高位懸挑鋼結構施工與檢測技術研究

江濤

摘要：在建筑中，高位懸挑鋼結構主要用于大型的、綜合體建筑中，其主要的作用是承重。因此，高位懸挑鋼的質(zhì)量決定了整個工程與建筑的質(zhì)量與安全?；诖?，本文研究了高位懸挑鋼結構施工與檢測技術，并且對施工方法與管理體制等會對工程造成影響的關鍵因素都做出了討論，希望可以及時的判斷出高位懸挑鋼結構中是否有質(zhì)量問題，進一步提高建筑的整體質(zhì)量。

Abstract： In the construction， the high cantilever steel structure is mainly used in large-scale， complex buildings， and its main role is load-bearing. Therefore， the quality of the high cantilever steel determines the quality and safety of the entire project and construction. Based on this， this paper studies the construction and detection technology of high cantilever steel structure， and discusses the key factors that affect the project such as construction method and management system. It is hoped that the quality problem of the high cantilever steel structure can be judged in time to further improve the overall quality of the building.

關鍵詞：高位懸挑鋼結構;施工;檢測

Key words： high cantilever steel structure;construction;inspection

中圖分類號：TU758.11? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）34-0216-02

0? 引言

高位懸挑鋼結構從本質(zhì)上來說是一種梁板結構，主要通過拉索等方式，使建筑的整體結構能夠逐漸向外部進行延伸，并且形成一種懸臂結構，比如說：在陽臺或者是長廊處于懸空狀態(tài)時，常常會使用高位懸挑鋼結構來作為支撐。而常規(guī)的懸挑結構還能起到一定的遮風與避雨的作用，在早期的建筑行業(yè)中，常規(guī)的懸挑結構應用的還比較廣泛，但是隨著目前施工技術的不斷發(fā)展，逐漸形成了高位懸挑鋼結構，這種結構的承重能力更強，因此，在應用上也更加廣泛。但是在實際建筑的過程中，高位懸挑鋼結構的應用步驟非常復雜，而且如果稍有不注意，則很有可能造成安全隱患。所以在實際操作的過程中一定要注意加強相關的檢測。

1? 高位懸挑鋼結構的相關受力特點

不同工程結構之間還會存在著非常大的差異，而且高位懸挑鋼各個結構也存在著一定的差異。另外，各個建筑中高位懸梁結構也存在著差異，所以，本文將結合實例進行分析。

1.1 實際的案例

在某個大型的綜合體工程中，需要大量的鋼結構，而這個工程的樓在西北角的位置，這個位置的15層以上的樓面的主要結構都是高位的大懸挑鋼結構，而且這種結構主要覆蓋了3個樓層，每個樓層的高度都在3.6米，可以根據(jù)相關的方案得知懸挑鋼的最大的外挑距離在11米以上，在平面的部分可以相應的設計成等腰三角形的形狀，另外，樓層之間所采用的主要是鋼性壓板與混泥土層構成，而15層處外挑的鋼柱，則是通過拉桿與層型鋼混凝土的鋼柱連接所組成的[1]。

1.2 在受力方面的特點

如15樓往上的懸挑鋼的結構主要使用的是鋼拉桿作為輔助的材料，其還是具有一定的輔助懸挑鋼受力的作用，特別是鋼拉桿的性能方面與整個建筑的受力的特點都有著密切的關聯(lián)。依照相關的設計圖紙可以得到建筑中的結構，主要包含了4個，首先，1號的鋼拉桿拉力需要在592N，其次，2號的鋼拉力在582N，再次，3號的鋼拉桿的受力需要在426N左右，最后4號的拉桿的拉力要在453N，而在檢測的結束后，需要使拉桿的拉力滿足需求。

