我國建筑鋼結構工程發(fā)展趨勢分析

　　改革開放以來，隨著科學技術的發(fā)展，我國建筑鋼結構得到迅猛發(fā)展。其生產(chǎn)的鋼材品種、規(guī)格越來越齊全，鋼材質(zhì)量有了很大的提高，鋼結構形式越來越新穎，鋼結構設計與施工技術越來越發(fā)達。如“鳥巢”、“水立方”、CCTV新址大樓、廣州新電視塔、上海環(huán)球金融中心、杭州灣跨海大橋等具有代表性的鋼結構建筑在世界上達到了領先水平，表現(xiàn)為高、大、奇、新等特點。
　　

　　早期鋼結構發(fā)展鋼鐵用于建筑結構最早的應該是鐵索橋，據(jù)歷史記載，中國最早的鐵索橋是陜西漢中攀河鐵索橋，建于公元前206年西漢時期，距今約2200年歷史。該橋經(jīng)過了多次修復，于1951年毀壞。另外，云南神州鐵索橋建于隋唐時期，于唐貞元十年794年戰(zhàn)亂時毀壞，距今約1200多年。英國1779年建造了一座鐵索橋，俄國1824年開始建鐵索橋，美國1851年開始建鐵索橋，比中國晚2000年左右。我國現(xiàn)存最早的橋梁有四川大渡河瀘定橋，長127米，建于1705年，屬鐵索橋，距今約304年，新中國成立后修復過一次，現(xiàn)還在使用。新中國成立前由外國人建造的鋼橋有：唐山運河鐵路橋1906年建成，英國人設計，比利時人建造，為中國第一座現(xiàn)代鐵路鋼橋;天津金湯開啟式鋼橋也建于1906年，2005年整修后重新恢復開啟功能;蘭州中山大橋，建于1907年，長233米、寬7米，連續(xù)使用至今，2007年維修后改為人行橋，距今102年。由中國人自行設計建造的鐵路鋼橋是1902～1909年詹天佑主持建造的京張鐵路橋，121座，累計長1951米，最大跨度33.5米，距今有100年;1937年由茅以升主持建造了杭州錢塘江公鐵兩用大橋。
　　

　　新中國成立后，黨和國家非常重視鋼鐵生產(chǎn)和建筑鋼結構發(fā)展，具有代表性的工程有：1957年建成我國第一座跨長江公鐵兩用武漢長江大橋，長1670米，可謂“一橋飛架南北，天塹變通途”，圓了幾代人的夢想。1968年建成南京長江大橋，長4589米，這是蘇聯(lián)專家撤走并中斷了鋼鐵供應和成套技術后，中國人自己建造的一座為國增光的鋼結構橋梁，它開創(chuàng)了我國自力更生建設大型橋梁的新紀元。
　　

　　1968年建成首都體育館，屋蓋為平板鋼網(wǎng)架，長112.9米，寬99米;1975年建成上海體育館，屋面為圓形鋼網(wǎng)架，跨度110米，采用8個獨腳拔桿整體抬吊、高空水平移位安裝;1975年建成兵馬俑1號坑鋼結構，結構形式為三鉸拱，跨度72米。從此我國大跨度建筑鋼結構拉開了序幕，建筑鋼結構設計與施工技術得到了發(fā)展，尤其是南京長江大橋和上海體育館鋼結構網(wǎng)架，依靠自己力量順利建成，得到外國有關專家一致好評。

　　
　　改革開放以來，我國新型鋼結構應用范圍逐步擴大，在新技術應用方面得到了迅猛發(fā)展，有影響的如北京工人體育館、廣州電視塔、北京氣象桅桿、廣州珠江大橋、十一屆亞運會體育館、游泳館、體育場罩棚等鋼結構工程，在建筑造型和結構形式上有了新的突破。從此，拉開了我國建筑鋼結構邁向世界領先水平的序幕。
　　

　　1990年北京建成京廣中心大廈，高209米，這是我國第一座超高層鋼結構建筑;1993年建成上海楊浦斜拉索大橋，主跨度602米;1996年建成的深圳地王大廈高383.95米;1997年建成上海8萬人體育場，鋼結構罩棚最大懸挑73.5米。這幾個具有代表性的工程是我國建筑鋼結構在跨度和高度上的一次大的飛躍。尤其是“鳥巢”、“水立方”、CCTV新址、廣州新電視塔、杭州灣跨海大橋等在世界上具有影響的工程為我國建筑行業(yè)創(chuàng)造了輝煌。
　　

