 構(gòu)技術(shù)的發(fā)展,提升了中國大跨度技術(shù)在世界工程領(lǐng)域的地位，增強(qiáng)了國際競爭 力，可應(yīng)用于體育場館、會展中心、交通樞紐站房等國家重要基礎(chǔ)設(shè)施工程中。 項目發(fā)表論文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),獲發(fā)明專利 7 項,成果編入 10 本 著作和 6 本規(guī)程,推動了土木工程學(xué)科發(fā)展, 培養(yǎng)了一批高素質(zhì)的結(jié)構(gòu)工程科技 人才，對現(xiàn)代大跨結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)步以及推動中國空間結(jié)構(gòu)從大國向強(qiáng)國邁進(jìn)都具 有重要的意義。 應(yīng)用領(lǐng)域： 該項目科研成果已應(yīng)用于包括奧運(yùn)會場館在內(nèi)的近百項大跨度結(jié)構(gòu)工程中， 可廣泛應(yīng)用于大型體育場館、會展文化中心、重大交通樞紐、大型廠房等基礎(chǔ)設(shè) 施工程中，可推廣應(yīng)用程度高，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，工程節(jié)支總額超過二億 元，對我國大跨結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展具有顯著推動作用。 

本發(fā)明公開了一種可快速調(diào)平的預(yù)制拼裝橋墩結(jié)構(gòu)及其施工方法，所述橋墩結(jié)構(gòu)包括帶有“［”型凹槽的預(yù)制混凝土墩柱、套在預(yù)制混凝土墩柱節(jié)段下部的雙壁鋼底座、套在預(yù)制混凝土墩柱節(jié)段上部的雙壁鋼套筒、用于連接預(yù)制混凝土墩柱上、下相鄰節(jié)段的連接鋼筋及鋼筋連接器、安裝在“［”型凹槽內(nèi)部的千斤頂、焊接在“［”型凹槽外部的鋼護(hù)罩。利用節(jié)段間預(yù)留的“［”型凹槽放置快速調(diào)平用的千斤頂，調(diào)平準(zhǔn)確后用鋼筋連接器鎖定連接鋼筋，撤出千斤頂，在“［”型凹槽內(nèi)灌注超延遲性無收縮砂漿保護(hù)連接的連接鋼筋。使用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)預(yù)制混凝土墩柱節(jié)段的可靠、精準(zhǔn)拼接，同時還可以快速調(diào)平、定位，達(dá)到加快施工速度，節(jié)省施工工期的目的。

高強(qiáng)度纖維材料楔形錨固裝置及其施工方法，錨固裝置包括高強(qiáng)纖維布、兩錨頭，兩耳板、連接桿；高強(qiáng)纖維布的端部結(jié)構(gòu)為：包括固定芯；高強(qiáng)纖維布的端部與固定芯纏繞連接，形成纏繞頭；包括夾緊在纏繞頭兩側(cè)的夾緊鋼板；包括包覆在兩側(cè)夾緊鋼板外的環(huán)氧樹脂外包裹體；環(huán)氧樹脂外包裹體與錨頭形成楔形插裝配合。施工方法為：裁剪高強(qiáng)纖維布，制造錨頭及耳板；制造固定芯；將高強(qiáng)纖維布的端部纏繞在固定芯上；固定夾緊鋼板；置于錨頭內(nèi)，澆注環(huán)氧樹脂；圍套在待加固結(jié)構(gòu)上，連接桿連接兩耳板，實(shí)現(xiàn)纖維布的張拉。上述錨固裝置及施工方法，提高了纖維布端部的錨固能力、避免在加荷與持荷過程中纖維布的端部出現(xiàn)滑移、增大纖維布的張拉力，從而保證對加固結(jié)構(gòu)的加固效果。

本項目創(chuàng)造性提出了區(qū)間隧道過河過橋 安全控制模式，確保了淺埋暗挖隧道構(gòu)筑 物的安全，填補(bǔ)了國內(nèi)外類似工程的技術(shù) 空白。

