關(guān)于大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的深入研究

瞿海涯

浙江龍興建設(shè)工程有限公司

摘要：近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)在工程建筑施工中應(yīng)用越來越廣泛，鋼結(jié)構(gòu)工程的數(shù)量和規(guī)模也越來越多，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)跨度的要求也提出了更大的挑戰(zhàn)。本文就關(guān)于大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究，以推進(jìn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)在廠房及工程建筑中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大跨度；鋼結(jié)構(gòu)廠房；施工技術(shù)

1.引言

隨著我國建筑技術(shù)的快速發(fā)展，大跨度的鋼結(jié)構(gòu)施工在建筑工程中已經(jīng)開始頻繁的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)相比，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算和現(xiàn)場施工的控制比較復(fù)雜。但是，相信在建筑行業(yè)發(fā)展的過程中，大跨度鋼結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)楸憬莸陌惭b技術(shù)和輕巧的外表以及其經(jīng)濟(jì)功能的優(yōu)勢，成為我國建筑工程施工中的主流。本文針對(duì)廠房中的大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行研究探討，鋼結(jié)構(gòu)廠房在工業(yè)廠房中十分受歡迎，具有較高的抗震性和環(huán)保性并且建筑形式很靈活，施工速度也很快，所以大跨度鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)廠房中的應(yīng)用越來越廣泛。大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的發(fā)展對(duì)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人們的生活水平都有著重要的作用，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)是非常重要的，只有合理的施工方案和科學(xué)的施工過程才能保證結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)和安全。本文就對(duì)大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究和探討，以促進(jìn)我國建筑行業(yè)的輝煌發(fā)展。

2.鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)廠房與其他形式的廠房相比較有很多的優(yōu)勢。首先鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)廠房自重比較輕，鋼結(jié)構(gòu)的柔性和抗震性都比較好。其次在建設(shè)施工中鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的安裝比較簡單，施工工期短。還有就是鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工建設(shè)中所使用的輕鋼結(jié)構(gòu)是一種綠色環(huán)保的結(jié)構(gòu)，并且具有很高的利用價(jià)值。在實(shí)際的施工建設(shè)中，因?yàn)楣I(yè)廠房本身作用限制決定了廠房的跨度都很大，加上廠房建設(shè)施工中的所使用的起重吊車噸位較大，除此之外，工業(yè)廠房的施工工期短且施工場地比較小，所以廠房在施工建設(shè)時(shí)一般都是選用門式大跨度鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)廠房有很多的優(yōu)勢，與其他形式的結(jié)構(gòu)形式相比，鋼結(jié)構(gòu)廠房的結(jié)構(gòu)性能好而且施工建設(shè)也方便簡單，同時(shí)還具有環(huán)保價(jià)值和作用意義，在施工建設(shè)應(yīng)用中具有非常突出的優(yōu)勢。

3.大跨度鋼結(jié)構(gòu)常見的一些施工方法

大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系是多種多樣的，有網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及懸索結(jié)構(gòu)等，這些不同類型的結(jié)構(gòu)有不同的受力形式，不同的受力形式在施工過程中所要考慮的因素也不相同，考慮的因素有施工成本、施工場地條件、工程質(zhì)量以及施工單位的機(jī)械具的準(zhǔn)備等。目前為止較常見的大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工方法有六種，分別為高空散裝法、整體吊裝法、分條或者分塊安裝法、整體頂升法、整體提升法以及折疊展開安裝法。下面就具體介紹一下這六種主要的施工方法。

3.1 高空散裝法

高空散裝法是將結(jié)構(gòu)的全部構(gòu)件分成一個(gè)個(gè)的小單元散件，然后將這些散件直接在高空中設(shè)計(jì)位置拼接成一個(gè)整體的一種施工方法。在施工過程中可以使用懸挑法和滿堂支架法兩種方法。滿堂支架法在國內(nèi)應(yīng)用較廣泛，這種施工方法不需要大型的起重設(shè)備，適用于節(jié)點(diǎn)較多的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，但是支架的搭設(shè)占用的材料比較多。

3.2 整體吊裝法

整體吊裝法是將結(jié)構(gòu)構(gòu)件先在地面上拼接成一個(gè)整體，然后用起重機(jī)把拼接的整體吊裝到高空中設(shè)計(jì)位置并且規(guī)定安裝好的一種施工方法。這種施工方法對(duì)起重設(shè)備的要求比較高，一般適用于中跨度的桁架結(jié)構(gòu)，并且整體吊裝的過程中對(duì)地面的建筑工程有很大的影響。

3.3 分條或者分塊安裝法

分條或者分塊安裝法也稱為小片安裝法。分條或者分塊安裝法是將結(jié)構(gòu)構(gòu)件先在地面上拼裝或者焊接成條狀或者塊狀的小單元，然后用起重機(jī)將其吊裝到設(shè)計(jì)位置拼接成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)的一種施工方法。這種施工方法節(jié)省了大量的地面支架，而分條或者分塊的小單元的大小一般由起重設(shè)備的負(fù)荷能力來決定，所以這種施工方法在方案制定上是非常靈活的。

3.4 整體頂升法

整體頂升法是利用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)柱作為滑道，先將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地面上拼接完成后，然后在結(jié)構(gòu)各支點(diǎn)的下面安裝千斤頂，最后用千斤頂逐步的把結(jié)構(gòu)頂升到高空中設(shè)計(jì)位置的一種施工方法。

