预应力钢结构发展五十年42719.doc

PAGE  PAGE 8 预应力钢结构发展50年 前言 预应力钢结构（PSS）学科从诞生到现在已经历了五十年。二次世界大中中战后恢复生产，重建经济时要求对旧结构和桥梁加固补强，50年代材料匮乏资金短缺年代里要求降低用钢量节约成本，于是出现了在传统钢结构中引入预应力的预应力钢结构学科。随着科技进步、工业发达的步伐，20世纪末期在涌现大量新材料、新技术、新理论的推动下，PSS领域中产生了一批张拉结构体系，它们受力合理，节约材料，型式多样，造型新颖，应用广泛，成为建筑领域中的必威体育精装版成就。PSS学科从初始的简单节材思想发展到现代预应力张拉钢结构系列，历经了探索、观望、前进、突破、创新、繁荣的各种阶段。回顾历史，得出经验教训才能指导现在，回顾历史了解发展规律才能把握未来。这样我们才能真正做到借鉴昨天，掌握今天，规划明天。 PSS发展历程 PSS的发展大致可分为三个时期： （一）初创期（二战后—1960年前后）——探索与前进 由于二战后百废待兴中的物资匮乏及资金不足，和对原有建筑物、桥梁等承重结构继续服役时的安全要求，在欧洲的土建待业里萌生了把在钢筋砼结构中已应用多年的预应力技术移植到钢结构工程中的想法。最初的研究者及实践者中有德国狄辛格教授（Dischinger）英国萨姆莱工程师（J.F.Samuely）,比利时马涅理教授(G.Magnel),美国阿什通教授(L.Ashton)和前苏联瓦胡金工程师（M.Baxypknh）等人,其中马涅理教授对PSS学科的推动与发展贡献最大.他不仅对PSS进行了理论分析,还做过平行弦钢桁架模型试验,在1953年他首次成功地设计并建造了布鲁塞尔机场飞机库双跨预应力连续钢桁架门梁结构(76.5m+76.5m),省钢率12%,降低造价6%.同一时期建造的PSS工程还有前苏联双伸臂公路桥(1948),英国伦敦国际展览会会标塔Skylon(1952),德国三跨连续实腹梁公路桥(1954)和美国双曲悬索屋盖雷里竞技场(1953)等.但是在钢结构中采用预应力新技术也遭到一些专家学者的非议与反对,并在刊物上展开激烈辩论.反对者指责PSS中带来许多传统钢结构中没有的缺点及问题,例如省钢率不高却带来制造施工中的诸多麻烦;锚头耗钢量抵消不少省钢率;新增的预应力拉索易腐蚀,增大养护费用;由于构件截面减小结构挠度加大,不适用于许多结构,如桥梁;一些施加预应力的方法引起过大的次应力,甚至超过荷载应力等等.虽然更早就有在钢结构中采用预应力的做法,如在桥梁中的悬索张拉结构等,但在50年代中开展的这场学术争论中,G.Magnel教授等人除耐心逐条澄清一些误解外，还郑重指出PSS与预应力砼结构的本质差别，告诉大家不要用预应力砼中的设计思想和概念来看待新兴的PSS学科。科技进步总是不以人们的主观愿望为转移的，在一片质疑声中PSS学科继续发展，在50年代里国际上一批PSS工程被兴建，一批预应力钢杆件和桁架的模型试验被完成。但是绝大多数试验及工程晨平面钢结构的体系中引入预应力进行的，科学研究的内容也限于预应力基本构件的分析与试验，最佳预应力效果的结构体系并未创建。在中国国民经济建设的“一五”、“二五”时期，节约钢材提高结构性能也是十分重大的课题，我国积极从事PSS研究及采有PSS工程的单位亦不在少数，PSS的课题曾于1956年列入国家研究计划。当时清华大学对预应力钢压杆件及组合钢屋架进行过理论联系实验研究，并建造了一座高36m的实验性预应力桅杆塔；哈尔滨工业大学进行了预应力钢屋架及钢梁的研究，并主持了预应力输煤钢栈桥的设计与实验工作；西安冶金建筑学院对预应力钢桁架等开展过研究，并将成果应用于国内式矿企业。1959年曾由冶建院主持召开过一次PSS学术会议。国内厂矿中也采用过一批预应力钢吊车梁及多座预应力钢栈桥。但我国科技工作者亦步国外发展后尘，把研究的注意力只放在传统的平面结构体系上，型式简单，结构传统，未能在PSS的学科上取得突破。作者在总结国内外结构型式与预应力技术的特点后于1959年得出下列结论：“这种新型结构既不是建立在普通结构的基础上，更不是普通结构中个别杆件的改善，而是重新建立完全区别于普通结构图形的新式结构体系。可以设想，在这种结构体系中具有最多数量的柔性拉杆，这些拉杆由于预应力作用，既可承受拉力又可承受压力……。只有这种新型体系的建立，才能彻底地、大量地节约钢材，充分地、有效地利用材料强度。只有这样才能利用“预应力”在钢结构领域里进行“革命”，而不是在旧有形式上或局部地改进。”40多年前对PSS最佳型式的描述预测虽在国内未曾引起重视与开发，但以后在1972年慕尼黑奥运会、1988年汉城奥运会和1996看亚特兰大奥运会主赛馆屋盖结构以及2002年世界杯足球比赛场看台天蓬结构上都有得到了印证与实践。在这一时期由于客观条件