鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工控制措施

劉文賢

（福建徑坊建造工程有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

現(xiàn)階段，人們的生活質(zhì)量逐漸得到提升，對建筑的要求也越來越高。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的支持下，鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了較好的效果。在實際的工程項目中，為了解決實際問題，提高施工質(zhì)量，則需要相關(guān)施工人員充分掌握大跨度空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)特點，合理應(yīng)用高空散裝技術(shù)以及分段吊裝技術(shù)，并利用有效的施工控制方法，提高建筑的整體質(zhì)量。

1 工程概況

本工程為印包廠房擴(kuò)建項目，其位于廈門市海滄區(qū)新陽工業(yè)區(qū)，總建筑面積約為59569.681m2，本工程由聯(lián)合工房、配電房、溶劑庫、生產(chǎn)輔房及物流大門、門衛(wèi)室等施工分項組成，其具體平面尺寸及最大跨度可如表1 所示。聯(lián)合工房地下一層，地上3-5 層，其余均為一層。

表1 印包廠房擴(kuò)建項目施工分項平面尺寸及最大跨度

2 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)特點

大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)相比于其他技術(shù)具有較為顯著的優(yōu)勢和特點，首先則是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的造型較為豐富多樣，這是因為在建筑工程項目中，大跨度空間結(jié)構(gòu)是由很多鋼板在實際需求的基礎(chǔ)上，按照設(shè)計要求而組成的，所以可以滿足建筑結(jié)構(gòu)的多樣化需求。比如北京奧運會的羽毛球比賽場館，其應(yīng)用大跨度空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)時，將大跨度弦支彎頂作為主要的鋼結(jié)構(gòu)，將多面體泡沫嵌入到鋼結(jié)構(gòu)中，從而可以體現(xiàn)大跨度空間結(jié)構(gòu)的多樣性和獨特性，同時在很大程度上也體現(xiàn)了綠色建筑和生態(tài)建筑的理念[1]。

其次，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)具有較好的堅固性和耐用性，能夠提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但是因為大跨度空間結(jié)構(gòu)會應(yīng)用帶很多的構(gòu)件，所以其也具有一定的復(fù)雜性?；诖嗽谠O(shè)計大跨度空間結(jié)構(gòu)時會存在一定的難度，特別是對于會展中心、體育場館等大型建筑來說，涉及的建筑材料和施工工序相對較多，在提高穩(wěn)固性的同時，對設(shè)計施工來說也具有復(fù)雜性的特點。

最后，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)具有良好的精確性。由于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)是由很多構(gòu)件組合而成的，因此相關(guān)施工人員需要對每個構(gòu)件進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和性能測試，充分保障其質(zhì)量與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)相符合。同時大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工材料的預(yù)裝以及鋼材焊接工藝等都需要保證準(zhǔn)確性，所以建筑工程中的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有精準(zhǔn)性的施工特點。

3 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的具體施工技術(shù)

3.1 高空散裝技術(shù)

在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)使用中，高空散裝技術(shù)是一種比較常見而且有效的施工工藝，其施工技術(shù)開展可如圖1 所示，是由吊鉤、系繩以腹桿和上弦桿或下弦桿組成。在印包廠房擴(kuò)建項目中，應(yīng)用高空散裝技術(shù)能夠保障該項目的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)具有較好的穩(wěn)定性。所以在本次工程項目中開展高空散裝技術(shù)具有較好的質(zhì)量效果。

其具體實施步驟是：首先在預(yù)先設(shè)計的位置安裝搭建腳手架和臨時支架；然后利用相應(yīng)的起吊設(shè)備將大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的小拼單元或者是鋼結(jié)構(gòu)的散件吊運到設(shè)計好的位置，并在支架上進(jìn)行拼裝。通常情況下在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中無需利用起吊裝備，但是由于印包廠房擴(kuò)建項目的鋼結(jié)構(gòu)中散件相對較多，為了盡可能的降低拼裝失誤率，要盡量利用起吊設(shè)備按照合理的散件拼裝順序進(jìn)行施工，科學(xué)嚴(yán)格控制標(biāo)高以及軸線，保障該工程項目鋼結(jié)構(gòu)施工的實效性。

其次施工人員在工作平臺上進(jìn)行拼裝時，要從鋼結(jié)構(gòu)的一邊逐漸向外擴(kuò)，再利用起吊設(shè)備將單元散件等進(jìn)行拼裝，然后安裝到支座中，在安裝完首塊小拼單元后，施工人員要嚴(yán)格控制測量放線的尺寸。同時在印包廠房擴(kuò)建項目中應(yīng)用高空散裝技術(shù)時，需要注意支架的用量，并且要保障支架的強度和穩(wěn)定性，保障印包廠房擴(kuò)建項目的施工質(zhì)量。

圖1 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)高空散裝施工技術(shù)

3.2 分段吊裝技術(shù)

在印包廠房擴(kuò)建項目中，對大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中還應(yīng)用了分段吊裝技術(shù)。其是指相關(guān)施工人員將鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進(jìn)行分條和分塊處理，然后在將構(gòu)件吊裝到高空中進(jìn)行拼裝。所以在印包廠房擴(kuò)建項目施工中先要充分考慮起吊設(shè)備的吊運能力，再采用合理方法將構(gòu)件進(jìn)行分條或者分塊。在具體實施過程中先要搭建具有良好穩(wěn)定性的臨時拼裝支架，再使用起重設(shè)備將條狀和塊狀單元吊運到安裝位置。最后則是進(jìn)行整體的拼裝。在印包廠房擴(kuò)建項目中應(yīng)用分段吊裝技術(shù)則能夠有效的減少高空施工的作業(yè)量，而且部分施工作業(yè)可以在地面上進(jìn)行，在一定程度上降低了工程損耗，而且也提高了施工安全性。

