协会标准实施应用案例——《预应力结构诊治技术规程》T/CECS 1363-2023
2024-09-231
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为积极配合中国工程院“实施《国家标准化发展纲要》若干重大问题研究”项目——“团体标准支撑高质量发展研究”课题调研，协会向各分支机构和各有关单位发出《关于征集协会标准实施应用案例的紧急通知》（建标协函〔2024〕47号），各分支机构和有关单位高度重视、积极响应，迅速组织开展协会标准案例总结编写工作，并按要求及时报送给协会。协会从已收到的数百份中国工程建设标准化协会标准实施案例中，精选了技术水平高、创新性强，在促进科技创新与科技成果转化、引领行业发展等方面，经济效益、社会效益、生态效益显著的代表性协会标准，汇总编纂了《中国工程建设标准化协会标准实施应用案例》，呈送给中国工程院、国家市场监督管理总局调研组。入选案例，既有工程建设新技术、新材料、新设备推广使用的标准项目，也有工程建设领域的前瞻性、先导性技术理论和科研成果推广应用等方面的案例，标准项目涵盖了建筑工程、市政工程、公路工程、铁路工程、信息通信工程等领域，涉及“双碳”、绿色建筑、绿色建材、振震双控、检测、防水、城市交通、村镇建设、项目管理等方面的工程标准、标准图集等。
为了加强协会团体标准实施推广工作的总结交流，协会决定：在协会微信公众号和《工程建设标准化》期刊，开设专题栏目，拟于每周推选、刊发协会团体标准实施应用案例1～2个，并将作为一项常态化的工作持续组织开展。通过案例的发布，我们期望能够进一步加强工程建设标准化工作宣传，促进标准实施应用，加快构建推动高质量发展的标准体系，推动工程建设标准化事业持续健康发展贡献更多智慧和力量。请协会各分支机构、协会标准各主编单位，能够加强领导，确定专项工作人员，继续组织做好归口管理或主编的协会标准案例的编写和报送工作，并为下一步计划编纂出版的《中国工程建设标准化典型案例》系列丛书汇集积累材料、探索总结工作做法和经验。请将标准实施应用案例报送至以下邮箱：cecscode@126.com。
《预应力结构诊治技术规程》实施应用
截止2023年底我国城镇化率攀升到66.16%，“十四五”起我国城镇化从高速发展进入高质量发展阶段，存量建筑的性能提升成为国计民生的重大需求。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中明确提出“实施城市更新行动，推动城市空间结构优化和品质提升”。2019年及2021年国务院《政府工作报告》中也指出“实施城市更新行动，提升城镇化发展质量”。根据城市更新“留”“改”“拆”的概念与规划，存量建筑的改造与提升是未来土木工程领域发展的重要内容。预应力技术是重要的土木工程性能再提升技术，具有低碳节材、空间跨越能力强的显著优势，广泛应用于土木工程的各个领域。目前，我国已建成超80亿平米各类预应力建筑，近100万座预应力公路桥梁和近4万公里预应力铁路桥梁。随着时间的推移，我国预应力建筑结构已有30%进入服役中后期，约6%正在超期服役，公路路网中约40%的在役桥梁服役已超20年，带病桥梁与危桥占比达到40％多。由此可见，我国预应力结构将从“以建为主”转变为“建养并举”的发展阶段，在役结构检测、鉴定、加固与改造是未来预应力工程领域发展的重要内容，服役性能诊治需求日益旺盛。《预应力结构诊治技术规程》T/CECS 1363-2023（以下简称《规程》）是预应力结构诊治领域的首部专项标准，为既有预应力结构的检测、鉴定、加固与改造提供了共同遵守的依据，可有效地推动预应力结构诊治技术在工程中的大规模应用。《规程》的实施可为广大的工程检测、鉴定与施工人员提供依据，规范其检测、鉴定与施工行为，提高鉴定准确性，保障改造与加固的施工质量，并在我国城市更新与功能提升中发挥重要作用。主要起草人：曾滨、许庆、尚仁杰、徐晓达、潘钻峰、徐曼、王晓锋、周臻、甄伟、王春林、盛平、马德志、刘航、 刘军进、胡所亭、李玉民、刘明虎、赵羽习、班新林、王永泉、邵彦超、荣华、张灏达。
《规程》适用于建构筑物、桥梁中预应力混凝土结构和预应力钢结构中检测、鉴定、改造和加固。3）基本规定：规定了预应力结构诊治的基本原则，包括预应力结构检测范围、预应力筋有效预应力抽样检测原则、改造和加固设计工作年限的确定等。4）预应力混凝土结构检测：规定了预应力混凝土结构材料、尺寸与变形、构件缺陷等检测的基本内容与检测方法，特别是考虑预应力混凝土结构高应力的结构特点，提出了检测方法基本原则和有/无黏结预应力混凝土结构有效预应力值的检测方法。规定了后张预应力混凝土构件配筋和锚具的检测内容及检测方法。5）预应力钢结构检测：规定了预应力钢结构材料检测、尺寸与变形检测、构件缺陷检测、锚固系统与连接节点检测、索力检测的基本内容与检测方法，和结构性能的静力荷载试验和动力测试的适用范围以及检测方法。6）预应力结构鉴定：规定了预应力混凝土结构承载能力极限状态预应力筋的应力设计值以及预应力筋的应力增量的计算方法。依照数理统计建立检测数据与实际有效应力分布的联系，明确了结构总体有效预应力推定方法。