建筑钢结构工程的发展趋势

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1、 改革开放以来，随着科学技术的发展，我国建筑钢结构得到迅猛发展。其生产的钢材 品种、规格越来越齐全，钢材质量有了很大的提高，钢结构形式越来越新颖，钢结构设计 与施工技术越来越发达。如“鸟巢” 、 “水立方” 、CCTV 新址大楼、广州新电视塔、上海环 球金融中心、杭州湾跨海大桥等具有代表性的钢结构建筑在世界上达到了领先水平，表现 为高、大、奇、新等特点。早期钢结构发展钢铁用于建筑结构最早的应该是铁索桥，据历史记载，中国最早的铁 索桥是陕西汉中攀河铁索桥，建于公元前 206 年西汉时期，距今约 2200 年历史。该桥经过 了多次修复，于 1951 年毁坏。另外，云南神州铁索桥建于隋唐时期，于唐贞

2、元十年(794 年)战乱时毁坏，距今约 1200 多年。英国 1779 年建造了一座铁索桥，俄国 1824 年开始建 铁索桥，美国 1851 年开始建铁索桥，比中国晚 2000 年左右。我国现存最早的桥梁有四川 大渡河泸定桥，长 127 米，建于 1705 年，属铁索桥，距今约 304 年，新中国成立后修复过 一次，现还在使用。新中国成立前由外国人建造的钢桥有：唐山运河铁路桥 1906 年建成， 英国人设计，比利时人建造，为中国第一座现代铁路钢桥；天津金汤开启式钢桥也建于 1906 年，2005 年整修后重新恢复开启功能;兰州中山大桥，建于 1907 年，长 233 米、宽 7 米，连续使用至

3、今，2007 年维修后改为人行桥，距今 102 年。由中国人自行设计建造的铁 路钢桥是 19021909 年詹天佑主持建造的京张铁路桥，121 座，累计长 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钱塘江公铁两用大桥。新中国成立后，党和国家非常重视钢铁生产和建筑钢结构发展，具有代表性的工程有： 1957 年建成我国第一座跨长江公铁两用武汉长江大桥，长 1670 米，可谓“一桥飞架南北， 天堑变通途” ，圆了几代人的梦想。1968 年建成南京长江大桥，长 4589 米，这是苏联专家 撤走并中断了钢铁供应和成套技术后，中国人自己建造的一座为国增光

4、的钢结构桥梁，它 开创了我国自力更生建设大型桥梁的新纪元。1968 年建成首都体育馆，屋盖为平板钢网架，长 112.9 米，宽 99 米；1975 年建成上 海体育馆，屋面为圆形钢网架，跨度 110 米，采用 8 个独脚拔杆整体抬吊、高空水平移位 安装；1975 年建成兵马俑 1 号坑钢结构，结构形式为三铰拱，跨度 72 米。从此我国大跨 度建筑钢结构拉开了序幕，建筑钢结构设计与施工技术得到了发展，尤其是南京长江大桥 和上海体育馆钢结构网架，依靠自己力量顺利建成，得到外国有关专家一致好评。改革开放以来，我国新型钢结构应用范围逐步扩大，在新技术应用方面得到了迅猛发 展，有影响的如北京工人体育馆、

5、广州电视塔、北京气象桅杆、广州珠江大桥、十一届亚 运会体育馆、游泳馆、体育场罩棚等钢结构工程，在建筑造型和结构形式上有了新的突破。 从此，拉开了我国建筑钢结构迈向世界领先水平的序幕。1990 年北京建成京广中心大厦，高 209 米，这是我国第一座超高层钢结构建筑； 1993 年建成上海杨浦斜拉索大桥，主跨度 602 米；1996 年建成的深圳地王大厦高 383.95 米；1997 年建成上海 8 万人体育场，钢结构罩棚最大悬挑 73.5 米。这几个具有代表性的工 程是我国建筑钢结构在跨度和高度上的一次大的飞跃。尤其是“鸟巢” 、 “水立方” 、CCTV 新址、广州新电视塔、杭州湾跨海大桥等在世

