大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)

鄭衛(wèi)國

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)建設(shè)工程集團(tuán)第一建筑安裝工程有限責(zé)任公司

大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)

鄭衛(wèi)國

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)建設(shè)工程集團(tuán)第一建筑安裝工程有限責(zé)任公司

相比于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)和批量化安裝，不僅綠色環(huán)保，而且施工更加便利。但是目前該項(xiàng)技術(shù)在大跨度廠房廠房建筑施工過程中會遇到各種各樣的問題，這就需要相關(guān)建設(shè)人員必須熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)的特性，施工中要按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，依據(jù)實(shí)際施工建設(shè)需要，完成鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)的安裝制作工序，整個(gè)過程必須對質(zhì)量進(jìn)行很好的把控，進(jìn)而才能保證其質(zhì)量，使得符合國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)?；诖吮疚姆治隽舜罂缍葟S房鋼結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)。

大跨度廠房；鋼結(jié)構(gòu)；施工安裝技術(shù)

1 鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)概述

1.1 概念

在建筑工程施工中需要有骨架來承擔(dān)一定的重量，我們將這些骨架稱之為結(jié)構(gòu)體系，目前在建筑工程結(jié)構(gòu)體系建設(shè)中常常采用的是鋼材，我們將這種由鋼材作為承重骨架的結(jié)構(gòu)稱為鋼結(jié)構(gòu)。在建筑工程的鋼結(jié)構(gòu)施工中常常需要用的鋼材包括鋼管、型鋼、鋼板、鋼繩等材料，它們的連接方式主要有焊接連接、錨固連接、螺栓連接等。在如今提倡建筑環(huán)保和節(jié)能的大環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)很好地滿足了這一理念。鋼結(jié)構(gòu)主要的優(yōu)點(diǎn)為：1)不會浪費(fèi)大量的資源；2)能夠降低固體廢棄物；3)降低了噪聲等環(huán)境污染；4)符合我國持續(xù)發(fā)展的基本國策。所以國家大力推廣該技術(shù)，并且在我國很多高層建筑、大型廠房、住宅建筑施工中都采用了這種技術(shù)。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

和傳統(tǒng)土建筑工程的施工技術(shù)相比，鋼結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)有著其自身獨(dú)特的特點(diǎn)，可以總結(jié)為如下幾方面：第一，節(jié)能環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)有著重量輕、強(qiáng)度大的特點(diǎn)，是十分良好的節(jié)能環(huán)保材料，其重量要比混凝土結(jié)構(gòu)輕1/2左右，同時(shí)鋼材的延展性和塑變性使鋼結(jié)構(gòu)建筑有著更好的抗震性和抗風(fēng)性，能夠大大提升建筑的安全系數(shù)。此外，由于大量應(yīng)用鋼材，所以建筑工程中所需要用到的水泥、砂石等不可再生資源就要少很多，所以對環(huán)境產(chǎn)生的不良影響會降低，并且所產(chǎn)生的建筑垃圾也會大量減少。第二，施工迅速。在工程建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)通常是在工廠預(yù)制后再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行拼裝，這種施工方式能夠大大提升施工的效率，可以縮短施工工期，能夠有效地節(jié)省施工材料和人員，在縮短工期的同時(shí)也為企業(yè)創(chuàng)造了更多的利潤。第三，靈活性強(qiáng)。鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠降低墻板的使用，可以提升建筑的套內(nèi)使用面積，能夠節(jié)省空間和土地。第四，良好的經(jīng)濟(jì)性。鋼結(jié)構(gòu)施工工期短，所以建造的費(fèi)用比較低，能夠節(jié)省大量的資金成本。

2 大跨度鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和在我國的發(fā)展情況

各種類型的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在美、日、歐等發(fā)達(dá)國家發(fā)展較快。建筑物的跨度和規(guī)模越來越大，跨度超過150m以上的超大規(guī)模建筑己非個(gè)別；結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，采用許多新材料和新技術(shù)，發(fā)展了許多新的空間結(jié)構(gòu)形式。

