从国家体育场鸟巢、南京铁路南站,再到苏通大桥、方家山核电站安全壳,这些大跨、超长、重载以及特种结构的基础设施在兴建时,都需要预应力技术的支撑。由东南大学、同济大学、中国建筑股份有限公司等单位合作完成的项目《现代预应力混凝土结构关键技术创新与应用》,获得了2014年国家科技进步一等奖。该课题项目组16年磨一剑,不仅产出了丰硕的学术成果和经济社会效益,也直接助力我国的预应力技术实现了跨越式发展,逐渐由“预应力大国”向“预应力强国”迈进。
在土木工程领域,预应力技术是一个很传统但又极具挑战性的研究方向,早在上世纪50年代我国就开启了这一领域的研究。简单来说,预应力是指按要求预先施加在结构上的作用力。运用预应力技术后,可有效提高结构性能、延长结构寿命、节约材料、降低综合成本、实现节能减排与环境保护。一般而言,它可以减少混凝土用量30%-50%,减少钢筋用量40%-60%。
此次获奖项目的第二完成人、同济大学建筑工程系教授薛伟辰介绍,上世纪90年代以来,我国一批大型体育与文艺场馆、机场航站楼、高铁客运专线、大型跨江跨海桥梁等重大工程纷纷投入建设。但这类大跨、超长和重载结构在设计和建设时会遇到一个棘手难题,即结构裂缝和变形控制。在这一点上,预应力技术被认为是一个很好的应对方法。
从1998年开始,在中国工程院院士、东南大学土木工程学院教授吕志涛的领衔下,课题项目组就通过系统的科技攻关,建立和完善了预应力混凝土结构的设计与施工成套技术,从而提升了我国在大跨、超长和重载结构的自主设计与建造技术水平。
值得一提的是,伴随着课题项目组十多年持之以恒的研发,土木建筑领域一系列和预应力混凝土结构相关的技术标准实现了“从无到有”的突破。这一项目本身已授权十多项发明专利,直接产出的经济效益达数十亿元人民币。
文汇报记者 樊丽萍 通讯员 胡翔