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

陳星酉 李莎 張舒繁

中國(guó)建筑第二工程局有限公司 北京 101149

引言

隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步與發(fā)展，橋梁工程施工理念出現(xiàn)了明顯新變化，甚至在一些橋梁工程施工建筑中都采用跨度較大空間結(jié)構(gòu)、復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)作為橋梁施工的架構(gòu)支柱。當(dāng)前時(shí)期人們的審美觀念逐步更新，橋梁工程有著多樣化的功能，在施工工藝上不能僅僅需要改變橋梁外形，還需要將鋼結(jié)構(gòu)制造工藝逐步改進(jìn)，例如，采用滑移曲線，非對(duì)稱結(jié)構(gòu)等新型技術(shù)，利用互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)做好輔助作用，確保橋梁施工工藝轉(zhuǎn)向科技化、現(xiàn)代化以及智能化[1]。

1 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)滑移施工技術(shù)

在實(shí)行大跨度的鋼結(jié)構(gòu)工程施工中，需要確?？臻g結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而解決這個(gè)項(xiàng)問題，首先就是要采用滑移施工技術(shù)。應(yīng)用滑移施工技術(shù)，要同時(shí)使用牽引裝置做好外在實(shí)施措施，確保實(shí)施過程可將穩(wěn)定車身結(jié)構(gòu)沿著目標(biāo)軌道有效運(yùn)行，從設(shè)計(jì)位置水平移動(dòng)到整體裝置。該種工程施工工藝的優(yōu)勢(shì)在于，快速解決設(shè)備在輻射吊裝安裝結(jié)構(gòu)中相關(guān)工藝存在的不斷變化的情況，降低施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行需求，但是該種施工工藝依舊存在一些缺點(diǎn)。使用該種施工工藝，橋梁結(jié)構(gòu)平面的干度要求高，需要鋪設(shè)軌道。其一旦出現(xiàn)任何牽引難度，根本就很難做到多點(diǎn)的同步控制。故在施工中，為了防止鋼管或者其他材料應(yīng)用差異，需要根據(jù)調(diào)點(diǎn)的難度以及穩(wěn)定性做好桁架的處理工作，實(shí)行材料的不同時(shí)期、不同步檢測(cè)，將系統(tǒng)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)有效提升，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)采樣標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)同步位移值增強(qiáng)，確保差異保持在15mm之間即可?；剖┕ぜ夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中只能給結(jié)構(gòu)提供一些向上的力量，提供單項(xiàng)的垂直約束處理，很難對(duì)計(jì)算結(jié)果的合理性做好嚴(yán)格測(cè)試以及校檢，源于每一個(gè)提升點(diǎn)的位移差出現(xiàn)變化時(shí)，結(jié)構(gòu)也會(huì)隨之變化。因此，無(wú)論位移差發(fā)生任何變化，都會(huì)引起結(jié)構(gòu)上的變化，此時(shí)，更需要設(shè)定嚴(yán)格的計(jì)算和檢驗(yàn)，確保桁架增生時(shí)不會(huì)出現(xiàn)任何安全性問題。由于提升點(diǎn)的設(shè)計(jì)位置的差異會(huì)導(dǎo)致工程施工的后續(xù)位移差異情況，故在規(guī)避危險(xiǎn)時(shí)要同步保證該區(qū)域的安全性，了解提升點(diǎn)的位移差所導(dǎo)致的后果，明確位移構(gòu)件的內(nèi)力變大的情況，計(jì)算出不同區(qū)域的位移差所出現(xiàn)的異常情況，對(duì)杠桿內(nèi)力做好穩(wěn)定性分析，確保提升點(diǎn)的設(shè)定位置不會(huì)隨意變動(dòng)，使得提升點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的間距小于15mm。若是一直屬于該種狀態(tài)，那么該結(jié)構(gòu)可一直處于一種安全的狀態(tài)下。此時(shí)的實(shí)際施工，只需要保證提升點(diǎn)和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的位移差屬于允許范圍內(nèi)，那么桁架體難以出現(xiàn)局部失穩(wěn)狀態(tài)[2]。

