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成果的背景及主要用途： 高效大跨度結構體系不僅關系到資源節(jié)約、施工便捷和效果美觀,更是一個 國家建筑技術水平的重要標志。傳統(tǒng)的梁板式結構用鋼量大效能低、單層網殼穩(wěn) 定性差支座水平推力大、單一網格結構難以實現(xiàn)輕盈美觀,研發(fā)新型大跨體系成 為建筑結構技術發(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上, 從 1998 年開始對張弦結構大跨度建筑結構體系進行系統(tǒng)研究,形成了張弦結構分 析設計理論和施工成套技術,解決了張弦結構基礎理論匱乏、分析方法欠缺和在 工程應用中受到結構選型、節(jié)點構造、施工方法和監(jiān)測技術等多方面問題制約的 技術難題,為張弦結構的推廣應用和健康發(fā)展提供了重要的科學依據和關鍵技術 支撐。 技術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構體系，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構形式，建立了平面、空間等張弦結構分類體系， 研發(fā)自制設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 張弦結構核心構件-拉索的膨脹系數(shù)，為張弦結構分析設計理論的建立奠定了基 礎。 2、確定了平面和平面組合型張弦結構的最優(yōu)構成規(guī)律，揭示了平面和平面 組合型張弦結構靜動力特性和抗風性能，研發(fā)出專利技術—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)點的安全性和便捷性，解決了平面及平面組合 型張弦結構分析計算和拉索連接節(jié)點方面的技術難題。 3、提出兩種弦支穹頂分類方法和預應力二階段分析方法，創(chuàng)建連續(xù)折線索 單元分析技術，建立了弦支穹頂從找形、預應力設定到結構性能分析的設計方法， 基于模型和實物試驗及理論分析揭示了弦支穹頂結構靜動力性能和穩(wěn)定特性，研 發(fā)了空間張弦結構的節(jié)點專利技術—預應力鋼結構滾動式張拉索節(jié)點，形成弦支 穹頂分析設計理論體系，解決了弦支穹頂應用中分析設計和節(jié)點構造的技術難題。 4、研發(fā)出張弦結構施工工藝仿真系統(tǒng)，提出了預應力施加方法和摩擦損失 補償方法，開發(fā)了張弦結構健康監(jiān)測系統(tǒng)，解決了張弦結構施工過程中的全過程 控制、監(jiān)測、安全和預應力損失等方面的技術難題。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構張拉成形的技術瓶頸。 技術水平及專利與獲獎情況：天津大學科技成果選編 172 該項科研成果發(fā)表學術論文 72 篇（其中 SCI 檢索 9 篇、EI 檢索 27 篇）， 獲發(fā)明專利 7 項，實用新型專利 8 項，獲國家科學技術進步二等獎 1 項，天津和 北京市科技進步一等獎3項，省部級科技進步二等獎4項，達到了國際領先水平。 應用前景分析及效益預測： 本項目關鍵創(chuàng)新成果代表了現(xiàn)代大跨度結構技術的水平,引領了世界空間結 構技術的發(fā)展,提升了中國大跨度技術在世界工程領域的地位，增強了國際競爭 力，可應用于體育場館、會展中心、交通樞紐站房等國家重要基礎設施工程中。 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,推動了土木工程學科發(fā)展, 培養(yǎng)了一批高素質的結構工程科技 人才，對現(xiàn)代大跨結構的技術進步以及推動中國空間結構從大國向強國邁進都具 有重要的意義。 應用領域： 該項目科研成果已應用于包括奧運會場館在內的近百項大跨度結構工程中， 可廣泛應用于大型體育場館、會展文化中心、重大交通樞紐、大型廠房等基礎設 施工程中，可推廣應用程度高，取得了巨大的經濟效益，工程節(jié)支總額超過二億 元，對我國大跨結構技術的發(fā)展具有顯著推動作用。 

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

高強度纖維材料楔形錨固裝置及其施工方法，錨固裝置包括高強纖維布、兩錨頭，兩耳板、連接桿；高強纖維布的端部結構為：包括固定芯；高強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的夾緊鋼板；包括包覆在兩側夾緊鋼板外的環(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：裁剪高強纖維布，制造錨頭及耳板；制造固定芯；將高強纖維布的端部纏繞在固定芯上；固定夾緊鋼板；置于錨頭內，澆注環(huán)氧樹脂；圍套在待加固結構上，連接桿連接兩耳板，實現(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，從而保證對加固結構的加固效果。

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筑 物的安全，填補了國內外類似工程的技術 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條件；凍結孔及凍結控制系統(tǒng)的布置；對土體進行凍結形成凍結隔離圈；使凍結圈內開挖土體失水收縮，與凍結圈外土體產生縫隙并脫離連接；土體開挖；施作支護并及時封閉成環(huán)；施作防水；解除凍結并撤離凍結系統(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斷面對開挖土體擾動次數(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土體防

本發(fā)明公開了一種用于盾構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、內凹橫邊、短斜邊、長橫邊，十二邊形管片的縱向兩側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構，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構，能進行連續(xù)掘進和拼裝，顯著提高了施工效率和襯砌整體剛度。

本新技術成果來自省部級科技計劃，獲得省部（學會）三等以上科技獎勵，并獲得國家發(fā)明專利授權。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難題，研究成果處于國內領先水平。該成果已在國內下穿高速公路隧道施工當中推廣應用。

土木建筑科學技術領域,提出了張弦（弦支）結構體系；建立了弦支穹頂結構成套分析設計理論；研發(fā)出滾動式和插板式拉索節(jié)點專利構造技術；形成了張弦結構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。為張弦結構的推廣應用和健康發(fā)展提供了重要的科學依據和關鍵的技術支撐，在國內外81項重大工程中得到應用，經濟和社會效益顯著。

"本發(fā)明公開了一種盾構法多孔隧道近接施工附加荷載的輔助支撐方法，在先掘進隧道的管片內壁構造可自行走的輔助支撐結構：即沿隧道的縱向間隔設置環(huán)形工字鋼，再用縱向工字鋼與所述環(huán)形工字鋼聯(lián)結成整體，環(huán)向千斤頂通過設置在其上的膠輪支撐在縱向工字鋼上，各環(huán)形工字鋼之間設置有縱向千斤頂，在倒數(shù)第二個環(huán)形工字鋼上設置卷揚機，倒數(shù)第一個環(huán)形工字鋼設置有相應的掛置卷揚機鋼索的掛鉤。本發(fā)明方法在有效減緩盾構法多孔隧道近接施工引起的縱向效應的同時可以多盾構同時掘進，不影響先行盾構隧道的正常出渣，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機穿越長距離、高強度復合地層施工過程中的刀具磨損定量預測、掘進參數(shù)優(yōu)化控制、注漿材料科學配比等難題進行了系統(tǒng)研究，取得了一系列創(chuàng)新性成果。提出了土壓平衡盾構全斷面“等效巖體基本質量指標”（BQ