如图 1. 3 所示，IPS 主要由预应力装配式鱼腹梁、对撑、角撑、连接件等部件组成，在施工现场 首先用螺栓连接全预制标准钢构件以形成主要部件，同时对不同部件的位置进行校正，然后利用连 接件将不同部件连接并拼装成型，最后给主要构件施加预应力形成封闭的内支撑体系。
如图 1. 3 所示，IPS 用于基坑支护时，侧向土压力首先作用在围护结构上，然后传递给预应力装 配式鱼腹梁，预应力装配式鱼腹梁再通过连接件将其传递给对撑或角撑。
在 IPS 的组成部件中，预应力装配式鱼腹梁（简称预应力鱼腹梁）是最主要受力部件，也是本 课题的主要研究对象。根据预应力钢结构中杆件类别的构成，将预应力钢结构分为三类，即刚性预 应力钢结构、刚柔性混合预应力钢结构、柔性预应力钢结构。如图 1. 4 所示，IPS 体系中的预应力 鱼腹梁是一种刚柔性混合预应力钢结构，预应力鱼腹梁主要由外部（紧靠基坑侧壁）的刚性围檩和内部（基坑内部）的柔性钢绞线通过 H 型钢支撑相连接而成，其中 H 型钢撑杆一端通过螺栓和围檩刚接，而另一端则与钢绞线以滑动或滚动的形式相连接。在预应力鱼腹梁使用过程中，通过端部千 斤顶张拉钢绞线给预应力鱼腹梁施加预应力，张拉过程中 H 型钢支撑下部和钢绞线既产生相对运动 又保持相互接触的状态。
本文将预应力鱼腹梁钢绞线转折处的 H 型钢支撑端部钢绞线支座称之为鱼腹梁索撑节点。鱼腹 梁索撑节点主要有滑动式和滚轮式两种形式: 图 1. 5（a）所示，滑动式鱼腹梁索撑节点与钢绞线通 过滑动接触[12]，钢绞线经过索撑节点时，必然存在摩擦力从而产生预应力损失[13] [14]；， 图 1. 5（b） 所示为滚轮式鱼腹梁索撑节点，该节点利用转轴的滚动摩擦代替节点与索体间的滑动摩擦，从而大 幅减小索撑节点处的摩擦力，使得预应力张拉时的预应力损失大大减小。
使用 IPS 作为基坑内支撑体系具有诸多优势：一方面，预应力技术的合理使用使得 IPS 具备主 动控制基坑变形的能力，随着基坑的开挖逐层布置预应力鱼腹梁，并随着侧向土压力和变形的增减 动态调整预应力鱼腹梁的钢绞线张力。首先，在设计标高完成预应力鱼腹梁的安装，此时基坑开挖 深度较浅、侧向水土压力较小，可以通过施加一定的预应力对围护结构预加反向荷载从而激发周围 土体的被动土压力，使得围护结构预先产生一定的反向水平位移。随着基坑的开挖和土体的卸载， 土压力逐渐增大，并逐渐由被动土压力转为主动土压力，鱼腹梁承受的荷载也逐渐变大，此时可根 据荷载的增大逐步增大钢绞线张力，将围护结构水平位移控制在合理的范围内；另一方面，预应力 的合理使用改变了结构的内力分布和变形特征，优化了结构性能，使得预应力装配式鱼腹梁钢支撑 体系能够跨越更大的跨度。文献[10]指出，传统钢支撑体系中相邻钢支撑的间距约为 2~4m，而 IPS 中 相邻钢对撑的间距可以达到 20~50m。图 1. 7 是传统钢支撑体系和 IPS 的实际使用情况比较，可以看 出传统钢支撑体系由于钢支撑密集所以基坑施工作业空间小，而 IPS 由于预应力装配式鱼腹梁的跨 度很大，因此钢支撑的数量大大减少，基坑施工作业的空间显著增大。通过比较分析[10]可知，IPS 可 以大大减小钢支撑的使用量，从而增大基坑工程的施工作业空间，因此使用该体系可以降低施工成 本并缩短施工工期，从而取得良好的经济效益。
此外，IPS 还具备比较高的工程安全性。当 IPS 用作基坑内支撑时，一旦发生荷载突增导致围护 结构水平位移过大，还可以通过张拉备用鱼腹梁钢绞线控制变形以保证基坑安全。破坏模式上，相 对于传统基坑内支撑体系的破坏模式——脆性破坏，IPS 破坏模式为延性破坏，有效提高了基坑支护 系统的安全性。在环境效益方面，IPS 的合理使用可以大幅减小对周围土体的扰动，从而降低地下空 间建设对周边建（构）筑物、市政道路及管线等环境的影响。IPS 系统由全预制标准钢构件拼装而成， 因此可回收循环利用，符合绿色节能环保的发展理念。