大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)獲新突破

　　前不久，《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu) 預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究與應(yīng)用》通過了2010年度國家科學技術(shù)進步獎的初評。該項技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上解決了大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的難題，并對鋼結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用起到了積極推進作用。
　　據(jù)清華大學一位鋼結(jié)構(gòu)專家介紹說，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是在對結(jié)構(gòu)施加荷載之前，經(jīng)過預(yù)加應(yīng)力來調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，以充分發(fā)揮材料強度或增大結(jié)構(gòu)剛度的一種鋼結(jié)構(gòu)。其涉及到預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究與應(yīng)用，有張弦桁架、掌拱、斜柱風格等多項施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)通過預(yù)加力作用可以改善結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，降低內(nèi)力峰值。預(yù)加力可以平衡內(nèi)部作用在構(gòu)件上的荷載，因而能減小構(gòu)件的截面積，節(jié)約用鋼量。同時，鋼結(jié)構(gòu)在施加預(yù)應(yīng)力后，能使鋼材的拉、壓強度在同一構(gòu)件中得到充分利用，大幅度提高彈性承載能力。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)在20世紀50年代就已出現(xiàn)，近年來，由于高強鋼索 、纖維增強薄膜等新型材料以及大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)逐漸增多，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用。如獲得中國建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎的鄭州新鄭國際機場航站樓。該航站樓屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用曲線箱型梁與空間拉索組合結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計新穎，造型獨特。該結(jié)構(gòu)把剛性拱和柔性索結(jié)合起來以共同抵抗外荷載作用，剛?cè)嵯酀�，既發(fā)揮了高強鋼索的抗拉性能，又充分利用了拱的壓彎能力。

　　據(jù)了解，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程在2010年上海世博工程中也有應(yīng)用，如世博主題館的鋼結(jié)構(gòu)施工就采用了此項技術(shù)。主題館屋面主體結(jié)構(gòu)分別采用的是張弦桁架結(jié)構(gòu)和普通鋼桁架結(jié)構(gòu)，要進行跨度達126米的跨雙索張弦桁架預(yù)應(yīng)力拉索施工。施工中要求單榀張弦桁架雙索張拉的同步性索力均勻，面臨著非平面布置的檁條和交叉撐安裝時機選擇、相鄰長弦桁架索力等問題。此項工程的承建方寶冶集團與東南大學在施工前就應(yīng)用先進軟件進行張弦桁架結(jié)構(gòu)科學分析，模擬施工全過程，分析掌握了大量的數(shù)據(jù)。通過有限元建模進行張拉施工全過程分析，對不同工況下索的施工張拉力以及結(jié)構(gòu)變形，對工程張弦桁架施工遇到的各榀桁架依次張拉，雙索同步張拉、折線形索各索段索力均勻性、索力監(jiān)測等關(guān)鍵問題形成了解決方案，并在施工中取得了預(yù)期的效果。

　　有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)專家介紹說，《大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)研究與應(yīng)用》成果，在理論上，符合鋼結(jié)構(gòu)成型理論中的兼并功能、材料集中使用、建立張力體系、引入預(yù)應(yīng)力、提高抗震性等諸多原則，具有先進性。在實際運用中，達到了結(jié)構(gòu)加工批量化、構(gòu)件整體化、施工裝配化。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在工廠生產(chǎn)與組裝，在工地組拼成部件或整體，屋蓋體一次吊裝就位，可以進行安全、快速的文明施工。在低碳環(huán)保上，一些新技術(shù)的采用，使施工材料可以得到充分合理的使用，降低了碳排放，減少了能源消耗，具有良好的應(yīng)用前景。