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摘要：对钢结构施加预应力，从而大大提高钢结构的承载能力，提高其对抗变形的能力，使得人们对大跨度空间结构的建设得以实现，目前在世界上，在中国，大跨空间钢结构预应力施工技术以得到了广泛运用。本文结合笔者实际经验对大跨空间钢结构预应力施工技术进行简要研究和分析。
关键词：大跨空间； 钢结构； 预应力； 施工技术
混凝土预应力构件相对于一般混凝土构件能够承受更大的压力和抗裂性，目前市场上的无缝混凝土构件一般都是预应力混凝土构件，随着预应力技术的成熟和它在混凝土构件中带来的种种好处，人们开始把预应力技术运用到钢结构网架、钢结构桁架中，预应力钢结构不仅能承受更大的荷载，而且可以大大减少钢筋的使用量，降低钢结构的自重，从而实现大跨空间钢结构的施工，于是大垮空间钢结构预应力施工技术孕育而生。目前绝大多数大跨度钢结构如体育馆、火车站等都是采用的钢结构预应力技术，近年来，大跨空间钢结构预应力施工技术在我国也得到了极大的发展和运用，如08年北京奥运会的主体育场中，就运用了大量的大跨空间钢结构预应力施工技术。
一、大跨空间钢结构预应力施工分析
大跨空间钢结构预应力施工的最终目标就是通过预应力施工来建造出设计所需要的钢结构形状和承载能力。所以在施工前必须对钢结构的整体特征和它在施工中所会发生的结构状态变形进行一定的了解，这就是所谓的大跨空间钢结构预应力施工分析。如何一个大跨空间钢结构预应力施工没有进行施工分析，往往会出现钢结构无法安装，或者钢结构预应力张拉不充足等问题，这些问题往往会影响到整个大跨空间钢结构预应力施工的安全和进度，对施工造成不必要的影响，所以在研究大跨空间钢结构预应力施工技术前我们必须先了解下大跨空间钢结构预应力施工分析，大跨空间钢结构预应力施工分析的主要内容包括五点：1.等效预张力的找力分析；2.零状态的找形分析；3.环境温度影响分析；4.施工过程控制分析；5.索长参数确定分析。其主要目的是确定整个预应力施工过程中钢结构所处的状态是否安全和符合设计要求，从而保证整个大跨空间钢结构预应力施工的有序开展和安全进行。
二、大跨空间钢结构预应力施工技术
钢结构具有重量小，承载力大，各项延伸性能好等优点，而预应力钢结构跟上将钢结构的灵巧发挥到了极致，大大提高了钢结构的承载能力，使得大跨空间钢结构得以实现。但为了提供如此大的承载能力，大跨空间钢结构预应力施工难度不言而喻，在实际工程中大跨空間预应力钢结构的形式多种多样，各种预应力钢结构所处的工程环境和钢结构本身的力学性能又各不相同，所以在实际大跨空间钢结构预应力施工过程中，工程师必须结合实际工程情况运用具体大跨空间钢结构预应力施工技术，从而保证大跨空间钢结构预应力施工的有序进行和安全开展，本文结合笔者实际经验就几种大跨空间钢结构预应力施工技术进行具体分析如下：
1.杂交结构
所谓的杂交结构就是由大量索、杆/柱和刚构组合而成的一种大跨空间预应力钢结构（如由下弦索、撑杆和刚构组合而成的张弦结构），最常见的杂交结构有三种，他们每种的施工技术各不相同，下面我们就展开具体分析：