提出了预应力构件安全性和使用性鉴定评级的标准。7）预应力混凝土结构改造与加固：规定了既有预应力混凝土结构的改造需要考虑的因素，包括结构现状、改造后适用功能、后续使用年限和改造施工条件等。提出了截断预应力筋以及托梁拔柱改造的具体施工要求。提炼了增大截面法、置换混凝土法、粘贴钢板加固法、体外预应力加固法等预应力混凝土结构加固方法的设计要点。8）预应力钢结构改造与加固：规定了预应力索或拉杆索力调整时的计算方法。提出了换索施工的工序以及施工方案名目。明确了预应力钢结构压杆加固的构造要求、加固后轴向压力设计值以及整体稳定的计算方法。规定了预应力钢结构抗连续倒塌加固的设计要点，包括概念设计法、拉结结构法、拆除构件法和局部加强法。附录A临界应力法测定无粘结预应力筋有效预应力值步骤。
实时预应力值是评价预应力混凝土结构服役性能的关键，但预应力筋隐蔽性强，测量难度大，本《规程》编制基于近年来的研究成果，在编制过程中对无黏结预应力混凝土原位测试方法和应力释放法进行了系统的研究，提出了既有预应力结构有效预应力原位检测方法。预应力拉索索力的准确测定是既有预应力钢结构性能评价的关键，为解决现有预应力拉索在役检测技术复杂、测试效率低、结果准确性难评价等难题，本《规程》引入基于激光非接触式动力测试技术，并经过工程验证，可实现多测点、远距离的高效索力测试与高精度分析。为解决预应力混凝土框架结构预应力筋数量众多、有效应力不确定性强且分布不均匀、抽样检测评估无法准确表征结构有效应力整体特征等结构评价难题，本《规程》编制过程中进行研究，引入高斯混合模型研究结构有效应力概率分布特征，并据此提出了一种概率估计方法。预应力钢结构是预应力结构体系的一个重要分支，尤其近些年来在大量公共建筑和工业建筑中得到广泛应用，其安全性和抗倒塌能力是结构服役性能关键。本《规程》给出“预应力鲁棒性-关键构件性能-结构整体效应”的三层级预应力钢结构抗连续倒塌加固方法，对保障结构服役安全、科学运维具有重要意义。以上创新成果经过了大量的试验研究和多个工程应用检验，已经逐渐成为成熟的技术，对完善预应力工程结构诊治技术体系具有重要意义。
在《规程》编制之前，《规程》中预应力混凝土结构有效预应力原位检测方法、钢结构拉索激光非接触式动力检测方法、预应力结构整体预应力值判定方法、预应力混凝土结构预应力筋零应力截断法、体外预应力加固法、预应力钢结构三层级抗连续倒塌加固方法等系列原创成果已应用于温州瓯江北口大桥/厦门第二通道工程/北京隆福大厦等预应力专项检测工程、国家会议中心/亚洲基础设施投资银行总部永久办公大楼等结构服役性能评价项目、秦山一期核电安全壳自主延寿项目、北京南站/首钢工业遗址/国家体育场中心地仓/大连国航大厦/深圳华侨城等结构性能加固改造项目，解决了10余项国家重点工程和近百项重要预应力工程的检测、鉴定、加固、改造技术难题，实施效果良好。
《规程》正式发布后迅速得以推广。目前，《规程》已在首都国际机场 T3 设施索膜结构、北京城市副中心站综合交通枢纽工程、北京展览馆、廊坊临空国际会展中心、国药集团旧厂房、安徽蒙城风电预应力塔筒、一汽解放汽车有限公司屋顶避雷针结构、中国建设银行北京生产基地、泰山桃花峪游人服务中心工程等系列预应力结构检测、鉴定、加固、改造项目中应用，实现了在役有效预应力/索力的精准检测、结构服役形态的科学评价和高效提升，为既有预应力结构的安全运维和长效服役提供有力支撑。
《规程》是基于国内现有预应力结构诊治技术检测、鉴定、改造与加固各项工程经验与科研成果，通过开展研究，总结实践经验编制而成，包含了预应力结构的混凝土结构、钢结构等主要结构形式，体现了实时预应力对既有结构服役性能影响的重要性。《规程》内容包含预应力结构的检测、鉴定、改造与加固，是一套完善的技术体系，可有效反映实际工程应用情况，能够全面指导预应力结构诊治工程的实施，经工程案例反映实施效果良好。《规程》是国家技术发明二等奖项目“预应力结构服役效能提升关键技术与应用”成果的重要转化，也是主编人曾滨院士建立“预应力结构服役安全技术体系”的重要成果之一。《规程》系统总结了国内现有预应力结构诊治技术检测、鉴定、改造与加固各项工程经验与科研成果，是对预应力结构诊治技术成果的全面、系统、集中的体现。主要特点及亮点如下：1）《规程》是在总结近十多年来既有预应力结构诊治技术在实际工程应用中的实践经验，汇总大量科研成果的基础上编制而成，较全面、客观、系统地反映了预应力诊治技术的研究成果，对既有预应力结构检测、鉴定、改造与加固整个过程都能做到有效积极地指导。2）《规程》中出现诸多创新的研究成果：提出了既有预应力混凝土结构预应力值原位检测方法；拉索索力非接触测试技术；结构预应力体系预应力值评价技术，既有预应力混凝土结构零应力截断技术等，完善了现有预应力诊治技术体系。3）目前，国外还没有针对既有预应力结构诊治技术而制定的专项标准。因此，本《规程》在行业层面上应属于第一次对该项技术的全面、系统、集中介绍，在国内外都处于先进水平。
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