　　世界鋼結構現(xiàn)狀建筑鋼結構近年來在高度、跨度、長度、造型等方面發(fā)展很快。衡量建筑鋼結構的技術水平，主要看跨度和高度。多年來，高層建筑、廣播電視塔、體育場館屋蓋造型在世界各大城市不斷地攀比競爭，在人類建筑史上創(chuàng)造了一個又一個奇跡。
　　

　　電視塔——到2009年，世界最高電視塔是美國1963年建成的北達科他KVLY電視塔，高628.8米，屬柔性纜索全鋼結構波蘭曾建成高645米同類型電視塔，1991年在替換纜索時倒塌;廣州電視塔高610米;其次是加拿大多倫多電視塔553米，俄羅斯奧斯坦電視塔540米，上海“東方明珠”電視塔高468米。美國在建的芝加哥螺旋塔，高度610米。
　　

　　超高層建筑——早期高度300米以上的高層建筑為美國紐約克萊斯勒大樓，高318.8米，1930年建成;紐約帝國大廈高381米，1931年建成;美國世貿(mào)大廈“姐妹塔”高417米，1969年建成;芝加哥韋萊集團大廈高442米，1974年建成;我國1996年建成深圳地王大廈高383.95米;上海金茂大廈高403米，1997年建成;上海環(huán)球金融中心高492米，2007年建成;臺北101大廈高508米，2006年建成;阿拉伯聯(lián)合酋長國“哈里發(fā)塔”高達828米，2010年1月1日建成，成為世界最高的摩天大樓。美國邁阿密計劃修建975米高摩大樓，在不遠的將來，世界摩天大樓有望突破1000米。
　　

　　最大的跨海大橋——美國1969年建成龐恰特雷恩湖跨海大橋，長38400米，可謂世界海上第一橋;中國杭州灣跨海大橋長36000米，由杭州慈溪至平湖，2008年5月通車;中國東海大橋長32500米，由上海浦東至小洋山島深水港，2005年通車。
　　

　　大跨度斜拉索橋——中國蘇通大橋，跨度1088米，2008年建成;香港昂船洲大橋，跨度1018米，1999年建成;日本多多羅大橋，跨度890米，1999年建成;法國諾曼底大橋，跨度856米，1995年建成;上海閔浦大橋，跨度708米，2009年建成。
　　

　　大跨度懸索橋——日本明石海峽懸索橋，跨度1991米，1998年建成;中國西堠門懸索橋，跨度1650米，2009年建成;中國楊潤懸索橋，跨度1490米，2005建成;中國江陰懸索橋，跨度1385米，1999年建成;香港青馬懸索橋，跨度1377米，1997年建成。
　　

　　大跨度鋼結構拱橋——上海盧浦大橋跨度750米，2003年通車;重慶朝天門拱橋跨度552米。
　　

　　大跨度房屋建筑——美國1979年建成底特律體育館，屋蓋為網(wǎng)殼結構，跨度266米，成為世界最大跨度鋼結構建筑;1996年建成亞特蘭大體育館，屋蓋為索、桿、膜張拉結構，跨度235米;日本20世紀90年代建成的名古屋穹頂，屋蓋為網(wǎng)殼結構，跨度229.6米;英國2000年建成外形似飛碟狀的展覽館千年穹頂，屬斜拉索鋼結構，跨度320米。北京國家體育場“鳥巢”，平面為橢圓形343米×292米，屬新型大跨度?！傍B巢”通過奧運會向世人展示了它的風采，在世界建筑史上留下了耀眼的印記。它用最小、最簡易的原始鳥窩來表現(xiàn)最大、最復雜的現(xiàn)代化建筑，可謂一大奇跡。它不同于現(xiàn)代大跨度常用的網(wǎng)架、網(wǎng)殼、拱架等結構形式，也未采用斜拉、預應力等提高跨度的有關措施，自身支撐，跨進了世界大跨度建筑首列。它與體育場罩棚比較，結構最大懸挑長度79米，尚屬少有。

