1、1工程建设技术现状及发展趋势1 大跨度空间结构技术1.1 大跨度空间结构技术的应用现状近年来，随着我国城市化进程的加快，新一轮城市建设的高潮转向大型交通、文化、体育、会展等公共设施的建设，我国大跨度空间结构广泛应用于城市的体育场馆、展览馆、游乐中心、博物馆、侯机侯车厅等大跨度公共建筑的建设，并在现代化的大面积单层工业厂房中也有广泛应用。目前我国空间结构技术的研究与应用有了迅猛发展，跨度超过 100m 的建筑也开始大量出现，在材料的应用方面向轻质高强发展，大跨度网壳、索杂交结构、索膜张拉结构与张弦梁成为这一时期的主流。2008 年的北京奥运会、2010 年的上海世博会、以及机场铁路建设的快速发展
2、，带动了大跨度结构的技术进步和大规模应用。在应用领域方面主要是体育场馆、大跨度机库、会展中心等方面。如天津体育馆净跨直径为 108m 的球面网壳；长春体育馆桃核形网壳外围尺寸达 146191.7m；上海 8万人体育场，其钢结构悬臂桁架跨度最大达 73.5m；浙江黄龙体育中心采用斜拉网壳，挑蓬外挑 50m ；最近几年新建的大型体育设施比比皆是。在大型飞机维修库应用最多的是平板型网架，如 1995 年建成的首都机场 150m150m 四机位机库、厦门机场太古155m 双机位机库等等；新建的航站楼屋盖中采用较多的是相贯连接的平面曲线钢桁架，如深圳机场二期跨度 60m80m 钢桁架；首都机场新航站楼也
3、采用类似结构；在大型公共建筑展览馆方面，空间钢结构也应用得较多，从 1998 年上海浦东机场航站楼成功建成跨度达 80m 的新型张弦梁结构以来，该结构以其结构明快简洁乐于为建筑师采用，分别于 2002 年 2003 年建成的广洲与哈尔滨会展中心采用的张弦梁结构其跨度分别达126m 与 128m。新型索与膜的张拉结构也已得到应用，近年来陆续建成了如青岛颐中体育场、安徽芜湖体育场、秦皇岛奥体中心体育场等十多个索膜张拉结构建筑。1.2 大跨度空间结构技术的发展趋势按照目前我国的目前经济增长速度，到 2020 年我国的人均 GDP 预计将达 3500 美元，由小康型向富余型转型。在继大规模的住宅建设以
4、后，以娱乐、健身、文化与会展为主的大跨度公共建筑的建设将成为下一轮建设的热点。预计一批跨度超过 200m、功能综合、绿色环保并达到高科技要求的大跨度公共建筑物将会出现在中国发达地区的大中城市，建筑造型更加美观，结构设计更为新颖合理，以张拉整体、膜结构、杂交结2构与开合式结构将成为未来这一时期大跨度建筑发展的主体。大跨度结构的设计、制作与施工安装技术面临更大挑战，对于格构式结构体系，其节点形式会更加丰富，除了传统的螺栓球节点、空心球节点与钢管相贯节点外，还将新的节点形式；格构式结构体系的制作也将出现新的加工工艺与 CAM 技术，以提高自动化水平，保证加工精度；膜结构的 CAD 辅助裁剪与拼接技术
5、、大型格构式结构的计算机模拟预拼装技术、大跨度网壳的带机构整体顶升安装技术等成为制作与安装的亮点。 2 高层建筑结构技术2.1 高层建筑结构技术的应用现状近年来，随着我国国民经济持续快速发展，高层建筑也得到了迅速发展。我国内地成为高层建筑发展的中心之一，上海及长三角地区、广州深圳及珠三角地区、京津地区以及以重庆为代表的中西部地区都大量出现各种复杂体型的建筑，高层建筑的重点建设区域由直辖市、省会城市，发展到地市县级城市，我国高层建筑的数量及建筑高度均在世界前列。大量高层建筑的设计和建造，推动了我国高层建筑的研究及设计水平的提高。近十年来，我国高层建筑结构材料技术发展迅速，混凝土仍然是我国高层及超