（1）张弦结构：张弦结构由下弦索、撑杆和刚构组成，其中下弦索和撑杆为钢构提供一个弹性的支撑点，从而产生一个平衡整个刚构的侧向推力。在张弦结构中预应力钢结构主要是为了调整整个钢结构的内力和整体形状的。对于张弦结构来说，结构的整个索段很短其钢结构主要施工状态就是张拉过程中的状态，所以在张弦结构的施工控制中一般以控制施工提供的张拉力为主，保证整个结构有一个良好的张拉预应力且保证结构不会因为施加的张拉力而产生变形。在施工中通常采用两段张拉，以便调整整个结构的张力需求而且在张拉过程中往往采取一次张拉到位。在施工过程中往往有两种张拉方式：一种是原位张拉，即先将构件吊装到位在进行张拉，这种方法往往会导致各榀间索力会有一定影响，另一种是是在地面先对构件进行拼装和张拉在将张拉好的构架吊装到位，这种方法会使各榀间索力没有相互影响。
（2）斜拉结构：斜拉结构由前索、背索、桅杆或塔柱和刚构组成，其中前索为整个刚构结构题纲一个弹性的支撑点，从而平衡整个结构的索力，预应力在斜拉结构中的主要作用是调节悬挑结构中的内力和形状，防止整个悬挑结构出现失稳破坏。斜拉结构的主要的工作形态是斜直线张拉，对斜拉结构的施工分析也主要采取在张拉过程中的受力分析，由于斜拉结构一般用于稳定悬挑结构，而悬挑结构对整个钢结构的整体性要求满足一般通过其纵向的结构的联系，所以斜拉结构预应力施工往往是在整个刚构组装完毕并安装完毕后再开始张拉，由于斜拉结构往往是一段段斜直线，有两个索点，我们往往将高的一段固定，通过对低的一点进行张拉，这样既能保证整个预应力钢结构的施工安全性也大大降低施工的难度，提高施工效率。
（3）弦支穹顶：弦支穹顶是由环索、斜索、撑杆和网壳刚构杂交组成的一种特殊的预应力钢结构。其中环索、斜索和撑杆组成的索杆系为整个上部网壳刚构提供一个弹性的支撑点，从而产生一个平衡整个刚构的侧向推力。整个上部的网壳刚构可以保证其自身的稳定性，所以在弦支穹顶中不需要考虑预应力钢结构的侧向稳定性。在整个弦支穹顶中，跨度大，净空高，所以其钢构架的焊接难度也异常的大，焊接的工程量也异常的大，我们通常采用先焊外围一圈的环杆，再焊接一个十字交叉形的钢骨架，之后对剩余的杆件进行搭设和焊接。在弦支穹顶中存在三种张拉方式，分别根据其张拉部位来分类是：环索张拉、斜索张拉和撑杆张拉，三种张拉方式所能应用的实际情况不同，在实际工程中我们往往要结合具体工程情况选择张拉方式，但更具整体张拉控制效果和效率来说，斜索张拉的索力最为均匀，对结构的垂直度控制也最好。
在所要三种杂交结构中，张拉的最终目的都是要控制整个预应力钢结构的承载能力和形态，所以在实际工程中我们要在施工前仔细进行施工分析确保整个预应力钢结构的施工可行性和施工方式最优化。
2.张力结构
所谓的张力结构与杂交结构不同，它是由大量的拉索和少量的压杆构成的预应力钢结构，在张力结构中，预应力起着保证整个结构稳定和变形的作用所以在张力结构中预应力的作用必不可少的。对于张力结构的施工而言，它的整个施工过程就是将整个钢结构不断积累增强刚度和将结构搭设出来的过程，其中最最主要的步骤有三：第一、组装连接，就是将整个钢结构组装起来的过程；第二、牵引安装，就是就是将组装起来的钢结构安装到位的过程；第三、张拉成形，即给已经到位的钢结构张拉预应力，使得整个结构能够稳定和提供设计所需的承载能力，在实际工程中，施工技术要比这复杂多了，需要工程师对结构的各个状态的应力情况进行具体分析，选择最好的施工方案。
在目前的建筑市场上预应力钢结构的结构类型多种多样，各个状态下的力学情况也视具体工程情况而改变，总而言之整个大跨空间钢结构预应力施工技术是在不断发展完善中，我们广大建筑人必须保持与时俱进的心态，积极学习，掌握各种最新的施工技术，提高自身的市场竞争力。
参考文献：
[1]罗斌，郭正兴. 大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用——大跨空间钢结构预应力施工技术分析[J].施工技术.2011（10）
