让中国成为世界预应力的中心

让中国成为世界预应力的中心摘要:简述了我国预应力的发展简史，从预应力材料、预应力施工工艺、预应力理论阐述了我国预应力的飞速发展以及技术领先，阐明了我国成为世界预应力中心的发展态势。关键词:预应力发展技术材料理论作为一名土木工程学院的学生,我非常荣幸能够听到王景全副教授为我们解读解读由吕志涛院士领衔的团队获得的我校历史上首个国家科技进步一等奖，预应力混凝土结构关键技术创新与应用项目中关于桥梁预应力的内容。从讲座中,我初步了解一下国家科技进步奖,了解了吕志涛院士领衔的“现代预应力混凝土结构关键技术创新与应用”项目。该获奖项目实现了预应力结构理论、病害控制、抗震减灾、核电设施安全等领域的突破，首创了多个理论方法、开发了系列关键技术和产品、打破了国际垄断。该项目的研究人员的努力与成果表达了从事预应力研究的科研人员，渴望“让中国成为世界预应力的中心”、把中国从“预应力大国”转变成为“预应力强国”。这也正昭示着一代又一代预应力研究人员正让世界预应力中心逐步转向中国。一、中国预应力发展综述我国的预应力混凝土结构起步较晚,是在20世纪50年代发展起来的。1954年铁道部推行采用预应力的混凝土轨枕,1955年丰台桥梁厂开始试制12m跨度的桥梁,从此,预应力技术开始在全国范围内推广应用。在房屋建筑中,常见的预制预应力构件有12～18m屋面梁、18～36m屋架、6～9m屋面板、6～20m吊车梁、12～33mT形梁、V形板和各种壳板等。80年代后,预应力混凝土结构在我国房屋建筑领域得到了越来越广泛的应用。预应力技术在我国桥梁工程中发展较快,尤其是在20世纪60～70年代,公路与铁路桥梁大量采用标准化的后张法预制预应力混凝土梁,跨度开始为24m,后来扩大到40m。到1980年为止,我国已建成这类桥梁15000孔以上。后来,我国修建的各类大桥几乎全部采用了预应力技术。在我国水工结构、海工结构、港口码头以及特种结构中,预应力技术也得到了广泛的应用。目前预应力混凝土结构已成为我国工程建设领域中的一种主要结构型式。二、中国预应力的主要成就与重大突破（一）预应力钢材发展概况我国预应力混凝土工程技术从20世纪50年代起步发展到现在，历经近70年时间，已发展成为理论体系完善、应用技术成熟的建筑工程技术。预应力混凝土工程结构已广泛的应用于基础设施建设工程、工业及民用建筑工程领域，是当今混凝土结构工程中不可或缺的重要组成部分。20世纪90年代以来我国预应力用钢开始了自主创新。我国逐步具备了研发和生产全系列、全规格的预应力钢材产品的能力，技术及性能达到国际先进水平，产品质量稳定可靠，性价比较高。特别是20世纪90年代后期以来的几十年间，自主研发的大规格、高强度、低松弛螺旋肋预应力钢丝；1*7大规格（≥17.8mm）、高强度（≥1,970MPa）、低松弛预应力钢绞线；1*19大规格多丝线接触钢绞线；多种涂镀层耐腐蚀性能高的钢丝、钢绞线；无砟轨枕专用钢棒等产品均处于国际领先水平。国产预应力钢材产品已经替代了进口，产品进入欧美等传统的预应力技术领先国家，在预应力钢材原料生产技术、预应力钢材生产技术等方面具备了较强的全球竞争力。（二）预应力施工工艺发展状况（以桥梁为例）预应力桥梁的发展与施工技术的发展是密不可分的,施工技术直接关系到桥梁的跨径、线型、截面形式等。预应力混凝土连续梁在初期大多采用满布支架法施工,其跨度一般在40m以内,且施工周期长,施工用料多。60年代预应力混凝土桥梁引入悬臂施工法以后,预应力连续梁桥得以迅速发展,其跨越能力达200m以上,适用范围也不断扩大。实际上预应力连续梁的施工方法很多,除上述施工方法外还有顶推工法、移动模架法、逐孔架设法等。近10年来我国在预应力混凝土桥梁施工工艺方面发展较快,各种新的工法相继出现并获成功应用。特别是悬臂拼装施工,近年来得到了广泛应用,在悬臂拼装施工方面已有桥梁采用了移动式吊。悬臂拼装法将大跨桥梁化整为零,施工简便,拼装工期短、速度快。特别对于多跨长联桥(跨度在100m以内)是一种效率高而且经济的施工方法。各种施工方法都有其自身的特点、适应条件、适用范围,近年来我国在预应力桥梁施工技术上获得了长足进步,这些都为桥梁在设计构思阶段选择合适的桥式结构和施工方法提供了更加广阔的选择余地。使得我们比以往更有条件来更经济合理地建造桥梁。（三）预应力理论发展状况自80年代以来有关预应力结构设计理论及计算分析方法获得了突飞猛进的发展,可以说,正是由于这方面的发展,才有今天预应力结构的发展。我国许多预应力科研人员长期从事于预应力的理论研究，以求在预应力技术上有所突破，在预应力设计理论和标准上能够有所创新。东南大学吕志涛院士领衔的“现代预应力混凝土结构关键技术创新与应用”项目团队持续投入大量的人力和物力，实现了理论上的创新。项目建立了我国现代预应力混凝土结构的设计计算理论与标准体系，系统地建立了设计计算理论体系（专著《现代预应力结构体系与设计方法》获国家“三个一百”原创图书）；在国际上首次提出力流模型设计理论，解决了应力扰动区设计等难题；主编6部、参编3部有关预应力设计的国家标准。项目还建立了高强混凝土修正收缩徐变模型，建立与完善了大跨、超长预应力结构裂缝与变形控制的设计计算方法，主编了我国第一部《大跨径预应力混凝土梁桥设计施工技术指南》、第一部《预应力混凝土结构抗震设计规程》，主（参）编了3部预应力产品国家标准，制定了400米级超长预应力张拉等3项国家级工法。项目主要成果构建了以13部国家标准为支撑的我国预应力混凝土结构标准体系，出版著作8部；授权国家发明专利17项；在土木工程领域国际上最权威的ACI、ASCE上发表论文15篇。这些理论体系都是团队多年来经过实验以及工程实践得来，不仅为团队今后的技术研发及应用提供了坚实基础，更是成为国际上整个预应力行业的理论范本。在此之前，在核电、LNG等能源结构预应力系统方面，欧美国家长期对我国实行技术保密；核电安全壳以及LNG超低温领域的预应力产品也被欧美垄断。吕志涛院士带领团队，一步一步脚踏实地，实现了系统和产品的国产化、产业化，打破了欧美垄断。三、结语我国的预应力混凝土结构在近20年的时间里获得了长足的进步与发展,在许多方面达了国际先进水平；无论是预应力材料，还是预应力的技术以及施工工艺上，亦或是预应力的理论研究上，都为能够赶超国际水平。但应该看到，从总体上讲与国际先进水平仍存在着一定的差距，我们仍然需要在理论研究及分析方法方面不断完善，进一步提高建筑材料工业水平，不断发展、完善施工工艺。随着我国经济建设的日益发展，我国正在成为世界上的预应力的中心。