6、高层结构的主打结构材料，我国混凝土结构的设计和施工技术水平处于世界先进水平，混凝土材料的强度和性能不断提高，目前 C60、C80 级高强混凝土在高层及超高层结构的柱、墙和筒体中得到应用，C100 级混凝土也开始用于高层混凝土结构的竖向构件；水平构件中的梁、板大量采用 C30、C40 级混凝土，为适应大跨度、大进深要求，减轻楼盖结构重量，后张预应力技术和空心夹心楼盖技术得到一定量应用，楼盖混凝土强度进一步提高至 C40-C50 级。随着我国钢产量的大幅增加，结构用钢技术逐渐提高，高层建筑越来越多地采用钢混凝土组合构件或混合结构，主要技术如：钢筋混凝土柱、钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、钢柱、钢筋混凝
7、土梁、型钢混凝土梁、钢梁、混凝土楼板、压型钢板叠合混凝土楼板等组合构件框架技术和钢筋混凝土剪力墙（筒） 、型钢混凝土剪力墙（筒）形成的混合结构。我国有世界上最高的钢管混凝土柱，许多超高层结构的核心筒体都是混凝土或型钢混凝土结构。钢结构框架或巨型框架技术得到越来越多的应用。近十年来，我国高层建筑结构的规范及设计技术显著提高， 建筑抗震设计规范（GB50011-2001）及高层建筑混凝土结构技术规程 （JGJ3-2002）的及时更新修订进一步促进了设计水平的提高；精确深化的结构分析设计软件如新版 SATWE 等的推出，进一步提高了结构分析的精度，提高了设计水平。许多先进的抗震、抗风设计理念和3隔震
8、减震技术的应用显著提升了高层及超高层结构的设计水平。我国高层及超高层结构的施工技术水平进一步提升。滑模技术、爬模技术越来越成熟，超高混凝土泵送技术世界领先，施工垂直运输设备越来越先进，大型构件运输、吊装能力显著提高，超高层建筑施工速度世界领先，超高垂直构件施工控制精度处于世界先进水平。近几年，我国各地建造的高层建筑高度不断增加，结构体型日趋复杂，涌现出了一批高度在 250m 以上的高层建筑，其中具代表性的是正在兴建的上海环球金融中心，地上 101 层，屋面高 492m，建成后将成为我国最高的建筑。2.2 我国高层结构技术的发展趋势我国高层建筑结构发展的趋势将分化为两种模式，一是对中心城市的大型
9、公共建筑和地方城市的地标建筑，由于建筑功能多样化的要求，该类公共高层建筑的体形越来越多样化，结构更加复杂，钢结构、混合结构、混凝土结构组合应用，设计、建造难度更大；二是对高层住宅建筑，应趋向于标准化、模数化，用标准优化的建筑单元组合形成不同的结构平面布置，力争实现高层住宅的标准化、预制化、工厂化生产，提高节能、节材水平，实现环保和可持续发展。此外由于我国大部分地区为抗震设防地区，我国的沿海城市风影响很大，全国的地质状况变化很大，以及环境与可持续问题，这些复杂条件将对我国高层建筑设计与施工技术带来巨大影响，结构减重、节材、节能、环保成为技术发展的主流。3 混凝土及预应力技术3.1 混凝土及预应力
10、技术的应用现状近年来，在巨大工程建设任务，特别是重点建设项目和大型工程的带动下,我国的混凝土工程技术水平有了很大的提高。目前，我国混凝土的年用量约为二十多亿立方米,用于房屋建筑和土木工程的水利、交通、市政等所有行业，从结构材料类型方面来讲，混凝土结构约占全部工程结构的 90%以上，混凝土将是现阶段乃至未来二十内我国主导的工程结构材料。围绕结构混凝土技术，我国的材料、设计、施工、理论、教学和标准等部门的工程技术人员，组成了许多学术机构、工作组和研发团队，研究和交流混凝土工程技术的相关问题，可以说我国有世界上最大、最全面、较高水平的混凝土工程技术研发和应用队伍，积聚了极其宝贵的人才。近来，混凝土材
11、料技术的总体发展水平是高强度（C60-80Mpa 级混凝土得到推广，C100 级混凝土开始应用） 、高性能（自密实、补偿收缩、低水化热等高性能混凝土） 、4多品种（早强、速强、防水、纤维、水下等品种） ，混凝土平均强度进一步提高，混凝土外加剂技术迅速发展，品种增多，混凝土材性得到较好改善，各种不同功能混凝土不断推出。混凝土工程技术理论研究进一步深入，相应标准规范全面更新或正在更新。主要有混凝土结构设计规范GB50010-2002 修订、 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002、 预拌混凝土GB/T14902-2003、 普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000、 混凝土质量