我國的空間鋼結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)比較薄弱，但隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng)和社會發(fā)展的需要，大跨工業(yè)廠房、候機(jī)大廳、會展中心、劇院、體育場館等大型工業(yè)、公共建筑不斷涌現(xiàn)，空間鋼結(jié)構(gòu)得到了前所未有的飛速發(fā)展，并且獲得了廣泛的應(yīng)用。從起初的平面析架、平板網(wǎng)架、單層網(wǎng)架到現(xiàn)在的空間立體析架、多層網(wǎng)架、各種網(wǎng)殼等等，特別是現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)的引入，使大跨空間鋼結(jié)構(gòu)體形更為豐富，也使其先進(jìn)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性得到了充分展示。

3 大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工安裝技術(shù)

3.1 高空原位安裝技術(shù)

高空原位安裝技術(shù)分為高空原位散裝技術(shù)和高空原位單元安裝技術(shù)。高空原位單元安裝技術(shù)是對高空散裝技術(shù)的工藝改進(jìn)，因?yàn)楦呖赵粏卧惭b技術(shù)有著施工速度更快、效率更高的優(yōu)勢，在工程實(shí)踐中被更加廣泛的利用。原位安裝，就是根據(jù)構(gòu)件的空間實(shí)際位置，通過搭設(shè)支撐平臺或高空作業(yè)平臺，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的高空拼裝對接。高空原位散裝技術(shù)是將所有單位構(gòu)件通過起重設(shè)備運(yùn)至高空操作平臺，然后在高平臺逐一進(jìn)行桿件對接施工。而高空原位單元安裝技術(shù)是將空間鋼結(jié)構(gòu)分成多個(gè)小的單元塊體，單元塊體均在地面拼裝完成，然后由起重設(shè)備運(yùn)至高空作業(yè)平臺，進(jìn)行單位塊體的原位安裝及單位塊體之間的構(gòu)件連接工作，最后形成整體空間結(jié)構(gòu)。單位塊體大小的劃分應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、吊裝設(shè)備的起重量決定，單位塊體應(yīng)劃分合理、起吊位置準(zhǔn)確，保證自身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免吊裝過程出現(xiàn)單元塊體發(fā)生不可逆的塑性變形，從而影響高空原位單元安裝質(zhì)量和拼裝精度的情況。高空原位單元安裝技術(shù)施工效率高，操作人員在高空平臺作業(yè)施工安全能保證，安裝精度高，但操作平臺滿堂架體搭設(shè)費(fèi)用較高(見圖1)。

圖1 原位安裝示意圖

3.2 滑移施工技術(shù)

滑移法分為兩種，①滑移上部結(jié)構(gòu)塊體；②滑移下部支撐平臺。采用滑移法施工首先應(yīng)劃分構(gòu)件安裝塊體的大小，根據(jù)安裝塊體大小設(shè)置塊體支撐平臺。然后根據(jù)工藝要求進(jìn)行滑移施工，滑移施工前應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的滑移軌道?；栖壍酪话悴捎霉ぷ咒摶虿垆?，在滑移方向上經(jīng)受力計(jì)算后設(shè)置兩道或多道軌道，在實(shí)施滑移過程中，應(yīng)配備相應(yīng)的滑移用品，如鋼絞線、電動倒鏈或爬行器等工具。在進(jìn)行滑移施工時(shí)，首先對滑道采取穩(wěn)定和潤滑措施，確?；萍荏w在前進(jìn)過程中能同步行進(jìn)。并隨時(shí)控制軌道處的行進(jìn)速度保持單位行程的距離，采取調(diào)節(jié)手段保證架體滑移過程的安全、同步、順暢?；品ㄊ┕ひ箜?xiàng)目結(jié)構(gòu)規(guī)則、整齊，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支撐軸線均勻連貫，適合項(xiàng)目面積大，安裝方向軸線多，場地條件適合滑移的工程。

3.3 整體安裝技術(shù)

整體安裝技術(shù)是在地面上完成現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的一系列設(shè)計(jì)安裝工作，進(jìn)而將其運(yùn)送到準(zhǔn)確的位置，對其整體進(jìn)行安裝。目前，應(yīng)用比較普遍的現(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)包括提升安裝、整體吊裝和頂升安裝。