6、界上具有影响的工程为我国建筑行业创造了 辉煌。世界钢结构现状建筑钢结构近年来在高度、跨度、长度、造型等方面发展很快。衡量 建筑钢结构的技术水平，主要看跨度和高度。多年来，高层建筑、广播电视塔、体育场馆 屋盖造型在世界各大城市不断地攀比竞争，在人类建筑史上创造了一个又一个奇迹。电视塔到 2009 年，世界最高电视塔是美国 1963 年建成的北达科他 KVLY 电视 塔，高 628.8 米，属柔性缆索全钢结构(波兰曾建成高 645 米同类型电视塔，1991 年在替换缆索时倒塌);广州电视塔高 610 米;其次是加拿大多伦多电视塔 553 米，俄罗斯奥斯坦电视 塔 540 米，上海“东方明珠”电视塔

7、高 468 米。美国在建的芝加哥螺旋塔，高度 610 米。超高层建筑早期高度 300 米以上的高层建筑为美国纽约克莱斯勒大楼，高 318.8 米，1930 年建成；纽约帝国大厦高 381 米，1931 年建成；美国世贸大厦“姐妹塔”高 417 米，1969 年建成；芝加哥韦莱集团大厦高 442 米，1974 年建成;我国 1996 年建成深圳地王 大厦高 383.95 米；上海金茂大厦高 403 米，1997 年建成；上海环球金融中心高 492 米， 2007 年建成；台北 101 大厦高 508 米，2006 年建成；阿拉伯联合酋长国“哈里发塔”高达 828 米，2010 年 1 月 1 日

8、建成，成为世界最高的摩天大楼。美国迈阿密计划修建 975 米高 摩大楼，在不远的将来，世界摩天大楼有望突破 1000 米。最大的跨海大桥美国 1969 年建成庞恰特雷恩湖跨海大桥，长 38400 米，可谓世 界海上第一桥;中国杭州湾跨海大桥长 36000 米，由杭州慈溪至平湖，2008 年 5 月通车；中 国东海大桥长 32500 米，由上海浦东至小洋山岛深水港，2005 年通车。大跨度斜拉索桥中国苏通大桥，跨度 1088 米，2008 年建成；香港昂船洲大桥， 跨度 1018 米，1999 年建成；日本多多罗大桥，跨度 890 米，1999 年建成；法国诺曼底大 桥，跨度 856 米，199

9、5 年建成;上海闵浦大桥，跨度 708 米，2009 年建成。大跨度悬索桥日本明石海峡悬索桥，跨度 1991 米，1998 年建成;中国西堠门悬索 桥，跨度 1650 米，2009 年建成；中国杨润悬索桥，跨度 1490 米，2005 建成；中国江阴悬 索桥，跨度 1385 米，1999 年建成；香港青马悬索桥，跨度 1377 米，1997 年建成。大跨度钢结构拱桥上海卢浦大桥跨度 750 米，2003 年通车;重庆朝天门拱桥跨度 552 米。大跨度房屋建筑美国 1979 年建成底特律体育馆，屋盖为网壳结构，跨度 266 米， 成为世界最大跨度钢结构建筑；1996 年建成亚特兰大体育馆，屋盖为

10、索、杆、膜张拉结构， 跨度 235 米；日本 20 世纪 90 年代建成的名古屋穹顶，屋盖为网壳结构，跨度 229.6 米； 英国 2000 年建成外形似飞碟状的展览馆(千年穹顶)，属斜拉索钢结构，跨度 320 米。北京 国家体育场“鸟巢” ，平面为椭圆形 343 米292 米，属新型大跨度。 “鸟巢”通过奥运会 向世人展示了它的风采，在世界建筑史上留下了耀眼的印记。它用最小、最简易的原始鸟 窝来表现最大、最复杂的现代化建筑，可谓一大奇迹。它不同于现代大跨度常用的网架、 网壳、拱架等结构形式，也未采用斜拉、预应力等提高跨度的有关措施，自身支撑，跨进 了世界大跨度建筑首列。它与体育场罩棚比较，结