12、控制标准GB50164-92 修订中、 混凝土强度检验评定标准GBJ107-87 修订中等。混凝土结构分析设计水平进一步提高，我国自主版权的建筑工程软件如 PKPM 等采用高精度有限元分析设计混凝土结构已得到大量应用，混凝土结构抗震、隔震、减震等新型设计理念在工程中得到应用，混凝土结构耐久性和可持续发展等设计思想开始在工程中体现。混凝土工程施工技术取得较大进展，预拌混凝土成为东部发达地区的主要配送方式、模板技术水平进一步提高、混凝土搅拌、运输、布料等环节的机械化水平大大提高。特殊构件、特殊部位、特殊技术的混凝土施工形成多种成套技术或工法，如大体积混凝土施工技术、超长混凝土结构设计施工技术、超高
13、混凝土泵送施工技术、钢管混凝土施工技术、型钢混凝土施工技术等。预应力技术近几年也得到进一步发展，我国高强度低松弛钢材年产量已大于 200万吨（其中预应力钢绞线产量约 140 万吨） ，年使用量约 180 万吨，成为世界第一生产大国和使用大国，高强度低松弛预应力筋成为我国预应力筋的主导品种，这表明目前我国预应力筋的生产技术、生产量和使用技术处于世界先进水平。目前我国预应力钢绞线的锚具用量约 6000 万标准锚固单元，且基本上为国产自主创新开发的产品，数量居世界第一，在性能指标方面能够符合 FIP后张预应力体系验收建议的技术要求，达到了国际先进水平。预应力工艺技术不断更新，无粘结预应力工艺的耐久性
14、进一步完善，缓粘结工艺正在开发，体外索和拉索技术得到开发和应用，特殊预应力工艺技术如牵引、提升、转体等开始应用。目前预应力技术在我国已成为土建工程中一种十分重要的结构材料和特殊的工艺手段，应用范围日益扩大，由以往的单层及多层房屋、公路、铁路桥梁、轨枕、电杆、压力水管、储罐、水塔等，现在已扩大到高层建筑、地下建筑、高耸结构、水工建筑、海洋结构、机场跑道、核电站压力容器等方面。混凝土及预应力混凝土结构应用出现超高层、超大跨、超大体积、超大面积、超重荷载等各种行业、各种形状、不同功能的结构物。如建筑工程中的上海世茂国际广5场（混凝土结构 60 层，屋面高度 246 米，2004 年建成） 、重庆世贸
15、中心（混凝土结构60 层，结构屋面高度达 234 米，2004 年建成） 、上海明天广场（混凝土结构 58 层，结构屋面高度 230 米，2003 年建成） 、唐山会展中心（预应力结构柱网达 4236 米，2004 年建成） 、深圳大中华证券交易大厅（柱网为 42.5 米34 米，2004 年建成） ；桥梁工程的中小跨公路、铁路和城市桥梁都是混凝土和预应力结构，最大跨度为苏通大桥副航道连续刚构桥达到 270 米,东海大桥（2005 年建成）预制简支梁跨度达 70 米；特种工程结构如秦山二期、三期、田湾核电站，各种污水处理设施结构，各种工业储存结构。其中有不少项目工程体量大、技术复杂、施工难度很
16、大,但由于应用了许多先进技术,保证了工程建设的顺利进行,充分显示了我国混凝土工程技术领域具有雄厚实力，达到或接近国际先进水平。3.2 混凝土及预应力技术的发展趋势3.2.1 我国混凝土材料技术发展前景研究开发、推广应用绿色高性能混凝土；开发研究有效地利用工业废料，减少硅酸盐水泥熟料用量的技术；关注降低单位混凝土水泥用量，利用工业废料有效改善混凝土结构耐久性，延长基础设施使用寿命的技术等，是混凝土材料技术发展的总趋势。3.2.2 钢筋及预应力筋材料技术发展趋势钢筋材料技术的发展趋势是，强度逐步发展至 HRB400HRB500Mpa；预应力材料除了目前使用的高强度钢材外，新型碳纤维、玻璃纤维和聚酯
