大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的若干技術(shù)問題及探討

張孟

摘?要：大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)由于形式多樣化、經(jīng)濟性高等特點受到設(shè)計師的青睞，大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)項目在我國的建設(shè)取得了良好成就，但也出現(xiàn)了一些技術(shù)問題，本文分析了大跨度鋼結(jié)構(gòu)的特點，提出大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的技術(shù)問題，并對大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行詳細探討，促進大跨度復雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定推進。

關(guān)鍵詞：大跨度;鋼結(jié)構(gòu);技術(shù)

文章編號：2095-4085（2020）08-0097-02

現(xiàn)代大型大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)取得了較好發(fā)展，因此，應提高復雜鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，明確施工方案，降低結(jié)構(gòu)成型后的受力影響。施工技術(shù)人員還應清楚結(jié)構(gòu)性能，跟蹤分析不同工況狀態(tài)，提高安裝的安全性和結(jié)構(gòu)的可靠性，設(shè)計人員不僅要保證整個復雜鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計剛度及承載力滿足規(guī)范要求，還應重視對設(shè)計狀態(tài)的分析，從而將整個項目的成型過程進行全面研究。

1?大跨度鋼結(jié)構(gòu)的特點

1.1?結(jié)構(gòu)形式多樣化

從我國建筑的結(jié)構(gòu)狀態(tài)看，很多建筑使用大跨度鋼結(jié)構(gòu)，擺脫傳統(tǒng)的單一結(jié)構(gòu)形式，從而提高建筑的安全性，有效促進大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性。在我國已有的著名建筑中，水立方的建設(shè)就是基于泡沫理論的多面體空間鋼架結(jié)構(gòu)，同時借助新型覆膜材料形成外表皮，在保證建筑質(zhì)量的同時，提高外表的美觀性。該種結(jié)構(gòu)多用于國家重點建筑建設(shè)，但施工復雜，對技術(shù)的要求也比較高，對設(shè)計人員和施工人員都是較大的挑戰(zhàn)。

1.2?使用鋼材等級較高

大跨度鋼結(jié)構(gòu)對于鋼材的等級要求較高，為了保證大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)定性，應保障建筑材料的質(zhì)量達標，根據(jù)實際的需要選擇合適的等級，從而充分發(fā)揮建筑使用材料的性能，而在實際施工過程中，為了保障大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用性能，應盡量選取強度級別較高的鋼材，例如Q460E，Q390C等，從而保障施工質(zhì)量。

1.3?運用預應力技術(shù)

預應力是一種新興的技術(shù)，其普遍應用于現(xiàn)代設(shè)計中，多表現(xiàn)在索穹頂新型結(jié)構(gòu)中，該種新型結(jié)構(gòu)形式使得在設(shè)計階段的節(jié)點形式更加多樣化，利用的工程構(gòu)件和界面類型也逐漸增多，加深了設(shè)計難度的應用性，并且大量的工程結(jié)構(gòu)都需要進行預拼裝，從而使得現(xiàn)場的焊接工作量增加，但從根本看，建筑結(jié)構(gòu)受到荷載前，對結(jié)構(gòu)施加一個相對的預應力，從而提高其剛性和耐久性。

1.4?高精確度加工

大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中，對于構(gòu)件的精度要求比較高，同時構(gòu)件還應符合國家標準，特別是在原材料的焊接時，焊接縫還應符合國家水平，為迎合構(gòu)件特殊結(jié)構(gòu)需求，針對構(gòu)件，開展復雜試驗確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全，規(guī)范操作，從而使建筑物能夠正常使用。

2?大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的技術(shù)問題

2.1?桁架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題

對于跨度較大的鋼結(jié)構(gòu)工程，需要考慮到桁架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，特別是高空作業(yè)的危險性較高，想要徹底解決這一問題比較困難，因此，為了提高施工質(zhì)量，保證施工效率，在施工時通過將空間框架用作吊裝單元，當焊接工作接近地面時，再開展工作，從表面上來看沒有太大問題，但歸根結(jié)底，桁架結(jié)構(gòu)并不穩(wěn)定，不利于建筑工程的推進和開展。

