
碳纤维索撑起济南机场新航站楼!中建八局全球首创技术实现减重85%,破强度2800MPa纪录
在济南遥墙机场二期建设工地,一组看似纤细却力大无穷的碳纤维索正在改变建筑行业的游戏规则。11月21日,全球首个全碳纤维索轮幅式张弦结构在这里成功应用,这项由中建八局研发的创新技术,让大跨空间结构实现最大85.6%的减重效果,同时将拉索强度提升至惊人的2800MPa。
一、技术突破:碳纤维索攻克三大行业难题
中建八局研发团队以张弦结构为对象,开展了为期三年的技术攻关,成功解决了碳纤维索在建筑工程中应用的三大核心技术难题:
弯拉耦合受力问题:研制出抗滑移耐弯折索夹,使碳纤维索在转角状态下破断强度达到2800MPa,远超传统钢索性能。
节点设计难题:开发了索撑节点精细化设计方案,确保受力均匀传递。
长期服役可靠性:构建全周期自感知拉索监测系统,实现运营期实时健康监测。
项目总工程师介绍,团队还研发了成套精准张拉控制技术,将变形控制精度提高到95%以上,智能索存活率超过90%。
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二、性能对比:全面超越传统钢索方案
与传统的钢索方案相比,碳纤维索展现出压倒性优势:
减重效果显著,索体最大减重达85.6%,极大降低结构自重;
强度提升67.7%,承载能力大幅增强;
耐腐蚀和抗疲劳性能优异,有效解决钢索耐久性问题;
变形控制精度超过95%,智能监测系统存活率超90%。
这些性能优势使得碳纤维索特别适用于机场航站楼、体育场馆等大跨空间结构。
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三、工程应用:济南机场打造示范项目
济南遥墙机场二期改扩建项目是山东省新旧动能转换的标志性工程,也是交通强国山东示范区的引领项目。此次碳纤维索成功应用在该项目的轮幅式张弦结构中,创造了全球首例全碳纤维索在大跨空间结构主受力构件上的应用案例。
项目采用的碳纤维索轮幅式张弦结构,不仅实现了结构轻盈化,还显著提升了建筑美观度和空间使用效率。这种创新结构形式为未来大型公共交通建筑提供了新的技术路径。
四、产业协同:产学研用一体化攻关
这一技术突破得益于全产业链的协同创新。2020年以来,在中建集团领导下,中建八局联合产业链上下游企业,牵头组建了上海市碳纤维复合材料土木工程应用工程技术研究中心。
此前,团队已成功打造了我国首座千吨级碳纤维索斜拉桥、首座碳纤维索悬臂建筑等一系列创新示范工程。此次济南机场项目标志着碳纤维在土木工程领域的应用进入新阶段。
五、行业影响:开辟建筑用材新路径
碳纤维复合材料作为战略性新材料,以往主要应用于航空航天、国防军工等高端领域。此次在大型公共交通工程中的成功应用,为碳纤维在土木工程领域的规模化应用开辟了新场景。
中国工程院院士肖绪文在技术交流会上表示,这一创新不仅解决了大跨结构的技术难题,更重要的是为建筑行业绿色低碳转型提供了新的解决方案,对推动建筑业高质量发展具有重要意义。
六、未来展望:助力交通强国建设
济南机场项目的成功实践,为碳纤维索结构的发展树立了新标杆。随着碳纤维材料成本的逐步降低和工艺的不断成熟,这项技术有望在更多重大基础设施项目中推广应用。
中建八局表示,将持续以科技创新赋能交通强国建设,不断攻克“卡脖子”技术,让“八局建造”成为中国基建的硬核名片,为满足人民美好出行的需求作出更大贡献。
(结语)
当第一缕阳光透过碳纤维索构成的网格结构,洒在济南机场新航站楼内,这项全球首创的技术正在悄然改变着中国基建的面貌。从航空航天到土木工程,碳纤维材料正以其卓越的性能,为中国建造注入新的科技内涵,为建设交通强国提供新的技术支撑。
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