3.5 整體提升法

整體提升法與整體頂升法的提升軌道和提升設(shè)備是不同的。整體提升法是先將結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地面上整體拼裝，拼接完成后再用吊桿將結(jié)構(gòu)提升到高空中設(shè)計(jì)位置的一種施工方法。整體提升的施工方法一般都是用小機(jī)組來安裝比較大的結(jié)構(gòu)，這不僅可以降低了低吊裝成本，而且安裝時(shí)將主體結(jié)構(gòu)的附屬部分直接吊裝到位，加快了工期并且降低了費(fèi)用還保障了安全。

3.6 折疊展開安裝法

如果結(jié)構(gòu)是網(wǎng)殼穹頂結(jié)構(gòu)，那么一般就采用折疊展開安裝法。折疊展開安裝法其實(shí)就是把穹頂?shù)牧Ⅲw空間當(dāng)做是環(huán)向箍作用和徑向拱的作用相疊加的一種施工方法。具體做法是：首先將網(wǎng)殼去掉部分的桿件，使網(wǎng)殼穹頂結(jié)構(gòu)變成一個(gè)機(jī)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，然后把網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地面上展開，最后由提升設(shè)備將其提升到高空中設(shè)計(jì)位置并且補(bǔ)全剩余的構(gòu)件。這種施工方法將機(jī)動(dòng)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成了靜定的結(jié)構(gòu)。

4.大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工技術(shù)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)裝配與廠房工程施工建設(shè)的安全和質(zhì)量的可靠性有著直接的影響和作用。所以，鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房的結(jié)構(gòu)裝配在施工建設(shè)中是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在實(shí)際工程建設(shè)中，要從多方面進(jìn)行質(zhì)量控制和管理，要把握好相關(guān)的施工要點(diǎn)，保證工業(yè)廠房的施工建設(shè)能夠順利進(jìn)行并且能夠安全可靠。下面就介紹幾條大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房的施工技術(shù)要點(diǎn)。

4.1 鋼結(jié)構(gòu)焊接前的要點(diǎn)分析

一般情況下，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)焊接的施工過程中，首先要對(duì)焊接材料和鋼結(jié)構(gòu)材料之間的一致性進(jìn)行考慮，要注意保證焊縫外的清潔度，要選擇合適的參數(shù)來進(jìn)行焊接施工，要確保所焊接的鋼架結(jié)構(gòu)能夠滿足工程力學(xué)的性能。

4.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接后的要點(diǎn)分析

當(dāng)焊接完鋼結(jié)構(gòu)以后，一般要進(jìn)行一些機(jī)械加工方式，由于鋼結(jié)構(gòu)的零件的技術(shù)都不高，所以一般使用裝焊夾具，機(jī)械加工要采用合適的裝配基準(zhǔn)和裝配工藝。同時(shí)在鋼結(jié)構(gòu)的焊接中，既要保證鋼結(jié)構(gòu)要有良好的力學(xué)性能，又要確保鋼結(jié)構(gòu)能夠符合相關(guān)的尺寸要求，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)裝配施工中，為了避免鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，要將裝焊加工零件的操作放到最后一道工序來完成。

4.3 鋼結(jié)構(gòu)裝配施工過程的工藝尺寸選擇和施工要點(diǎn)

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的裝配施工過程中，要注意合理的選擇裝配尺寸，既要滿足鋼結(jié)構(gòu)的工藝尺寸所達(dá)到生產(chǎn)的需求，又要保證鋼結(jié)構(gòu)裝配中所積累的誤差實(shí)現(xiàn)最小化。其次，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)裝配中，還應(yīng)該注意要結(jié)合工業(yè)設(shè)計(jì)的要求，要安排進(jìn)行定量公差尺寸，如果是進(jìn)行多個(gè)零件的組裝，最終組裝成的結(jié)構(gòu)尺寸要與相關(guān)規(guī)定的尺寸的要求相一致。

4.4 鋼結(jié)構(gòu)的裝配組裝時(shí)的施工要點(diǎn)

在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的裝配組裝時(shí)，要根據(jù)工業(yè)廠房所屬的鋼結(jié)構(gòu)的屋架形式，在放樣的過程中，一定要預(yù)留收縮量，要使用電焊將放樣的連接板進(jìn)行定位并且放置在平臺(tái)上，要使用擋鐵來完成和實(shí)現(xiàn)型鋼的定位。當(dāng)要進(jìn)行第二個(gè)屋架的架設(shè)施工時(shí)，首先要將第一拼裝屋架的底模作為一個(gè)基準(zhǔn)來完成固定，然后再進(jìn)行屋架的裝配和焊接。焊接過程中，一定要注意焊接處的干凈度，并且一定要按照焊接的操作規(guī)范來完成工作。

5.結(jié)束語

總而言之，伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構(gòu)在建筑施工過程中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用起來，一個(gè)空間鋼結(jié)構(gòu)有很多的施工方法，每一種施工方法都有著自身的特點(diǎn)。對(duì)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)廠房而言，大跨度的整體吊裝和鋼結(jié)構(gòu)施工都是重點(diǎn)。施工必須要加強(qiáng)對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)吊裝的重視程度，還要保證大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量目標(biāo)和安全目標(biāo)能夠得以實(shí)現(xiàn)。要對(duì)大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而促進(jìn)大跨度鋼結(jié)構(gòu)在廠房中以及各個(gè)建筑施工中的廣泛發(fā)展和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳贊，施時(shí)禎，賴世文.解析現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].現(xiàn)代科學(xué).2013（6）.

[2]李娟.鋼結(jié)構(gòu)廠房中鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)與措施[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu).2013（16）.

[3]熊仲明，劉音鶯，金鑫.基于經(jīng)濟(jì)性能的大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)選型研究[J].西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009

[4]袁雪峰，李效梅，周俐俐.淺析大跨房屋鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)體系[J].四川建筑科學(xué)研究，2007