在具體的分段吊裝程序中，則要保障鋼梁安裝完畢之后在進(jìn)行構(gòu)件吊裝，保障鋼柱框架的承受力穩(wěn)定，然后在根據(jù)設(shè)計圖紙的標(biāo)高對支撐架進(jìn)行拼裝，保障整個支撐體系的穩(wěn)固性，最后則要進(jìn)行兩邊段的鋼梁安裝，再進(jìn)行中間段的鋼梁安裝并合攏，利用臨時馬卡板進(jìn)行固定，焊接作業(yè)結(jié)束后將臨時馬卡板進(jìn)行平整打磨。不過在該項目的分段施工中，則要嚴(yán)格注意條狀或者塊狀單元的穩(wěn)定性和強度，必要時可以采用適當(dāng)?shù)募庸谭桨?，確保鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

4 鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工控制方法

4.1 開環(huán)控制

鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工存在一些不確定的因素，為了避免對施工質(zhì)量的影響，則要采用適當(dāng)?shù)目刂品椒ā６谟“鼜S房擴(kuò)建項目施工中，主要是采用開環(huán)控制，其是我國建筑工程領(lǐng)域中一種比較常見而且發(fā)展較早的施工控制方法，是基于簡單函數(shù)的經(jīng)典控制理論發(fā)展形成的，當(dāng)前已經(jīng)相對比較完善和成熟。因此在印包廠房擴(kuò)建項目中運用開環(huán)控制方法具有較好的實效性，能夠及時的發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)狀的缺陷。而由于印包廠房擴(kuò)建項目鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度施工的控制主要是單向控制，如果控制不到位，就會與施工實際發(fā)生嚴(yán)重的偏離。所以在本次工程中，一般是在簡單的施工項目中運用開環(huán)控制。

4.2 閉環(huán)控制

由于在印包廠房擴(kuò)建項目中對大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工采用開環(huán)控制可能存在不到位的情況，因此為了進(jìn)一步滿足對該建筑的施工控制要求，則可以設(shè)計采用避免控制方法。在本次工程中利用閉環(huán)控制具有較好的效果，而且能夠進(jìn)行施工作業(yè)反推，以檢驗其施工質(zhì)量和水平，能夠最大限度的降低事故率。另外一方面在印包廠房擴(kuò)建項目中采用閉環(huán)控制，能夠準(zhǔn)確反饋施工控制，充分滿足大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的精確性特點，可以減少鋼結(jié)構(gòu)的施工誤差，進(jìn)一步保障該項目大跨度空間結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

4.3 自適應(yīng)控制

自適應(yīng)控制是近年來建筑工程控制中應(yīng)用較為普遍的方法之一，其能夠在不斷的重復(fù)計算中進(jìn)行系統(tǒng)磨合，從而實現(xiàn)施工控制與施工實際的數(shù)據(jù)對比，檢查誤差，保障施工技術(shù)與建筑設(shè)計的數(shù)據(jù)相符合。在印包廠房擴(kuò)建項目中的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工中，運用自適應(yīng)控制能夠盡可能的減少設(shè)計誤差和施工誤差。比如在本次工程中，其能夠?qū)Σ牧先萘俊⒔孛鎸挾鹊葦?shù)學(xué)量進(jìn)行準(zhǔn)確計算，及時發(fā)現(xiàn)微小誤差，避免對施工質(zhì)量造成影響。所以與開環(huán)控制和閉環(huán)控制相比較而言，自適應(yīng)控制方法更具有智能化和現(xiàn)代化，對施工控制更加精準(zhǔn)，有利于保障印包廠房擴(kuò)建項目大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的合理開展，將誤差率降至最低。

4.4 安全控制

在鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間施工中，由于其作業(yè)具有高空、懸空和作業(yè)點較多等特征，為防止發(fā)生意外事故，則要采取一定的安全控制措施。比如成立施工現(xiàn)場安全監(jiān)督小組，通過專職安全管理人員監(jiān)管施工工序的全過程，落實安全管理制度和規(guī)定。同時要完備高空作業(yè)人員的安全防護(hù)措施，在工程開展時，要保障施工人員在高空施工中系牢安全帶，正確佩戴安全帽等個人防護(hù)用品用具，并且要在高空作業(yè)位置對應(yīng)頂部架底部位設(shè)置安全平網(wǎng)防護(hù)等，充分保障充分保障鋼結(jié)構(gòu)建筑大跨度空間的施工安全。

5 結(jié)論

綜上所述，在建筑工程科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，對于現(xiàn)代化大型復(fù)雜建筑的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工來說具有一定的促進(jìn)作用。通過掌握其施工技術(shù)特點，應(yīng)用高空散裝技術(shù)以及分段吊裝技術(shù)，能夠保障建筑結(jié)構(gòu)的多樣性和穩(wěn)固性。并且通過開環(huán)控制、閉環(huán)控制以及自適應(yīng)控制方法可以在很大程度上保障大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量和水平，有利于促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。