2 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工中柔性結(jié)構(gòu)成型情況

對(duì)于相關(guān)的、了解的索穹頂結(jié)構(gòu)中，索穹頂結(jié)構(gòu)需要有一個(gè)典型的空間做好張拉處理。在具體的工程施工中，需要著重重視成型工程的施工技術(shù)以及計(jì)算方法。索穹頂結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件有脊索、斜索、環(huán)索，中央支柱拉伸鋼圈等。在橋梁室內(nèi)的書籍中，對(duì)索穹頂結(jié)構(gòu)的形成過程具有詳細(xì)的論述，簡(jiǎn)單概括如下：通過不同順序和不同的方法對(duì)橋梁工程施加預(yù)應(yīng)力，使其慢慢地形成穹頂結(jié)構(gòu)，而穹頂結(jié)構(gòu)的施工工程成型方式和順序主要如下所示。

第一，將中央桁架或者中間的拉力環(huán)將提升點(diǎn)設(shè)定到某一個(gè)位置上，將位置固定化，然后再搭建臨時(shí)性的支撐結(jié)構(gòu)框架，對(duì)其中間情況做好綜合性的分析定位，定期將拉力往里拉即可。

第二，固定脊索、坡道以及外部電纜等鏈接區(qū)域的設(shè)定，要構(gòu)建完善的外向定位點(diǎn)以及起重軌桅桿，最后再將內(nèi)拉環(huán)拉高處理即可。由于穹頂技術(shù)大多數(shù)處于保密狀態(tài)，很多國(guó)外的橋梁史書籍也僅僅只是簡(jiǎn)單介紹一些基礎(chǔ)性的辦法。隨著國(guó)內(nèi)橋梁科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)很多科學(xué)技術(shù)人員以及橋梁工作者在桁架結(jié)構(gòu)研究中取得了一定的進(jìn)展，且為我國(guó)的群里結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3]。

3 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工中動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在信息技術(shù)的發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)管控技術(shù)在橋梁行業(yè)中應(yīng)用十分廣泛。采用大量的計(jì)算機(jī)程序?qū)ζ溥M(jìn)行控制，有利于將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于一個(gè)新型的技術(shù)領(lǐng)域，提升工程施工質(zhì)量與施工效率，將各種不利的因素做好綜合考量和分析，在很大程度上選擇合適且高效的技術(shù)分析方案，明確各種方案的可行性與可用性，優(yōu)化各個(gè)施工方案流程，確保工程施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)工程施工程序可靠性和科學(xué)性，有效的驗(yàn)證負(fù)面因素，對(duì)工程施工結(jié)構(gòu)造成的一些影響范圍進(jìn)行測(cè)定，提出有效的管控方法，指導(dǎo)工程施工的順利完工。大跨度和超大跨度的結(jié)構(gòu)在工程施工中具有一定難度，為確保工程施工的順利化，需要采用施工實(shí)時(shí)跟進(jìn)模擬計(jì)算的方式，確保寬度和超大跨度的結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件能夠滿足工程施工強(qiáng)度、硬度等需求。在橋梁工程施工中，一旦存在大跨度的工程結(jié)構(gòu)，那么這個(gè)項(xiàng)目工程就會(huì)有較長(zhǎng)久的工程施工期。由于材料本身存有特殊的特性以及外力影響，很難保證在任何時(shí)候結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件內(nèi)力本身位移不會(huì)發(fā)生任何變化，在這種情況下要采取一定的跟蹤計(jì)算方式，確保在特殊時(shí)期可采取有效的防護(hù)性舉措，促進(jìn)工程施工的順利開展[4]。