[2]郭正兴，罗斌，杨杰，朱颖曾，仇荣根，陈骥赢. 刚性屋面索穹顶施工关键技术研究及工程应用[J].施工技术.2010（08）
关键词：大跨空间； 钢结构； 预应力； 施工技术
混凝土预应力构件相对于一般混凝土构件能够承受更大的压力和抗裂性，目前市场上的无缝混凝土构件一般都是预应力混凝土构件，随着预应力技术的成熟和它在混凝土构件中带来的种种好处，人们开始把预应力技术运用到钢结构网架、钢结构桁架中，预应力钢结构不仅能承受更大的荷载，而且可以大大减少钢筋的使用量，降低钢结构的自重，从而实现大跨空间钢结构的施工，于是大垮空间钢结构预应力施工技术孕育而生。目前绝大多数大跨度钢结构如体育馆、火车站等都是采用的钢结构预应力技术，近年来，大跨空间钢结构预应力施工技术在我国也得到了极大的发展和运用，如08年北京奥运会的主体育场中，就运用了大量的大跨空间钢结构预应力施工技术。
一、大跨空间钢结构预应力施工分析
大跨空间钢结构预应力施工的最终目标就是通过预应力施工来建造出设计所需要的钢结构形状和承载能力。所以在施工前必须对钢结构的整体特征和它在施工中所会发生的结构状态变形进行一定的了解，这就是所谓的大跨空间钢结构预应力施工分析。如何一个大跨空间钢结构预应力施工没有进行施工分析，往往会出现钢结构无法安装，或者钢结构预应力张拉不充足等问题，这些问题往往会影响到整个大跨空间钢结构预应力施工的安全和进度，对施工造成不必要的影响，所以在研究大跨空间钢结构预应力施工技术前我们必须先了解下大跨空间钢结构预应力施工分析，大跨空间钢结构预应力施工分析的主要内容包括五点：1.等效预张力的找力分析；2.零状态的找形分析；3.环境温度影响分析；4.施工过程控制分析；5.索长参数确定分析。其主要目的是确定整个预应力施工过程中钢结构所处的状态是否安全和符合设计要求，从而保证整个大跨空间钢结构预应力施工的有序开展和安全进行。
二、大跨空间钢结构预应力施工技术
钢结构具有重量小，承载力大，各项延伸性能好等优点，而预应力钢结构跟上将钢结构的灵巧发挥到了极致，大大提高了钢结构的承载能力，使得大跨空间钢结构得以实现。但为了提供如此大的承载能力，大跨空间钢结构预应力施工难度不言而喻，在实际工程中大跨空間预应力钢结构的形式多种多样，各种预应力钢结构所处的工程环境和钢结构本身的力学性能又各不相同，所以在实际大跨空间钢结构预应力施工过程中，工程师必须结合实际工程情况运用具体大跨空间钢结构预应力施工技术，从而保证大跨空间钢结构预应力施工的有序进行和安全开展，本文结合笔者实际经验就几种大跨空间钢结构预应力施工技术进行具体分析如下：
1.杂交结构
所谓的杂交结构就是由大量索、杆/柱和刚构组合而成的一种大跨空间预应力钢结构（如由下弦索、撑杆和刚构组合而成的张弦结构），最常见的杂交结构有三种，他们每种的施工技术各不相同，下面我们就展开具体分析：
（1）张弦结构：张弦结构由下弦索、撑杆和刚构组成，其中下弦索和撑杆为钢构提供一个弹性的支撑点，从而产生一个平衡整个刚构的侧向推力。在张弦结构中预应力钢结构主要是为了调整整个钢结构的内力和整体形状的。对于张弦结构来说，结构的整个索段很短其钢结构主要施工状态就是张拉过程中的状态，所以在张弦结构的施工控制中一般以控制施工提供的张拉力为主，保证整个结构有一个良好的张拉预应力且保证结构不会因为施加的张拉力而产生变形。在施工中通常采用两段张拉，以便调整整个结构的张力需求而且在张拉过程中往往采取一次张拉到位。在施工过程中往往有两种张拉方式：一种是原位张拉，即先将构件吊装到位在进行张拉，这种方法往往会导致各榀间索力会有一定影响，另一种是是在地面先对构件进行拼装和张拉在将张拉好的构架吊装到位，这种方法会使各榀间索力没有相互影响。