相較于散裝安裝技術(shù)，整體安裝技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。首先，臨時(shí)支撐點(diǎn)少。其次，減少高空作業(yè)難度，使大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和施工安全性得到了保障。第三，整體安裝不會對下部施工造成干擾，能夠縮短工期，節(jié)省工程整體施工成本。

整體提升安裝技術(shù)。在地面或者合適的地方將尚未進(jìn)行安裝的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，然后應(yīng)用起重機(jī)和提升設(shè)備，將其提升到合適的安裝高度，對其進(jìn)行整體安裝。一般鋼絲繩承重和卷揚(yáng)機(jī)承重在整體提升安裝中應(yīng)用比較普遍。部分拼裝結(jié)構(gòu)需要同時(shí)上升到相應(yīng)的安裝高度，技術(shù)人員要應(yīng)用千斤頂提升其上升力，并通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)對其提升過程進(jìn)行控制。

整體吊裝安裝技術(shù)。在地面完成大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的安裝工作，然后應(yīng)用拔根或者起重機(jī)對其進(jìn)行吊裝。該種吊裝方法比較簡單，對設(shè)備要求也比較低。在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)安裝中的應(yīng)用比較普遍。

頂升安裝技術(shù)。頂升安裝技術(shù)應(yīng)用液壓活塞式或者螺旋式千斤頂為大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)提供升力。并應(yīng)用永久結(jié)構(gòu)或者臨時(shí)支架，對其提升過程進(jìn)行支撐，進(jìn)而確保整體安裝工作圓滿完成。

3.4 分段吊裝技術(shù)

施工人員要結(jié)合起重設(shè)備的性能和構(gòu)成，在工程施工中涉及到的相關(guān)構(gòu)件拼裝成條狀或者塊狀的小單元，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用起重設(shè)備將其吊裝到正確的設(shè)計(jì)部位，進(jìn)而再將其拼裝成一個(gè)整體。

工程負(fù)責(zé)人在圈梁和框架工作完成之后，對高空滑移方法進(jìn)行應(yīng)用。高空滑移能夠提升整體工程效率，最大程度縮短工程，以節(jié)省工程成本。高空滑移技術(shù)對起重設(shè)備和牽引設(shè)備的要求比較低，并且其結(jié)合工程需要進(jìn)行局部支架的搭設(shè)，降低了腳手架的成本，能夠?qū)ΜF(xiàn)代大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)整體施工成本進(jìn)行控制。

4 大跨度廠房鋼結(jié)構(gòu)施工安裝質(zhì)量控制

必須要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)以及性能等，從而充分的結(jié)合施工企業(yè)的內(nèi)部情況，從而完善鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量管理保證體系，并且也需要能夠做大施工質(zhì)量第一和用戶第一的質(zhì)量意識，與此同時(shí)也需要制定出一個(gè)科學(xué)的質(zhì)量管理方針，通過開展質(zhì)量的教育和培訓(xùn)的工作，從而能夠逐步的去完善有關(guān)的考核制度，從而能夠防治施工人員在施工的過程中出現(xiàn)大意，同時(shí)也需要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)工程的施工實(shí)際情況和工程規(guī)模的大小，從而確定出科學(xué)以及合理的施工質(zhì)量管理控制方式，也需要不斷的去完善施工現(xiàn)場的的管理制度，對其施工人員的行為進(jìn)行規(guī)范，更好的保證施工管理人員能夠?qū)ψ约旱穆氊?zé)進(jìn)行履行，全面的提高施工組織機(jī)構(gòu)的工作效率，同時(shí)也需要對鋼結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量進(jìn)行有效的管理，對于每一項(xiàng)施工的過程進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并且也需要對經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

總之，伴隨著國家經(jīng)濟(jì)工業(yè)化進(jìn)程的加速，鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)越性更加凸顯，在保證鋼結(jié)構(gòu)施工安全性、快捷性的同時(shí)，更加經(jīng)濟(jì)性的施工方案也對鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝提出了更大的挑戰(zhàn)，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對其的研究非常有必要。

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[2]王雪晨，曹文根.大跨度鋼結(jié)構(gòu)高空滑移安裝施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械化，2011，S2：21-24.

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