本發(fā)明公開了一種適于膨脹土地區(qū)淺埋暗挖隧道的施工方法，該方法包括以下步驟：淺埋暗挖施工準(zhǔn)備工作；暗挖區(qū)膨脹土天然含水量的檢測并判斷是否滿足凍結(jié)條件；凍結(jié)孔及凍結(jié)控制系統(tǒng)的布置；對土體進(jìn)行凍結(jié)形成凍結(jié)隔離圈；使凍結(jié)圈內(nèi)開挖土體失水收縮，與凍結(jié)圈外土體產(chǎn)生縫隙并脫離連接；土體開挖；施作支護(hù)并及時封閉成環(huán)；施作防水；解除凍結(jié)并撤離凍結(jié)系統(tǒng)；施作二襯。本發(fā)明施工工序簡單，施工方便且控制沉降效果好，解決了膨脹土土體開挖時多分?jǐn)嗝鎸﹂_挖土體擾動次數(shù)過多，擾動沉降大的問題；解決了隧道施工時遇逢降雨期的隧道內(nèi)土體防

本發(fā)明公開了一種用于盾構(gòu)隧道施工的十二邊形管片，十二邊形管片的橫向兩端的邊緣為兩個共同呈“八”字形的長斜邊，十二邊形管片的縱向兩側(cè)邊緣中橫向長度較長的邊緣的一端向另一端依次形成長橫邊、短斜邊、內(nèi)凹橫邊、短斜邊、長橫邊，十二邊形管片的縱向兩側(cè)邊緣中橫向長度較短的邊緣的一端向另一端依次形成短橫邊、短斜邊、內(nèi)凹橫邊、短斜邊、短橫邊。本發(fā)明還公開了一種采用十二邊形管片組裝的管片襯砌結(jié)構(gòu)，相鄰的十二邊形管片之間相互嵌入限位。本發(fā)明采用特定形狀的十二邊形管片，其自身形狀具有安裝導(dǎo)向的功能，管片的定位很容易；本發(fā)明采用十二邊形管片襯砌結(jié)構(gòu)，能進(jìn)行連續(xù)掘進(jìn)和拼裝，顯著提高了施工效率和襯砌整體剛度。

本新技術(shù)成果來自省部級科技計劃，獲得省部（學(xué)會）三等以上科技獎勵，并獲得國家發(fā)明專利授權(quán)。該成果成功解決了大斷面淺埋隧道下穿高速公路的施工技術(shù)難題，研究成果處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。該成果已在國內(nèi)下穿高速公路隧道施工當(dāng)中推廣應(yīng)用。

土木建筑科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,提出了張弦（弦支）結(jié)構(gòu)體系；建立了弦支穹頂結(jié)構(gòu)成套分析設(shè)計理論；研發(fā)出滾動式和插板式拉索節(jié)點(diǎn)專利構(gòu)造技術(shù)；形成了張弦結(jié)構(gòu)體系智能化和可視化施工分析軟件、健康監(jiān)測系統(tǒng)、整體提升等成套施工技術(shù)。為張弦結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用和健康發(fā)展提供了重要的科學(xué)依據(jù)和關(guān)鍵的技術(shù)支撐，在國內(nèi)外81項重大工程中得到應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

"本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)法多孔隧道近接施工附加荷載的輔助支撐方法，在先掘進(jìn)隧道的管片內(nèi)壁構(gòu)造可自行走的輔助支撐結(jié)構(gòu)：即沿隧道的縱向間隔設(shè)置環(huán)形工字鋼，再用縱向工字鋼與所述環(huán)形工字鋼聯(lián)結(jié)成整體，環(huán)向千斤頂通過設(shè)置在其上的膠輪支撐在縱向工字鋼上，各環(huán)形工字鋼之間設(shè)置有縱向千斤頂，在倒數(shù)第二個環(huán)形工字鋼上設(shè)置卷揚(yáng)機(jī)，倒數(shù)第一個環(huán)形工字鋼設(shè)置有相應(yīng)的掛置卷揚(yáng)機(jī)鋼索的掛鉤。本發(fā)明方法在有效減緩盾構(gòu)法多孔隧道近接施工引起的縱向效應(yīng)的同時可以多盾構(gòu)同時掘進(jìn)，不影響先行盾構(gòu)隧道的正常出渣，不需要在先行隧道施工完畢后再施工后行隧道。 "

成果簡介： 針對土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)穿越長距離、高強(qiáng)度復(fù)合地層施工過程中的刀具磨損定量預(yù)測、掘進(jìn)參數(shù)優(yōu)化控制、注漿材料科學(xué)配比等難題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果。提出了土壓平衡盾構(gòu)全斷面“等效巖體基本質(zhì)量指標(biāo)”（BQ