（2）斜拉结构：斜拉结构由前索、背索、桅杆或塔柱和刚构组成，其中前索为整个刚构结构题纲一个弹性的支撑点，从而平衡整个结构的索力，预应力在斜拉结构中的主要作用是调节悬挑结构中的内力和形状，防止整个悬挑结构出现失稳破坏。斜拉结构的主要的工作形态是斜直线张拉，对斜拉结构的施工分析也主要采取在张拉过程中的受力分析，由于斜拉结构一般用于稳定悬挑结构，而悬挑结构对整个钢结构的整体性要求满足一般通过其纵向的结构的联系，所以斜拉结构预应力施工往往是在整个刚构组装完毕并安装完毕后再开始张拉，由于斜拉结构往往是一段段斜直线，有两个索点，我们往往将高的一段固定，通过对低的一点进行张拉，这样既能保证整个预应力钢结构的施工安全性也大大降低施工的难度，提高施工效率。
（3）弦支穹顶：弦支穹顶是由环索、斜索、撑杆和网壳刚构杂交组成的一种特殊的预应力钢结构。其中环索、斜索和撑杆组成的索杆系为整个上部网壳刚构提供一个弹性的支撑点，从而产生一个平衡整个刚构的侧向推力。整个上部的网壳刚构可以保证其自身的稳定性，所以在弦支穹顶中不需要考虑预应力钢结构的侧向稳定性。在整个弦支穹顶中，跨度大，净空高，所以其钢构架的焊接难度也异常的大，焊接的工程量也异常的大，我们通常采用先焊外围一圈的环杆，再焊接一个十字交叉形的钢骨架，之后对剩余的杆件进行搭设和焊接。在弦支穹顶中存在三种张拉方式，分别根据其张拉部位来分类是：环索张拉、斜索张拉和撑杆张拉，三种张拉方式所能应用的实际情况不同，在实际工程中我们往往要结合具体工程情况选择张拉方式，但更具整体张拉控制效果和效率来说，斜索张拉的索力最为均匀，对结构的垂直度控制也最好。
在所要三种杂交结构中，张拉的最终目的都是要控制整个预应力钢结构的承载能力和形态，所以在实际工程中我们要在施工前仔细进行施工分析确保整个预应力钢结构的施工可行性和施工方式最优化。
2.张力结构
所谓的张力结构与杂交结构不同，它是由大量的拉索和少量的压杆构成的预应力钢结构，在张力结构中，预应力起着保证整个结构稳定和变形的作用所以在张力结构中预应力的作用必不可少的。对于张力结构的施工而言，它的整个施工过程就是将整个钢结构不断积累增强刚度和将结构搭设出来的过程，其中最最主要的步骤有三：第一、组装连接，就是将整个钢结构组装起来的过程；第二、牵引安装，就是就是将组装起来的钢结构安装到位的过程；第三、张拉成形，即给已经到位的钢结构张拉预应力，使得整个结构能够稳定和提供设计所需的承载能力，在实际工程中，施工技术要比这复杂多了，需要工程师对结构的各个状态的应力情况进行具体分析，选择最好的施工方案。
在目前的建筑市场上预应力钢结构的结构类型多种多样，各个状态下的力学情况也视具体工程情况而改变，总而言之整个大跨空间钢结构预应力施工技术是在不断发展完善中，我们广大建筑人必须保持与时俱进的心态，积极学习，掌握各种最新的施工技术，提高自身的市场竞争力。
参考文献：
[1]罗斌，郭正兴. 大跨空间钢结构预应力施工技术研究与应用——大跨空间钢结构预应力施工技术分析[J].施工技术.2011（10）
[2]郭正兴，罗斌，杨杰，朱颖曾，仇荣根，陈骥赢. 刚性屋面索穹顶施工关键技术研究及工程应用[J].施工技术.2010（08）