成果的背景及主要用途： 高效大跨度结构体系不仅关系到资源节约、施工便捷和效果美观,更是一个 国家建筑技术水平的重要标志。传统的梁板式结构用钢量大效能低、单层网壳稳 定性差支座水平推力大、单一网格结构难以实现轻盈美观,研发新型大跨体系成 为建筑结构技术发展的迫切需要。课题组在较早开展张拉整体体系研究的基础上, 从 1998 年开始对张弦结构大跨度建筑结构体系进行系统研究,形成了张弦结构分 析设计理论和施工成套技术,解决了张弦结构基础理论匮乏、分析方法欠缺和在 工程应用中受到结构选型、节点构造、施工方法和监测技术等多方面问题制约的 技术难题,为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键技术 支撑。 技术原理与工艺流程简介： 1、系统研究基于张拉整体思想的张弦结构体系，提出了发明专利-弦支筒壳 和弦支混凝土楼盖等新型张弦结构形式，建立了平面、空间等张弦结构分类体系， 研发自制设备空气加热索膨胀系数测定仪和水域加热索膨胀系数测定仪，测定了 张弦结构核心构件-拉索的膨胀系数，为张弦结构分析设计理论的建立奠定了基 础。 2、确定了平面和平面组合型张弦结构的最优构成规律，揭示了平面和平面 组合型张弦结构静动力特性和抗风性能，研发出专利技术—自平衡加载反力架并 试验验证了所提出的插板式拉索节点的安全性和便捷性，解决了平面及平面组合 型张弦结构分析计算和拉索连接节点方面的技术难题。 3、提出两种弦支穹顶分类方法和预应力二阶段分析方法，创建连续折线索 单元分析技术，建立了弦支穹顶从找形、预应力设定到结构性能分析的设计方法， 基于模型和实物试验及理论分析揭示了弦支穹顶结构静动力性能和稳定特性，研 发了空间张弦结构的节点专利技术—预应力钢结构滚动式张拉索节点，形成弦支 穹顶分析设计理论体系，解决了弦支穹顶应用中分析设计和节点构造的技术难题。 4、研发出张弦结构施工工艺仿真系统，提出了预应力施加方法和摩擦损失 补偿方法，开发了张弦结构健康监测系统，解决了张弦结构施工过程中的全过程 控制、监测、安全和预应力损失等方面的技术难题。提出了“地面整体拼装、一 次张拉外斜索成形”的施工方法，突破了大跨度索穹顶结构张拉成形的技术瓶颈。 技术水平及专利与获奖情况：天津大学科技成果选编 172 该项科研成果发表学术论文 72 篇（其中 SCI 检索 9 篇、EI 检索 27 篇）， 获发明专利 7 项，实用新型专利 8 项，获国家科学技术进步二等奖 1 项，天津和 北京市科技进步一等奖3项，省部级科技进步二等奖4项，达到了国际领先水平。 应用前景分析及效益预测： 本项目关键创新成果代表了现代大跨度结构技术的水平,引领了世界空间结 构技术的发展,提升了中国大跨度技术在世界工程领域的地位，增强了国际竞争 力，可应用于体育场馆、会展中心、交通枢纽站房等国家重要基础设施工程中。 项目发表论文 72 篇(9 篇 SCI、27 篇 EI),获发明专利 7 项,成果编入 10 本 著作和 6 本规程,推动了土木工程学科发展, 培养了一批高素质的结构工程科技 人才，对现代大跨结构的技术进步以及推动中国空间结构从大国向强国迈进都具 有重要的意义。 应用领域： 该项目科研成果已应用于包括奥运会场馆在内的近百项大跨度结构工程中， 可广泛应用于大型体育场馆、会展文化中心、重大交通枢纽、大型厂房等基础设 施工程中，可推广应用程度高，取得了巨大的经济效益，工程节支总额超过二亿 元，对我国大跨结构技术的发展具有显著推动作用。 

本发明公开了一种可快速调平的预制拼装桥墩结构及其施工方法，所述桥墩结构包括带有“［”型凹槽的预制混凝土墩柱、套在预制混凝土墩柱节段下部的双壁钢底座、套在预制混凝土墩柱节段上部的双壁钢套筒、用于连接预制混凝土墩柱上、下相邻节段的连接钢筋及钢筋连接器、安装在“［”型凹槽内部的千斤顶、焊接在“［”型凹槽外部的钢护罩。利用节段间预留的“［”型凹槽放置快速调平用的千斤顶，调平准确后用钢筋连接器锁定连接钢筋，撤出千斤顶，在“［”型凹槽内灌注超延迟性无收缩砂浆保护连接的连接钢筋。使用本发明可实现预制混凝土墩柱节段的可靠、精准拼接，同时还可以快速调平、定位，达到加快施工速度，节省施工工期的目的。