2? 高位懸挑鋼鋸結構施工的安裝

2.1 吊裝設備的相關規(guī)范

目前很多的高位懸挑鋼結構，由于施工的樓層的高度都是比較高的。因此，在采用吊裝設備來進行作業(yè)的時候，不同構件的重量不同，則需要對不同的吊裝設備來選型，還要滿足不同的高度與起重要求，并且依照相應的工程核算的結果，如果是高位的懸挑結構，每個構件的最高的重量要在73.4kN左右，而且這種就屬于大型的構件了，工程單位如果選擇TC7035B型號的起重機的話，則起重機可以承擔的重量在7.8t左右，而且這樣才能滿足大型的構件的重量。在案例施工的過程中，有一個6.8t的構件與起重機的距離還是比較遠的，而且處在邊緣的范圍，從物理學角度來出發(fā)，起重機一般能夠承受的重量已經(jīng)不能滿足這種構件了，而且在施工的過程中，容易出現(xiàn)安全隱患，因此，可以采用125支撐，并且使用50kN的手拉葫蘆來控制其結構在上升過程中的穩(wěn)定性。

2.2 安裝構建的主要方案

在吊裝設備能夠充分滿足相關的需求的情況下，就可以順理成章的進入到構件的安裝階段，而在構件安裝的過程中，需要嚴格遵循設計的方案，方案主要可以分成兩個部分：第一個部分就是按照安裝順序，安裝順序就是根據(jù)相關的施工計劃，然后再依據(jù)建筑從低到高的安裝要求，也就是14到15層再到16層以此類推。第二種方法主要是按照各工況安裝的要求進行安裝，因為一般的構件安裝的范圍非常大，因此，在安裝不同的構件的過程中，由于工況不同，可以先預設幾個不同的工況，在依照工況的不同與施工要求的不同，來進行施工。比如說以分成三個工況為例，第一種工況是對于15層進行吊裝構件，在安裝之前，首先要保證主梁的安裝，與軸線的鋼拉桿，主鋼梁柱與混凝土柱相連，拉桿的長度在11.4米左右，其一端與頂樓的混泥土主鋼梁連在一起后，可以形成一個大約40度的夾角，其另一端會與15層的主鋼梁進行臨時的連接，在這種狀態(tài)下，可以調(diào)整主鋼梁的高度與位置，從而達到設計的標準。另外，還可以根據(jù)15層的主鋼梁來進行計算，是否需要進行臨時設置支撐裝置。第二種工況是對于15層的地面進行構件的安裝。另外，還可以根據(jù)15層的主鋼梁來進行計算，是否需要進行臨時設置支撐裝置。第三種工況主要是針對于包括16層、17層以及頂樓位置在內(nèi)的樓層，針對這幾個部分，在構建安裝的過程中，要進行整體的操作，由于構建的類型都比較類似，因此，可以被歸到同一種工況里。根據(jù)相關的要求，在完成鋼柱、鋼梁的安裝過程中，需要嚴格的按照相關的設計要求，并且遵循由低到高的原則，逐步的完成連接，并且對壓型鋼板進行逐步的鋪裝后，在將其進行焊接、鋼筋的捆綁以及混凝土的澆筑就完成了[2]。

3? 檢測技術與應用

3.1 檢測的方法

通過振動頻率的方法對懸挑鋼的結構與拉應力進行檢測，并且根據(jù)拉桿的不同拉力與受力的情況，來計算振動的頻率，這樣可以進一步得出結構中拉力的數(shù)值，在計算的過程中還要考慮到索邊界的條件，包括垂度與斜度等，還有阻尼器等等都會對振動造成影響，因此，在計算的過程中一定要將這些因素考慮進去，避免計算的結果與實際情況有出入，將檢測結果與標準值進行對比之后，就可以發(fā)現(xiàn)懸挑梁的結構是否存在著質(zhì)量與安全上的問題。

此外，在計算的過程中，不僅要考慮到拉索索力，還要考慮到拉桿的長度沒包括每延米的質(zhì)量，以及拉索界面的彎曲情況，之后再測量相關的振動頻率，依照公式進行計算就可以了。但如果在實際操作的過程中，拉桿兩端的邊界上不能夠形成支撐的過程中，則上述的方法是無效的，這時就需要根據(jù)有限元軟件，并且利用這種原理來進行計算，有限元軟件的計算方法是需要對拉桿的拉力進行假設的，然后在不同的條件之下，來計算拉桿振動的頻率，直到操作的過程中，能夠保證頻率值誤差在0.1以內(nèi)，這樣才能保證有限元計算的結果就是最終想要得出的結果。

