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我國建筑鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展趨勢分析

發(fā)布時間:2013-08-20      新聞來源:一覽鋼構(gòu)英才網(wǎng)

   

改革開放以來,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國建筑鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式越來越新穎,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)越來越發(fā)達(dá)。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(jié)構(gòu)建筑在世界上達(dá)到了領(lǐng)先水平,表現(xiàn)為高、大、奇、新等特點!   

早期鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展鋼鐵用于建筑結(jié)構(gòu)最早的應(yīng)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(fù),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)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(fù)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(shè)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(fù)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(shè)計建造的鐵路鋼橋是19021909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;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(jié)構(gòu)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(yīng)和成套技術(shù)后,中國人自己建造的一座為國增光的鋼結(jié)構(gòu)橋梁,它開創(chuàng)了我國自力更生建設(shè)大型橋梁的新紀(jì)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;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(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)形式為三鉸拱,跨度72米。從此我國大跨度建筑鋼結(jié)構(gòu)拉開了序幕,建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)得到了發(fā)展,尤其是南京長江大橋和上海體育館鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架,依靠自己力量順利建成,得到外國有關(guān)專家一致好評。    

改革開放以來,我國新型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍逐步擴大,在新技術(shù)應(yīng)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(jié)構(gòu)工程,在建筑造型和結(jié)構(gòu)形式上有了新的突破。從此,拉開了我國建筑鋼結(jié)構(gòu)邁向世界領(lǐng)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(jié)構(gòu)建筑;1993年建成上海楊浦斜拉索大橋,主跨度602;1996年建成的深圳地王大廈高383.95;1997年建成上海8萬人體育場,鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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!   ∈澜玟摻Y(jié)構(gòu)現(xiàn)狀建筑鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的技術(shù)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(dá)科他KVLY電視塔,高628.8米,屬柔性纜索全鋼結(jié)構(gòu)(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;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;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(dá)828米,201011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(yuǎn)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,20085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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu),跨度266米,成為世界最大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑;1996年建成亞特蘭大體育館,屋蓋為索、桿、膜張拉結(jié)構(gòu),跨度235;日本20世紀(jì)90年代建成的名古屋穹頂,屋蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu),跨度229.6;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(jié)構(gòu),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。“鳥巢”通過奧運會向世人展示了它的風(fēng)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(fù)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(jié)構(gòu)形式,也未采用斜拉、預(yù)應(yīng)力等提高跨度的有關(guān)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(jié)構(gòu)最大懸挑長度79米,尚屬少有!   

大懸挑鋼結(jié)構(gòu)——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;接著1991年建成北京豐臺體育場罩棚,最大懸挑長度25;上海1997年建成的八萬人體育場罩棚,最大懸挑長度達(dá)73.5米,達(dá)到了世界領(lǐng)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163234米高度處懸挑14層,懸挑重量1.5萬余噸,懸挑長度達(dá)75米?紤]塔樓傾斜24米,結(jié)構(gòu)最大懸挑跨度為99米。單從建筑力學(xué)和技術(shù)難度看,CCTV新址主樓在世界上獨一無二!   

特種鋼結(jié)構(gòu)——我國西安的法門寺合十舍利塔工程,結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu),造型結(jié)合佛教文化,選型雙手合十狀,立面呈多次折線,屬標(biāo)志性特種造型結(jié)構(gòu)。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(fù)雜,結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu),平面展示為雙對稱結(jié)構(gòu),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(fù)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(jié)構(gòu),上部屬多向懸挑,施工過程鋼結(jié)構(gòu)變形大,安裝過程必須采取一系列技術(shù)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(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn),必須采取一系列有效的技術(shù)措施方能滿足。結(jié)構(gòu)安裝難度大。塔樓高127米,5474米向外傾斜54°,74104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(shù)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(xué)先進的施工技術(shù),用8個月時間按期完成了1.48萬噸鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù),在國內(nèi)特種結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域又創(chuàng)造了一個奇跡!   

中國鋼結(jié)構(gòu)之輝煌建筑鋼結(jié)構(gòu)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(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。“鳥巢”以跨度最大、結(jié)構(gòu)奇特震撼人心。它與“水立方”對應(yīng),勾畫出一幅最完美、最和諧的北京奧體藍(lán)圖。它代表了中國建筑業(yè)先進技術(shù)直向世界。“CCTV新址”無疑是世界懸挑最大的高層建筑,也是設(shè)計和施工難度最大的工程。“法門寺舍利塔”是代表佛學(xué)理念的新型特種結(jié)構(gòu),是現(xiàn)代建筑和佛教文化相結(jié)合的藝術(shù)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。“上海盧浦大橋”以跨度750米,成為世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋。“中國西堠門大橋”以跨度1650米,成為國內(nèi)第一、世界第二的懸索橋梁。“杭州灣跨海大橋”以長度36千米成為亞洲第一、世界第二的跨海大橋。“廣州新電視塔”以610米高度成為亞洲第一、世界第二的電視塔。“鳥巢”和“水立方”雖曾有爭議,但她們代表我國建筑鋼結(jié)構(gòu)先進技術(shù)走向了世界,特別是通過奧運會亮相,已被世人認(rèn)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(jié)構(gòu)的輝煌成就。(一覽鋼構(gòu)英才網(wǎng))


 

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