11、构最大悬挑长度 79 米，尚属少有。大悬挑钢结构十一届亚运会前，北京工人体育场改建了一个钢罩棚，悬挑长 18 米;接着 1991 年建成北京丰台体育场罩棚，最大悬挑长度 25 米;上海 1997 年建成的八万人 体育场罩棚，最大悬挑长度达 73.5 米，达到了世界领先水平。无论是悬挑长度、悬挑高度， 还是悬挑重量，北京 CCTV 新址主楼无疑为世界第一。它是一个不对称悬挑大楼，楼高 234 米，两座塔楼倾斜 6，顶层偏离底层 24 米，并在 163234 米高度处悬挑 14 层，悬 挑重量 1.5 万余吨，悬挑长度达 75 米。考虑塔楼倾斜 24 米，结构最大悬挑跨度为 99 米。 单从建筑力

12、学和技术难度看，CCTV 新址主楼在世界上独一无二。特种钢结构我国西安的法门寺合十舍利塔工程，结构形式为钢骨结构，造型结合 佛教文化，选型双手合十状，立面呈多次折线，属标志性特种造型结构。其高 148 米，总 用钢量约 1.48 万吨，施工难度大。法门寺舍利塔造型比较复杂，结构形式为钢骨结构，平 面展示为双对称结构，体系高度方向平面变化大。其转换、转折节点以及开口数量多，层 间尺寸大，外形三次折线往复变化，钢骨柱长度变化频繁。此外该工程采用悬挑形式施工， 使施工难度加大。该工程为筒体钢骨混凝土结构，上部属多向悬挑，施工过程钢结构变形 大，安装过程必须采取一系列技术措施，质量要求高。该工程焊缝等

13、级为一级，检验等级为 B 级，评定等级为 I 级。低温焊接，要达到这一标准，必须采取一系列有效的技术措施 方能满足。结构安装难度大。塔楼高 127 米，5474 米向外倾斜 54，74104 米向内倾 斜 54，悬臂部分外伸 22.5 米，由于周围土建施工，常规外支撑安装方法无法实现，给施 工带来很大的技术难题。施工单位克服以上重重困难，打破常规，采用一系列科学先进的 施工技术，用 8 个月时间按期完成了 1.48 万吨钢结构安装任务，在国内特种结构施工领域 又创造了一个奇迹。中国钢结构之辉煌建筑钢结构的创新是无休止的，它激发和推动人类在建筑史上不断 创造奇迹，是人类挑战大自然的本能，是人类社

14、会进步、科学技术发展的必然结果。 “鸟巢” 以跨度最大、结构奇特震撼人心。它与“水立方”对应，勾画出一幅最完美、最和谐的北 京奥体蓝图。它代表了中国建筑业先进技术直向世界。 “CCTV 新址”无疑是世界悬挑最大 的高层建筑，也是设计和施工难度最大的工程。 “法门寺舍利塔”是代表佛学理念的新型特 种结构，是现代建筑和佛教文化相结合的艺术品。 “中国苏通大桥”以跨度 1088 米，成为 世界跨度最大的斜拉索桥梁。 “上海卢浦大桥”以跨度 750 米，成为世界跨度最大的钢结构 拱桥。 “中国西堠门大桥”以跨度 1650 米，成为国内第一、世界第二的悬索桥梁。 “杭州湾 跨海大桥”以长度 36 千米成为亚洲第一、世界第二的跨海大桥。 “广州新电视塔”以 610 米高度成为亚洲第一、世界第二的电视塔。 “鸟巢”和“水立方”虽曾有争议，但她们代表 我国建筑钢结构先进技术走向了世界，特别是通过奥运会亮相，已被世人认同。她们以最 新的服饰、最美的仪容、最优美的舞姿在世界建筑舞台上尽情炫耀;她们集新、奇、大于一 体，集漂亮、精致、宏伟于一身，向世界证明了中国建筑钢结构的辉煌成就。