3.2 檢測過程中所要用到的儀器

根據(jù)實際的案例可以得出懸挑鋼的結構的檢測是需要五種儀器的，也就是壓電式加速計、低通濾波的放大器與智能信號采集分析儀，還有就是綜合測試儀、智能的玄式數(shù)碼應變計[2]。儀器的主要參數(shù)包括：壓電式加速計的型號是VS-99，其頻率范圍在0.1-200Hz，靈敏度為12.5V/g，而低通濾波的放大器的截止頻率在-3Db，1Hz可以保證多檔可測;智能的玄式數(shù)碼應變計的型號是1NV306，其頻率的精度主要是0.01%，而幅值在0.01%左右，相位是1度，量程是±3000g;綜合測試儀的振弦的頻率是600-3000Hz，而其溫度在-40°C-125°C期間，其測量的頻率精度在0.1%±0.1Hz左右，其溫度測量的精度在±0.5°C之間。

3.3 鋼拉桿的拉力從主要測量原理

在實際操作拉桿的時候，其拉力與設計值是存在著一定的出入的，但是拉力值可以衡量結構的內(nèi)力狀態(tài)是否符合相關的要求，當前還是有非常多的方法可以用來測量拉桿在承載著一定壓力的情況之下，通過使用千斤頂油壓表法，與錯固端埋置的方法，以及振動頻率與磁通量測量法，但目前由于振動的頻率法由于其測試時需要的精度與測試條件都不是特別高，因此，在建筑過程中，其廣泛的應用與結構拉桿與橋梁拉索包括吊桿還有其他桿結構拉力的測試中的應用都非常廣泛。另外，在相應的條件下，拉桿的拉力與拉桿的振動頻率是存在著一定的對應關系的，而且采用的主要是振動頻率測量拉力的方法，這種測量方法是需要綜合考慮各種因素的，因為很多因素都會對索力振動造成影響。

3.4 整個案例的檢測流程

首先通過夾具將加速傳感器安裝在拉桿上，再通過傳感器的功能來采集拉桿的振動頻率，再通過放大器來將信號放大，這樣可以方便信號的采集與分析，通過采集儀器將信號全部收集之后，可以再通過信號分析儀將數(shù)據(jù)進行采集與分析，在發(fā)送給綜合測試的儀器，形成振動頻譜之后，在這一基礎上通過智能弦式的數(shù)碼應變計對頻譜進行分析，在通過拉桿進行多階的自振頻率。其次，在通過對拉桿的實測頻率與長度，還包括線密度與垂度，抗彎剛度等進行計算與測試。

3.5 測試結果

測試結果顯示，鋼拉桿標號為1的測試頻率是4.41/Hz，測試拉力在548.4/kN，鋼拉桿標號為2的測試頻率是4.55/Hz，測試拉力在588.6/kN，鋼拉桿標號為3的測試頻率是4.53/Hz，測試拉力在586.9/kN，拉桿標號為4的測試頻率是4.53/Hz，測試拉力在586.9/kN，根據(jù)測試結果可以得出拉桿的頻率與拉力的設計跟設計要求比較符合，而且都在合理范圍之內(nèi)，因此，其質(zhì)量與安全性都是比較可靠的。

4? 結束語

綜上所述，本文討論分析了高位懸挑鋼結構的施工與技術檢測情況。結合相關的案例，分析了高位懸挑鋼結構的受力情況與受力特點，并且對施工過程中的重點與檢測目標進行了分析，還討論了吊裝的要求，對工程的要求與相關的注意事項進行了闡述，還包括案例的施工成果與檢測的方法等，根據(jù)相關的案例證實可以得出這種施工方法還是值得借鑒的。

參考文獻：

[1]趙邦杰.分析大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題[J]. 現(xiàn)代國企研究，2017，0（12）.

[2]張振華.大型懸挑鋼結構施工關鍵技術研究[J].域治理，2018（27）：262.

[3]閆捷恒.超高層結構懸挑轉換鋼桁架施工研究[J].山西建筑，2017（1）：125-126.