大跨度鋼結構施工的關鍵技術和施工要點

陳方麗

大跨度鋼結構施工的關鍵技術和施工要點

陳方麗

由于大跨度鋼結構在我國應用的時間還比較短，大部分是在機場、體育館等一些建筑物的應用中。這些設施建設大多數是國家為其提供的資金，因為它關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構施工要點與關鍵技術的應用。具體如下：

一、大跨度鋼結構施工的常用施工技術

大跨度結構主要的網絡構架，包含網殼結構、網架結構和懸索結構等，這些結構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、工程質量和施工成本等。在我國建設體系中常見的應用大跨度鋼結構的方法有六種，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構上使用的全部構件分成若干個小的散件直接在高空中設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。支架法在我國應用的比較廣泛，這樣的施工方法比較適合于節點很多的網架結構上使用，它的主要特點是不需要大的起重設施，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構的構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計位置組成整體架構，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構構件在地面的時候將其拼接成整體，然后在利用起重設備將其吊至高空設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構非常適用，同樣對起重設備的要求會比較高，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備放在結構的上面，其應用的方式是對于結構在地上安裝完以后，通過吊桿將拼裝好的結構提至到已經設計好的位置上。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構框架，可以大大地減少吊裝時所產生的成本，與此同時可以將主體結構上的一些附屬部分一起調至到設計位置，例如通風設備、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構的構件在地面上拼接完以后可以把結構柱當做滑道來使用，將千斤頂安放在各個結構支點的下方，接著一步一步地將架好的結構慢慢地頂升至設計位置的方式，因此整體頂升法與整體提升法的區別在于它的提升時利用的設備不同和提升應用的軌道也不同。

6.折疊展開安裝法

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

二、大跨度鋼結構施工要點分析

如今的大跨度鋼結構的工程建設不再是單一的，它會將生物工程和計算機科學、物理學等綜合應用。最后以一個成形的建筑物展現在人們的面前。因此我們在施工中的要點分析時不能只是針對于傳統的土木技術分析了。在大跨度鋼結構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.鋼結構焊接前后的要點分析

第一，鋼結構在焊接以前，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用性能。第二，在鋼結構的精密度下，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構變形現象的控制，最后一步是對零件施工裝焊加工。

2.大跨度鋼結構裝配工藝尺寸選取

大跨度鋼結構的裝配過程中，應該依據生產需要來要裝配的尺寸，這樣才會使誤差達到最小化。依據相關的裝配流程與圖紙的需求進行施工與設計，來確定所裝配的工藝尺寸。在放樣的過程里，企業需要與建設相結合的中心目的在于屋架形式預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確性，根據前一個屋架的底模為標準進行裝配與焊接，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米大的跨度鋼結構的安裝時，要常常采用整體吊裝。實施吊裝的技術如下：采取三點的吊裝方法，以鋼結構的廠房屋面為支點，對于組成后的構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，嚴格控制屋架的傾斜于側彎狀況發生，在施工時，為了保證穩定性，需要應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.應用鋼結構的虛擬實驗和結構模型的作用

在當今，現代化的計算機網絡技術與監控設施的虛擬的建設功能對于鋼結構的廣泛應用提供了很多的便利。有效地避免了在施工中因為構件偏差和施工事物給建筑物帶來的隱患，保證其施工的質量情況，同時也節省了一部分的經濟費用。但是，由于某個構件在施工的過程里由于安裝或是吊裝的原因使其發生偏移，從而導致整個工程的受力結構發生變化。然而模擬技術的應用有效地避免了這些給工程結構帶來影響的情況。總而言之，應用模擬實驗技術可以加大對工程的難點以及重點的控制，從而保障施工質量。

5.新技術、新材料的應用是大跨度鋼結構建造的基礎

大跨度鋼結構的施工是根據設計圖進行過嚴格的模擬實驗，雖然是利用科學的、逼真的模擬方法進行檢驗，但在其施工過程中會出現一些不可控制的外界因素，會導致阻礙過程實施。現代化的煉鋼技術是為建設過程提供優質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，對其形狀和質量都有著相當高的要求，如若不是現代技術非常發達的情況，那么也不至于談到大跨度的話題。除此之外，焊接技術的快速發展為施工建設的整體提供了保障。從規劃到構建是一個構造的過程，大部分都是依照焊接的方法進行連接的。越是大型的鋼結構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。所以，使用高級的焊接技術和先進的焊接設備是在建造中對于施工時的非常重要的根本。

6.建造團隊與技術人才是大跨度鋼結構建造的根本

通過我們對于每一個不同的大跨度鋼結構的建筑工程的研究，我們會發現在實施的過程里所涉及的施工隊伍、設計師、工程師以及各界的精英們數不勝數。那么便可以看出大跨度的鋼結構建設工程是人類目前最高端的建造模式。是多個行業的團隊精英們的智慧結晶所產生的工程，一個工程科學的、規范的建造是離不開在施工過程中擁有一個綜合素質非常高的建造隊伍，以及專業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構的建設質量的保證，溝通和協調也是建設中的重要元素。

三、結語

隨著經濟的快速增長，建筑施工會逐漸增多，大跨度結構的應用也會越來越多。由于大跨度的結構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定性與安全性的基礎。大跨度鋼結構的安裝過程里要采取正確的方法，在吊裝流程里要嚴格按照相關規定進行，并且及時查驗，來保障其施工質量，這樣大跨度鋼結構施工才會持續地發展下去。

（作者單位：臺州遠信建設工程有限公司）