2020年项目奖一等奖《塔桅钢结构检测与加固技术规程》介绍
一、编制单位、参编人介绍
标准由同济大学主编，还有同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司电力规划设计总院、中讯邮电咨询设计院有限公司、青岛东方铁塔股份有限公司等27家具有钢塔桅结构设计研究、加工安装、检测加固经验的单位承担编制工作。标准在研究团队三十余年科学研究并总结数万座钢塔桅结构的设计、建造、检测、维护等工程经验的基础上编制而成，主要参编人包括何敏娟教授、梁峰（教授级）高工等。
二、编制背景、编制目的和意义
钢塔桅结构的应用包含了广播、电视、通讯等关乎国计民生的行业。我国既有钢塔桅结构数量巨大、服役时间长，其中大量已经接近甚至超过其设计使用年限，检测与加固的工程需求快速增长，然而国内尚无指导钢塔桅结构检测与加固的相关技术标准。根据中国工程建设标准化协会（2009）建标协字86号文“关于印发《2009年工程建设协会标准制订、修订计划（第二批）》的通知”的要求（图1），将《塔桅钢结构检测与加固技术规程》列入编制计划。由同济大学、同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司、电力规划设计总院、中讯邮电咨询设计院有限公司、青岛东方铁塔股份有限公司等28家具有钢塔桅结构设计研究、加工安装、检测加固经验的单位承担编制工作。《规程》（图2）适用于既有钢结构广播电视发射塔、电力塔、通信塔、微波塔、风力发电塔、无线电桅杆等钢塔桅结构（图3）及其它类似钢塔桅结构工程的检测、评定与加固工作。
三、标准简介
本《规程》共分为15章和2个附录，依据检测加固工程的实际操作流程，按照基本规定、现场调查、分项检测评定、体系评定和加固的顺序进行编排。基本规定中对检测加固的工作范围、工作频度等进行了规定，并对各分项和结构体系给出了评定等级。现场调查涵盖了项目原始资料、建造使用情况、损坏和修缮历史以及现有实际荷载等方面内容。对建于楼顶上的既有钢塔桅结构进行检测和加固时，《规程》还规定了对既有建筑的楼顶结构进行调查的相关要求。检测涵盖了基础检测、钢结构材料检测、钢构件检测、连接节点检测、钢结构防腐检测和结构整体变形检测等方面内容。《规程》对每一个检测内容单独列成章节并做出了详细的规定要求，还根据上述各分项（基础、材料、钢构件、连接节点、钢结构防腐、结构整体变形）的检测结果制定了各项质量评定的等级规定。在体系评定章节中根据各分项的检测评定的综合结果分别制定了基于结构安全性、结构适用性和结构耐久性的体系评定指标要求。加固涵盖了加固基本原则、加固基本方法、加固的施工安全措施和加固验收与维护等方面内容，《规程》全面地对各分项检测问题做出了详细的加固要求。附件中给出了便于钢塔桅结构材料强度检测的基于里氏硬度直接推定钢材强度的无损检测方法和在加固工程中切实可行的增大构件截面加固的主要形式。
《规程》的主要技术创新点集中在对钢塔桅结构的检测、评定和加固三个方面。检测方面，《规程》建立了既有钢塔桅结构基于损伤累积的性能退化预测技术，提出了不同服役条件下的检测内容，为确定结构检测频度和指标提供了理论支撑；评定方面，《规程》建立了钢塔桅结构材料-构件-节点-结构多层次性能评定模型（图4），提出了结构性能评定标准，解决了如何确定结构评定后处理要求的技术难题；加固方面，研发了钢塔桅结构装配式加固技术，提出了加固过程中的动态监测方法（图5），实现对超期服役、改变用途或受灾损坏既有结构的无损加固与性能提升（图6）。
四、标准实施效益
《规程》自颁布以来，产生了一定的生态和社会经济效益。钢塔桅结构由于其瘦高细长的建筑特点，其节点多用螺栓连接，是最早普及构件预制、现场装配的建筑类型之一，也是推动装配式建筑的重要组成部分。我国一大批塔桅钢结构随着使用时间的增长，已陆续出现一些安全隐患而不利于继续使用。若拆除重建将造成严重的资源浪费和环境影响。本《规程》可对已建塔桅钢结构的检测和加固工作进行相关指导，极大地促进老旧塔桅钢结构的再次利用，有利于建筑资源的循环整合，符合我国建设节约型社会要求和可持续发展战略。
除此以外，依据本规程提出的检测评定方法及加固技术，还对黑龙江电视塔、乌鲁木齐电视塔、闵行电视塔、奉贤电视塔、临沂电视塔、天津移动铁塔、宁波宁海一职高基站、江宁波铁塔余姚最良桥基站、杭州铁塔桐庐外蓬基站、上海铁塔青郑明便携式基站、广州铁塔黄埔军校基站、京能翁根山风电场风机基础等千余个工程项目进行了检测和评定，对大庆瑞丰风电场风机基础、邵阳电视塔加高微波改造等数百个工程进行了加固改造设计。主要完成单位近三年新增产值1.28亿元。规程成果实现了规模化的推广应用，多项技术达到国内和国际领先水平。2017年中国工程建设标准化协会组织专家对完成单位主编的《钢塔桅结构检测与加固技术规程》评审认为：《规程》较全面地总结了我国钢塔桅结构的检测与加固实践经验，总体达到国内领先水平，填补了我国高耸结构领域检测与加固技术标准的空白。
本《规程》成果服务于我国建筑工业化和新能源发展的建设需求，为钢塔桅结构长期使用和维护提供关键技术支撑。同时，本规程成果还支撑了高校本科生和研究生钢结构相关课程的教学，基于相关项目课题培养毕业了50余名博士、硕士研究生；相关项目实施还促进了校企紧密合作，为产学研结合开展原创技术开发和应用提供了有益借鉴。
五、主编故事
2008年绵阳广播电视塔受5.12汶川特大地震袭击，次年，完成单位对绵阳电视塔进行震后检测加固。对结构整体几何形状、主要结构构件、连接节点、结构防腐层、塔楼地面平整度等进行了检测（图7）。根据检测结果，采用增大构件截面法对部分弯曲横膈进行加固；对部分松弛柔性拉杆施加预拉力张紧；对两部开敞式电梯井道进行加固改造，加固后满足了电视塔使用需求。相关检测和加固方法也作为《规程》编制的重要参考。此外，完成单位对江阴输电塔、衡水输电塔、内蒙古风电机组塔、莱州湾风力发电塔、陆上风力机基础及反向平衡法兰等工程的现场实测和使用过程中的长期结构性能监测工作也是本《规程》的主要研究基础，为钢塔桅结构学术界提供第一手实测资料。
1997年大连广播电视塔塔楼和电梯井道发生火灾，部分钢构件发生弯曲变形。为了解2016年至今的大连电视塔结构状况，受大连市广播电视台委托，同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司安排技术人员对大连电视塔进行了塔体垂直度和水平度检测（图8）。完成单位对塔体垂直度和弯曲构件进行了检查，采用带有伸缩节连接节点更换弯曲构件，并且与原结构构件采用无损连接，通过施工监测保证新增构件与原结构共同受力。加固后定期展开对大连广播电视塔的检测工作，结果表明构件更换效果较好，解决了原结构安全隐患。