4 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工中滑輪力學(xué)分析

在工程施工過程中，需要確保給結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊裝過程中配置多個(gè)滑輪，利用滑輪做好復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)的力學(xué)調(diào)整作用，提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，便于結(jié)構(gòu)構(gòu)件上升過程中合理的調(diào)整姿勢(shì)和位置，確保其在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著具有較強(qiáng)的精確性和穩(wěn)定性。將原先結(jié)構(gòu)與繩子、滑輪之間有效融合，有利于形成一種新型的結(jié)構(gòu)配件，進(jìn)而滿足工程施工的高應(yīng)用情況。在工程施工中，要有效解決現(xiàn)場(chǎng)配置以及內(nèi)力分布均勻的不利情況，在結(jié)構(gòu)兩邊同時(shí)各加一個(gè)水平性的桁架桿，不斷根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，在運(yùn)用多種情況對(duì)相關(guān)方案進(jìn)行綜合分析。鋼結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，要對(duì)平衡配置的過程進(jìn)行綜合分析，使水平連桿的內(nèi)力為零狀態(tài)即可。為了進(jìn)一步的進(jìn)行討論和分析，要為拼裝的結(jié)構(gòu)分段選擇合適的吊裝順序。在拼裝過程中，不搭設(shè)對(duì)應(yīng)的支撐性平臺(tái)，用單元設(shè)計(jì)的剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)建成一個(gè)穩(wěn)定的單元格式即可，確保其可以形成一個(gè)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)[5]。

5 復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工中臨時(shí)支承柱技術(shù)

在工程施工中，要應(yīng)用復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)臨時(shí)性支柱技術(shù)，這是必然會(huì)遇到的。由于有了臨時(shí)性的支撐柱存在，在一定程度上改變了結(jié)構(gòu)的受力性能以及設(shè)計(jì)受力狀態(tài)，此時(shí)臨時(shí)支撐柱結(jié)構(gòu)點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)明顯性變化，結(jié)構(gòu)內(nèi)力值會(huì)加大。一旦處理不當(dāng)，會(huì)引起結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝中的損壞。在施工結(jié)構(gòu)實(shí)施過程中，若是存在一些臨時(shí)性支承柱，可有效地降低結(jié)構(gòu)施工的水平推動(dòng)力以及豎向反力，但臨時(shí)性支承柱附近的桁架構(gòu)件與其他的構(gòu)件之間存在差異，要經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算之后才可確定臨時(shí)性的支承柱的位置。一旦去除臨時(shí)支承柱，結(jié)構(gòu)的水平推力以及豎向反力會(huì)出現(xiàn)明顯性增大。為進(jìn)一步的防止提升過程中的提升點(diǎn)差異化導(dǎo)致的桁架結(jié)構(gòu)以及強(qiáng)度出現(xiàn)負(fù)面影響，要對(duì)其進(jìn)行不同步驗(yàn)算工作，設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的提升點(diǎn)，這樣可以確保其他提升點(diǎn)位移值變化差異保持在15mm左右。一般來說，千斤頂只能怪給予一個(gè)豎向的約束力，為應(yīng)用臨時(shí)支承柱技術(shù)可進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，即使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯性的受力狀態(tài)，也可以確保桁架的安全性和可靠性，計(jì)算桁架體系的位移差以及穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)一些意外情況的發(fā)生[6]。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段國(guó)家越來越重視大跨度復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)問題。為進(jìn)一步提升施工鋼結(jié)構(gòu)施工全過程，需要根據(jù)實(shí)際情況了解大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，從復(fù)雜的空間角度來觀察相關(guān)的大跨度鋼結(jié)構(gòu)工程，明確不同鋼結(jié)構(gòu)施工方法、施工工藝以及安裝技術(shù)等，對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力條件做好綜合分析，確保在不對(duì)稱的工程施工中提升整體結(jié)構(gòu)施工的規(guī)范性，加入計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，構(gòu)建有效的鋼結(jié)構(gòu)成型，促進(jìn)工程施工工藝的全面進(jìn)步與發(fā)展。