17、纤维类非金属预应力筋等产品将得到应用。3.2.3 钢筋工程施工技术将大量实现工厂化、机械化3.2.4 预制混凝土技术将得到大量推广应用3.2.5 预应力技术的发展趋势（1）设计理论将有重大进展，预应力结构的耐久性和经济性更为协调一致（2）预应力工艺将进一步完善，专用产品质量提高（3）应用领域进一步扩大4 施工新技术应用现状及发展趋势4.1 施工新技术的应用现状多年来，建设部有关部门一直致力于建筑业新技术的推广应用，1994 年在建筑业首次提出推广应用 10 项新技术，通过各地示范工程的带动，对促进建筑业进步发挥了积极作用。1998 年根据我国建筑施工技术的发展情况，及时对 1994 年提出的十
18、项新技6术进行了修订，进一步推动了我国建筑业、建筑企业和工程项目的新技术推广应用。2004 年，针对近几年我国国民经济持续稳定快速发展，国家对基础设施和工程建设投入大幅增长，建筑业得到空前发展，新材料、新技术、新工艺、新方法层出不穷，建筑业整体水平得到很大提高的现状，及时组织了十项新技术的修订，推出了“建筑业十项新技术（2005） ”。其主要内容如下：1.地基基础和地下空间工程技术（桩基新技术；地基处理技术；深基坑支护及边坡防护技术；地下空间施工技术）2.高性能混凝土技术（混凝土裂缝防治技术；自密实混凝土技术；混凝土耐久性技术；清水混凝土技术；超高泵送混凝土技术；改性沥青路面施工技术）3.高效
19、钢筋与预应力技术（RB400 级钢筋的应用技术；钢筋焊接网应用技术；粗直径钢筋直螺纹机械连接技术；预应力技术）4.新型模板及脚手架应用技术（清水混凝土模板技术；早拆模板成套技术；液压自动爬模技术；新型脚手架应用技术）5.钢结构技术（钢结构 CAD 设计与 CAM 制造技术；钢结构施工安装技术；钢与混凝土组合结构技术；预应力钢结构技术；住宅结构技术；高强度钢材的应用技术；钢结构的防火防腐技术）6.安装工程应用技术（管道制作（通风、给水管道）连接与安装技术；管线布置综合平衡技术；电缆安装成套技术；建筑智能化系统调试技术；大型设备整体安装技术（整体提升吊装技术） ；建筑智能化系统检测与评估）7.建筑
20、节能和环保应用技术（节能型围护结构应用技术；新型空调和采暖技术；预拌砂浆技术）8.建筑防水新技术（新型防水卷材应用技术；建筑防水涂料；建筑密封材料；刚性防水砂浆；防渗堵漏技术）9.施工过程监测和控制技术（施工过程测量技术；特殊施工过程监测和控制技术）10.建筑企业管理信息化技术（工具类技术；管理信息化技术；信息化标准技术）这次新推出的“建筑业 10 项新技术（2005） ”将其扩充为 10 个大类，内容以房屋建筑工程为主，突出通用技术，兼顾铁路、交通、水利等其他土木工程；所推广技术基本含盖工程施工全过程，适合于施工企业和工程项目采用，既成熟可靠，又代表了现阶段我国建筑业技术发展的最新成就。通过
21、政府、企业、行业组织、中介机构等各方面的持续努力，科学技术作为第一7生产力的作用日益突出，通过新技术研发、推广应用促进了一批具有核心竞争力、技术实力强的企业在市场竞争中迅速做大做强（具体示例见演讲稿） ；同时我国也建成了一大批新技术应用的典型示范工程（具体示例见演讲稿） 。当然，由于我国建设规模巨大，建设速度过快，我国建筑业仍处于增长方式粗放、效益较低的发展阶段，也还存在一些企业缺乏主动采用新材料、新工艺、新技术的动力，许多工程项目仍在使用落后工艺和技术的状况。我们还要在建筑业继续加大以 10 项新技术为主要内容的新技术推广力度，带动全行业整体技术水平的提高。4.2 施工新技术的发展趋势综观世界发达国家、发展中国家建筑业的发展道路，结合我国具体国情，针对我国资源有限，但消耗量巨大、使用效率偏低；幅员广阔，但土地、水资源、空气等污染严重；人口众多，但人工成本持续上升等现状。我国建筑业新技术的发展应以下述四方面为主要方向：绿色、节材、节能、节水、节地、环保型新技术施工信息化结合现代管理方法的新型技术高、大、精、尖类工程的综合施工技术常规工程的专业化、标准化、工厂化、工业化施工技术
