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(guò)了2010年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)的初評(píng)。該項(xiàng)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(duì)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(jìn)作用。
　　據(jù)清華大學(xué)一位鋼結(jié)構(gòu)專家介紹說(shuō)，預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)是在對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載之前，經(jīng)過(guò)預(yù)加應(yīng)力來(lái)調(diào)整結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，以充分發(fā)揮材料強(qiáng)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(fēng)格等多項(xiàng)施工技術(shù)。預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)通過(guò)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(shí)，鋼結(jié)構(gòu)在施加預(yù)應(yīng)力后，能使鋼材的拉、壓強(qiáng)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(jì)50年代就已出現(xiàn)，近年來(lái)，由于高強(qiáng)鋼索 、纖維增強(qiáng)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(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)金獎(jiǎng)的鄭州新鄭國(guó)際機(jī)場(chǎng)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(jì)新穎，造型獨(dú)特。該結(jié)構(gòu)把剛性拱和柔性索結(jié)合起來(lái)以共同抵抗外荷載作用，剛?cè)嵯酀?jì)，既發(fā)揮了高強(qiáng)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(xiàng)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(jìn)行跨度達(dá)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(shí)機(jī)選擇、相鄰長(zhǎng)弦桁架索力等問(wèn)題。此項(xiàng)工程的承建方寶冶集團(tuán)與東南大學(xué)在施工前就應(yīng)用先進(jìn)軟件進(jìn)行張弦桁架結(jié)構(gòu)科學(xué)分析，模擬施工全過(guò)程，分析掌握了大量的數(shù)據(jù)。通過(guò)有限元建模進(jìn)行張拉施工全過(guò)程分析，對(duì)不同工況下索的施工張拉力以及結(jié)構(gòu)變形，對(duì)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(cè)等關(guān)鍵問(wèn)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(shuō)，《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(jìn)性。在實(shí)際運(yùn)用中，達(dá)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(jìn)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。