大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和施工要點

陳方麗

大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和施工要點

陳方麗

由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用的時間還比較短，大部分是在機場、體育館等一些建筑物的應(yīng)用中。這些設(shè)施建設(shè)大多數(shù)是國家為其提供的資金，因為它關(guān)乎著人們的實際利益與社會形象。因此需要保證其施工，所以加強大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工要點與關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。具體如下：

一、大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的常用施工技術(shù)

大跨度結(jié)構(gòu)主要的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，包含網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)等，這些結(jié)構(gòu)在感受到外力的情況下，因為他們的特點各不相同，所以在施工過程里要注意到很多因素，比如說施工材料、機械、施工的場地條件、工程質(zhì)量和施工成本等。在我國建設(shè)體系中常見的應(yīng)用大跨度鋼結(jié)構(gòu)的方法有六種，包括高空散裝法、整體吊裝法、分條或分塊安裝法、整體頂升法、整體提升法以及折疊展開安裝法。

1.高空散裝法

所謂的高空散裝法是指在結(jié)構(gòu)上使用的全部構(gòu)件分成若干個小的散件直接在高空中設(shè)計位置上安裝成整體的方式，在施工時利用滿堂的懸挑和支架兩種方法。支架法在我國應(yīng)用的比較廣泛，這樣的施工方法比較適合于節(jié)點很多的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上使用，它的主要特點是不需要大的起重設(shè)施，但是它的弊端就是在搭建的過程里會占用很多材料。

2.分條或分塊安裝法

所謂分條或分塊安裝法是指將鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地面上進行焊接，將其變成條狀或者是塊狀的拼裝，接著由起重機械吊裝至設(shè)計位置組成整體架構(gòu)，因此它也被稱為小片安裝法。這樣的方法相比較高空散裝法可以節(jié)省很多的地面支架，并且分塊或分條的大小一般是由起重設(shè)備的承受范圍所決定的，所以施工方案的制定會比較靈便。

3.整體吊裝法

所謂整體吊裝法是指分散的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地面的時候?qū)⑵淦唇映烧w，然后在利用起重設(shè)備將其吊至高空設(shè)計的位置施工將其安裝，這個方法多于中等的跨度下桁架結(jié)構(gòu)非常適用，同樣對起重設(shè)備的要求會比較高，并且在使用整體吊裝的過程里對于地面上的建筑工程的施工會有很大的影響。

4.整體提升法

所謂整體提升法是將起重設(shè)備放在結(jié)構(gòu)的上面，其應(yīng)用的方式是對于結(jié)構(gòu)在地上安裝完以后，通過吊桿將拼裝好的結(jié)構(gòu)提至到已經(jīng)設(shè)計好的位置上。這樣的施工方法基本采用的是利用小的機械群體來安裝大結(jié)構(gòu)框架，可以大大地減少吊裝時所產(chǎn)生的成本，與此同時可以將主體結(jié)構(gòu)上的一些附屬部分一起調(diào)至到設(shè)計位置，例如通風(fēng)設(shè)備、電器管線、防水層等部分，這么做不僅僅會對工期有所加快，還大大地降低了成本同時也保證了安全。

5.整體頂升法

所謂整體頂升法是指鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地面上拼接完以后可以把結(jié)構(gòu)柱當(dāng)做滑道來使用，將千斤頂安放在各個結(jié)構(gòu)支點的下方，接著一步一步地將架好的結(jié)構(gòu)慢慢地頂升至設(shè)計位置的方式，因此整體頂升法與整體提升法的區(qū)別在于它的提升時利用的設(shè)備不同和提升應(yīng)用的軌道也不同。

6.折疊展開安裝法

所謂折疊展開安裝法是運用網(wǎng)殼穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，它的使用原理在于它的立體空間可以被當(dāng)做是環(huán)向箍的效果與徑向拱的效果來疊加。這種施工技術(shù)的核心是，首先是將網(wǎng)殼去掉一部分桿件，讓它成為一個可以機動的結(jié)構(gòu)體，接著就是將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地面上將其折疊的部分進行展開，來減低它的安裝高度，最后通過提升設(shè)備的方式將補全剩余的構(gòu)建在設(shè)計位置時，這樣使整體的結(jié)構(gòu)又恢復(fù)了之前的靜定結(jié)構(gòu)。

二、大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工要點分析

如今的大跨度鋼結(jié)構(gòu)的工程建設(shè)不再是單一的，它會將生物工程和計算機科學(xué)、物理學(xué)等綜合應(yīng)用。最后以一個成形的建筑物展現(xiàn)在人們的面前。因此我們在施工中的要點分析時不能只是針對于傳統(tǒng)的土木技術(shù)分析了。在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過程里要注意焊接、吊裝與吊梁車的裝配等方面，具體的施工要點分析如下：

1.鋼結(jié)構(gòu)焊接前后的要點分析

第一，鋼結(jié)構(gòu)在焊接以前，要選擇正確的焊接材料、焊接電壓、焊接電流等。在焊接的過程里必須要保證焊接處的清潔，以此來增大焊件的應(yīng)用性能。第二，在鋼結(jié)構(gòu)的精密度下，可以采用焊接胎夾具的方法來完成裝配與檢驗。第三，在焊接過程里要非常重視鋼結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象的控制，最后一步是對零件施工裝焊加工。