　　
　　大懸挑鋼結構——十一屆亞運會前，北京工人體育場改建了一個鋼罩棚，懸挑長18米;接著1991年建成北京豐臺體育場罩棚，最大懸挑長度25米;上海1997年建成的八萬人體育場罩棚，最大懸挑長度達73.5米，達到了世界領先水平。無論是懸挑長度、懸挑高度，還是懸挑重量，北京CCTV新址主樓無疑為世界第一。它是一個不對稱懸挑大樓，樓高234米，兩座塔樓傾斜6°，頂層偏離底層24米，并在163～234米高度處懸挑14層，懸挑重量1.5萬余噸，懸挑長度達75米?？紤]塔樓傾斜24米，結構最大懸挑跨度為99米。單從建筑力學和技術難度看，CCTV新址主樓在世界上獨一無二。
　　

　　特種鋼結構——我國西安的法門寺合十舍利塔工程，結構形式為鋼骨結構，造型結合佛教文化，選型雙手合十狀，立面呈多次折線，屬標志性特種造型結構。其高148米，總用鋼量約1.48萬噸，施工難度大。法門寺舍利塔造型比較復雜，結構形式為鋼骨結構，平面展示為雙對稱結構，體系高度方向平面變化大。其轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)折節(jié)點以及開口數(shù)量多，層間尺寸大，外形三次折線往復變化，鋼骨柱長度變化頻繁。此外該工程采用懸挑形式施工，使施工難度加大。該工程為筒體鋼骨混凝土結構，上部屬多向懸挑，施工過程鋼結構變形大，安裝過程必須采取一系列技術措施，質(zhì)量要求高。該工程焊縫等級為一級，檢驗等級為B級，評定等級為I級。低溫焊接，要達到這一標準，必須采取一系列有效的技術措施方能滿足。結構安裝難度大。塔樓高127米，54～74米向外傾斜54°，74～104米向內(nèi)傾斜54°，懸臂部分外伸22.5米，由于周圍土建施工，常規(guī)外支撐安裝方法無法實現(xiàn)，給施工帶來很大的技術難題。施工單位克服以上重重困難，打破常規(guī)，采用一系列科學先進的施工技術，用8個月時間按期完成了1.48萬噸鋼結構安裝任務，在國內(nèi)特種結構施工領域又創(chuàng)造了一個奇跡。
　　

　　中國鋼結構之輝煌建筑鋼結構的創(chuàng)新是無休止的，它激發(fā)和推動人類在建筑史上不斷創(chuàng)造奇跡，是人類挑戰(zhàn)大自然的本能，是人類社會進步、科學技術發(fā)展的必然結果?！傍B巢”以跨度最大、結構奇特震撼人心。它與“水立方”對應，勾畫出一幅最完美、最和諧的北京奧體藍圖。它代表了中國建筑業(yè)先進技術直向世界?！癈CTV新址”無疑是世界懸挑最大的高層建筑，也是設計和施工難度最大的工程?！胺ㄩT寺舍利塔”是代表佛學理念的新型特種結構，是現(xiàn)代建筑和佛教文化相結合的藝術品。“中國蘇通大橋”以跨度1088米，成為世界跨度最大的斜拉索橋梁?！吧虾１R浦大橋”以跨度750米，成為世界跨度最大的鋼結構拱橋?！爸袊鬈╅T大橋”以跨度1650米，成為國內(nèi)第一、世界第二的懸索橋梁?！昂贾轂晨绾４髽颉币蚤L度36千米成為亞洲第一、世界第二的跨海大橋?！皬V州新電視塔”以610米高度成為亞洲第一、世界第二的電視塔?！傍B巢”和“水立方”雖曾有爭議，但她們代表我國建筑鋼結構先進技術走向了世界，特別是通過奧運會亮相，已被世人認同。她們以最新的服飾、最美的儀容、最優(yōu)美的舞姿在世界建筑舞臺上盡情炫耀;她們集新、奇、大于一體，集漂亮、精致、宏偉于一身，向世界證明了中國建筑鋼結構的輝煌成就。

來源：中國行業(yè)研究網(wǎng)

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