2.2?仿真技術(shù)問題

人們對鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)注常常在于實際的承載力，而忽視施工期間鋼結(jié)構(gòu)的受力，因此，當國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的跨度增加時，對于鋼結(jié)構(gòu)的施工也會造成一些困難，安全問題也隨之產(chǎn)生。鋼結(jié)構(gòu)安裝時，使用了預變性技術(shù)，確保了鋼結(jié)構(gòu)安裝的精準性，而在拼接時，又實施了仿真技術(shù)，合理的控制大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)，才能夠提高結(jié)構(gòu)形狀與尺寸的準確性。

2.3?滑輪力學問題

在建筑施工過程中，應對吊裝中的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝多個滑輪，從而滿足鋼結(jié)構(gòu)的大跨度施工，在結(jié)構(gòu)與構(gòu)件上升時，使滑輪處在最佳的位置，與原來的結(jié)構(gòu)形成新的結(jié)構(gòu)，從而滿足施工的要求，針對施工現(xiàn)場的具體情況，合理配置現(xiàn)場建筑材料，但現(xiàn)場配置與內(nèi)力分布常有不均現(xiàn)象，如果結(jié)構(gòu)至平衡配置，該過程就會反復發(fā)生，不利于連桿內(nèi)力的發(fā)揮。

3?大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探討

3.1?提高平面與空間桁架的平穩(wěn)性

高空作業(yè)是有危險性的，因此，應盡可能提高高空焊接作業(yè)的穩(wěn)定性，降低工作難度，提高工作效率，使用整體吊裝的方法，將焊接工作轉(zhuǎn)移到地面進行，合理選取吊點，提高桁架的穩(wěn)定性，進行直線型支架的吊裝和兩端拼接時，選擇吊點位置要保證支架的起吊平穩(wěn)，盡量避免支架自重導致的相對形變，從而提高拼接工作的質(zhì)量，也使單個構(gòu)件不失穩(wěn)定性，得到目標強度，可能的情況下，盡可能增加吊點，提高穩(wěn)定性。位于烏魯木齊市河馬泉新區(qū)新疆大學新校區(qū)圖書館項目總建筑面積為61333.36m2，地下1層為混凝土結(jié)構(gòu)，地上6層為鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體體系為框架結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)總量約1萬t。項目建成后對新疆大學建設(shè)起到重要推動作用，為鑄就西部先進的新疆大學打下了堅實的基礎(chǔ)。

3.2?合理設(shè)置臨時支承柱

臨時支承柱對大跨度剛結(jié)構(gòu)工程具有重要作用，在施工過程中，使用次數(shù)也較多，但如果使用不當也會造成負面影響，在整體結(jié)構(gòu)規(guī)劃時，未將支承柱所施加的壓力計算在內(nèi)，從而影響鋼結(jié)構(gòu)中力的分布，因此，應根據(jù)實際狀況，合理安排支撐方案，包括單柱支撐、聯(lián)體支撐以及網(wǎng)架支撐等，從而提高剛體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.3?解決臨時支承柱拆除問題

在大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)完成安裝后，應對支承柱進行拆除，從而使結(jié)構(gòu)力進行轉(zhuǎn)移，完成內(nèi)力的重新分布，對體系力的作用進行分析，使鋼結(jié)構(gòu)整體的受力狀況達到預計的設(shè)計要求，拆除過程應緩慢進行，對于各受力桿件進行恰當?shù)奈⒄{(diào)，保障安全和質(zhì)量，也可在臨時支承柱頭設(shè)置千斤頂?shù)瓤烧{(diào)節(jié)裝置，從而更好的保護建筑。新疆國際會展中心展館按中軸對稱布局，采用的是大跨度張弦桁架，跨度108m，為國內(nèi)第三大跨度，其中橢球體明月造型設(shè)計為大懸挑桁架結(jié)構(gòu)，支承柱在拆卸時耗費了大量的精力，設(shè)計難度和人員容納規(guī)模均居全國同類建筑前列。

4?結(jié)?語

綜上所述，從目前的發(fā)展狀況看，建筑結(jié)構(gòu)有向大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的趨勢，并且該項技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展逐步成熟，兼具經(jīng)濟性和穩(wěn)定性，但我國大跨度復雜空間鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，也導致了鋼結(jié)構(gòu)的施工難度較大，需要技術(shù)人員積極創(chuàng)新復雜空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，從而解決其中存在的問題，確保大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]張宜.大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的若干技術(shù)問題及探討[J].祖國，2016，（03）：79-83.