2.大跨度鋼結(jié)構(gòu)裝配工藝尺寸選取

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的裝配過程中，應(yīng)該依據(jù)生產(chǎn)需要來要裝配的尺寸，這樣才會使誤差達到最小化。依據(jù)相關(guān)的裝配流程與圖紙的需求進行施工與設(shè)計，來確定所裝配的工藝尺寸。在放樣的過程里，企業(yè)需要與建設(shè)相結(jié)合的中心目的在于屋架形式預(yù)留的收縮量是否合理，再將放樣的連接板與實施平臺進行連接，通過鐵檔的方式進行剛定位，來保證施工尺寸大小的準(zhǔn)確性，根據(jù)前一個屋架的底模為標(biāo)準(zhǔn)進行裝配與焊接，保證焊接部位的清潔程度作為前提。

3.鋼屋架吊裝的施工要點

對于比20米大的跨度鋼結(jié)構(gòu)的安裝時，要常常采用整體吊裝。實施吊裝的技術(shù)如下：采取三點的吊裝方法，以鋼結(jié)構(gòu)的廠房屋面為支點，對于組成后的構(gòu)件來實施整體掉吊裝。在達到以一軸為核心的屋架吊裝以后，用相同的方法進行二次屋架安裝，嚴(yán)格控制屋架的傾斜于側(cè)彎狀況發(fā)生，在施工時，為了保證穩(wěn)定性，需要應(yīng)用螺栓來連接鋼柱與鋼屋架。屋架吊裝完成以后，首先查驗它的安裝位置是否發(fā)生偏差，其次檢驗螺栓的固定與是否對相鄰屋架進行垂直支撐。如果是大型的面板，需要采取焊接方法來連接上。

4.應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的虛擬實驗和結(jié)構(gòu)模型的作用

在當(dāng)今，現(xiàn)代化的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控設(shè)施的虛擬的建設(shè)功能對于鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用提供了很多的便利。有效地避免了在施工中因為構(gòu)件偏差和施工事物給建筑物帶來的隱患，保證其施工的質(zhì)量情況，同時也節(jié)省了一部分的經(jīng)濟費用。但是，由于某個構(gòu)件在施工的過程里由于安裝或是吊裝的原因使其發(fā)生偏移，從而導(dǎo)致整個工程的受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。然而模擬技術(shù)的應(yīng)用有效地避免了這些給工程結(jié)構(gòu)帶來影響的情況?？偠灾?，應(yīng)用模擬實驗技術(shù)可以加大對工程的難點以及重點的控制，從而保障施工質(zhì)量。

5.新技術(shù)、新材料的應(yīng)用是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建造的基礎(chǔ)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工是根據(jù)設(shè)計圖進行過嚴(yán)格的模擬實驗，雖然是利用科學(xué)的、逼真的模擬方法進行檢驗，但在其施工過程中會出現(xiàn)一些不可控制的外界因素，會導(dǎo)致阻礙過程實施?，F(xiàn)代化的煉鋼技術(shù)是為建設(shè)過程提供優(yōu)質(zhì)材料為中心的建造目的。對于大跨度的建造時所用的鋼材料，對其形狀和質(zhì)量都有著相當(dāng)高的要求，如若不是現(xiàn)代技術(shù)非常發(fā)達的情況，那么也不至于談到大跨度的話題。除此之外，焊接技術(shù)的快速發(fā)展為施工建設(shè)的整體提供了保障。從規(guī)劃到構(gòu)建是一個構(gòu)造的過程，大部分都是依照焊接的方法進行連接的。越是大型的鋼結(jié)構(gòu)對其承受載力的需求越大。這就給在對縫的銜接上帶來很大的困難與挑戰(zhàn)。所以，使用高級的焊接技術(shù)和先進的焊接設(shè)備是在建造中對于施工時的非常重要的根本。

6.建造團隊與技術(shù)人才是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建造的根本

通過我們對于每一個不同的大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建筑工程的研究，我們會發(fā)現(xiàn)在實施的過程里所涉及的施工隊伍、設(shè)計師、工程師以及各界的精英們數(shù)不勝數(shù)。那么便可以看出大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工程是人類目前最高端的建造模式。是多個行業(yè)的團隊精英們的智慧結(jié)晶所產(chǎn)生的工程，一個工程科學(xué)的、規(guī)范的建造是離不開在施工過程中擁有一個綜合素質(zhì)非常高的建造隊伍，以及專業(yè)的施工團隊作為前提條件的。加大對施工時的管理制度，這是對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量的保證，溝通和協(xié)調(diào)也是建設(shè)中的重要元素。

三、結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速增長，建筑施工會逐漸增多，大跨度結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也會越來越多。由于大跨度的結(jié)構(gòu)裝配上會有很大的難度，因此，探究其施工的要點是確保建筑的穩(wěn)定性與安全性的基礎(chǔ)。大跨度鋼結(jié)構(gòu)的安裝過程里要采取正確的方法，在吊裝流程里要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進行，并且及時查驗，來保障其施工質(zhì)量，這樣大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工才會持續(xù)地發(fā)展下去。

（作者單位：臺州遠信建設(shè)工程有限公司）