高强度纤维材料楔形锚固装置及其施工方法，锚固装置包括高强纤维布、两锚头，两耳板、连接杆；高强纤维布的端部结构为：包括固定芯；高强纤维布的端部与固定芯缠绕连接，形成缠绕头；包括夹紧在缠绕头两侧的夹紧钢板；包括包覆在两侧夹紧钢板外的环氧树脂外包裹体；环氧树脂外包裹体与锚头形成楔形插装配合。施工方法为：裁剪高强纤维布，制造锚头及耳板；制造固定芯；将高强纤维布的端部缠绕在固定芯上；固定夹紧钢板；置于锚头内，浇注环氧树脂；围套在待加固结构上，连接杆连接两耳板，实现纤维布的张拉。上述锚固装置及施工方法，提高了纤维布端部的锚固能力、避免在加荷与持荷过程中纤维布的端部出现滑移、增大纤维布的张拉力，从而保证对加固结构的加固效果。

本项目创造性提出了区间隧道过河过桥 安全控制模式，确保了浅埋暗挖隧道构筑 物的安全，填补了国内外类似工程的技术 空白。

本发明公开了一种适于膨胀土地区浅埋暗挖隧道的施工方法，该方法包括以下步骤：浅埋暗挖施工准备工作；暗挖区膨胀土天然含水量的检测并判断是否满足冻结条件；冻结孔及冻结控制系统的布置；对土体进行冻结形成冻结隔离圈；使冻结圈内开挖土体失水收缩，与冻结圈外土体产生缝隙并脱离连接；土体开挖；施作支护并及时封闭成环；施作防水；解除冻结并撤离冻结系统；施作二衬。本发明施工工序简单，施工方便且控制沉降效果好，解决了膨胀土土体开挖时多分断面对开挖土体扰动次数过多，扰动沉降大的问题；解决了隧道施工时遇逢降雨期的隧道内土体防

本发明公开了一种用于盾构隧道施工的十二边形管片，十二边形管片的横向两端的边缘为两个共同呈“八”字形的长斜边，十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较长的边缘的一端向另一端依次形成长横边、短斜边、内凹横边、短斜边、长横边，十二边形管片的纵向两侧边缘中横向长度较短的边缘的一端向另一端依次形成短横边、短斜边、内凹横边、短斜边、短横边。本发明还公开了一种采用十二边形管片组装的管片衬砌结构，相邻的十二边形管片之间相互嵌入限位。本发明采用特定形状的十二边形管片，其自身形状具有安装导向的功能，管片的定位很容易；本发明采用十二边形管片衬砌结构，能进行连续掘进和拼装，显著提高了施工效率和衬砌整体刚度。

本新技术成果来自省部级科技计划，获得省部（学会）三等以上科技奖励，并获得国家发明专利授权。该成果成功解决了大断面浅埋隧道下穿高速公路的施工技术难题，研究成果处于国内领先水平。该成果已在国内下穿高速公路隧道施工当中推广应用。

土木建筑科学技术领域,提出了张弦（弦支）结构体系；建立了弦支穹顶结构成套分析设计理论；研发出滚动式和插板式拉索节点专利构造技术；形成了张弦结构体系智能化和可视化施工分析软件、健康监测系统、整体提升等成套施工技术。为张弦结构的推广应用和健康发展提供了重要的科学依据和关键的技术支撑，在国内外81项重大工程中得到应用，经济和社会效益显著。

"本发明公开了一种盾构法多孔隧道近接施工附加荷载的辅助支撑方法，在先掘进隧道的管片内壁构造可自行走的辅助支撑结构：即沿隧道的纵向间隔设置环形工字钢，再用纵向工字钢与所述环形工字钢联结成整体，环向千斤顶通过设置在其上的胶轮支撑在纵向工字钢上，各环形工字钢之间设置有纵向千斤顶，在倒数第二个环形工字钢上设置卷扬机，倒数第一个环形工字钢设置有相应的挂置卷扬机钢索的挂钩。本发明方法在有效减缓盾构法多孔隧道近接施工引起的纵向效应的同时可以多盾构同时掘进，不影响先行盾构隧道的正常出渣，不需要在先行隧道施工完毕后再施工后行隧道。 "

成果简介： 针对土压平衡式盾构机穿越长距离、高强度复合地层施工过程中的刀具磨损定量预测、掘进参数优化控制、注浆材料科学配比等难题进行了系统研究，取得了一系列创新性成果。提出了土压平衡盾构全断面“等效岩体基本质量指标”（BQ