大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題

楊政武

(貴州路橋集團第五分公司，貴州 貴陽 550000)

大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題

楊政武

(貴州路橋集團第五分公司，貴州 貴陽 550000)

在城市進行各種大型橋梁的修建施工時，因橋梁自身具有一定的寬度，進而使得大多數的橋梁建設均采用大跨度復雜鋼結構進行施工的。采用鋼結構相比于普通的混凝土結構具有更好的優勢，即對其施工過程中的若干技術問題進行了研究與探討。

大跨度；鋼結構；技術問題

1 大跨度復雜鋼結構常用的幾種施工方法

1.1 分條或分塊安裝法

此種安裝方法如下：(1)將網架分為條/塊狀單元；(2)使用起重機將各單元吊裝至設計位置；(3)將各單元拼裝為整體。在此方法下，無需架設地面支架，需以起重機相關參數，合理確定單元規格，保證施工作業的順利開展。

1.2 高空散裝法

此種安裝方法如下：(1)將結構分為小單元的散件；(2)以懸挑施工、滿堂支架施工等方法，將各散件拼裝為整體。對于高空散裝法，其主要適用于空心球節點、螺栓球節點等含節點較多的非焊接連接的網架結構。

1.3 整體吊裝法

對于整體吊裝法，其主要是指將結構在地面先拼接成整體，然后再利用起重設備將其吊裝到設計標高并進行固定的方法。因整體吊裝法是在地面進行焊接接連工作的，焊接質量相對較高，同時還可較好的掌握結構的幾何尺寸，基于此，其較為適用于通過焊接連接的網架。

1.4 高空滑移法

高空滑移法可劃分為兩種：

一是單條滑移，即：逐條滑移、逐條連接，具體操作過程如下：(1)將結構劃分為條狀單元；(2)分條滑移至高空設計位置；(3)逐條拼裝成整體。

二是逐條累計滑移，即：分段式連接、滑移，具體操作過程如下：(1)將結構劃分為條狀單元；(2)將第一條單位滑移至一定距離后(可拼裝第二條單元)，再將第二條單元滑移與第一條單元拼裝，完成拼裝后將前兩條單元作為一個整體繼續滑移至一定距離(可拼裝第三條單元)，滑移、拼裝第三條單元。(3)以此類推，直至完成拼裝工作。

1.5 折疊展開安裝法

對于折疊展開安裝法，其主要適用于由桿件構成的網殼狀鋼結構，同時還可分解此類鋼結構空間立體作用。對于此種施工方法的基本思路，主要是在將整體結構中的局部的、少量的構件抽掉，并將其分為若干個區域，然后利用可活動的節點將各區域連接成一個整體。通過此種施工方法形成的鋼結構可以進行折疊，能夠為在靠近地面高度進行桿件連接、設備安裝與局部裝修等操作提供便利，之后再展開結構，并通過液壓千斤頂等設備將結構頂升到設計位置，最后再將缺少的桿件補齊，從而使其成為一個穩定的整體。

2 大跨度復雜鋼結構施工過程中的一些力學問題

對于高空焊接作業，其不僅存在一定的危險性，且操作也較高，施工效率也較為低下。基于此，可以空間框架、整榀平面作為吊裝的單元，確保在地面或是近地面處完成絕大部分的焊接、拼裝工作，確保施工質量與安全。此種作業方法也存在一定的缺陷，大跨度桁架結構施工時，吊點選擇、桁架吊裝穩定是需要重點關注的問題。下文主要就吊裝工序中平面桁架以及空間桁架的平穩性問題展開了具體論述：

(1)選擇吊點的原則。

大跨度平面、空間桁架結構吊裝中，科學選擇吊點的位置、數量十分關鍵，以簡單的直線型支架為例，在吊裝時不僅需要保證位置準確、拼裝順利，更要保證起吊平穩，較小兩端的相對形變，對此吊點的合理分布極為重要。當吊點靠近梁的兩端時，梁體中間的力矩大于兩端的力矩，中間部位凹陷，兩端翹起；當吊點接近梁的中心部位時，兩端的力矩超過中間的力矩，兩端向下彎曲，中間翹起。因此，應該選取合適的吊點，使中間和兩端的力矩達到平衡，使整個簡支梁盡量保持平直。這個吊點的位置可以通過公式導出

(2)平面外失穩問題分析。

在進行吊裝施工時，要保證吊件平面內、外均穩定：一是平面內穩定，主要是指單個構件不會發生不平穩的現象，且強度也不會遭受破壞；二是平面外穩定，主要指的是框架整體穩定性，影響因素包括吊點位置、數量等，掉點越多、穩定性越強。片狀桁架平面外發生失穩現象的引發因素眾多，在確定吊裝方案時，需做好計算工作，加強模擬分析，確保吊裝的科學性、可行性。

3 臨時支承柱設置問題分析

一般情況下，在所有大跨度復雜鋼結構施工中，臨時支撐柱的設置是必然會遇到的問題，且其不僅改善了結構的受力性能，還改變了結構的設計受力狀態，進而導致臨時支承點以及其附近區域的內力增大，最終導致安裝過程中結構構件的破壞。在不加臨時支承柱的情況下，其拱腳在水平方向上對外施加一個較強的推力，在垂直方向上承受桁架的全部重力，當設置臨時支承柱后，拱腳對外的推力及承受的重力大大減弱，但支撐點附近的構件受到較強的反作用力。目前主要有單柱支撐、聯體支撐、網架支撐三種不同的臨時支撐方案，在實際施工中，需要根據剛體結構、支撐高度、支撐點數量、支承柱載荷等選擇合適的支承方式。

4 拆撐問題分析

在完成了安裝工序之后，需將臨時支撐柱拆除。拆撐工作是一個逐步開展的過程，通過體系內力相互作用，重新分布結構內力，確保拆撐工作完畢后，鋼結構受力達到設計要求。拆撐工作要點具體如下：(1)拆撐應是循序漸進的，保證體系內力變化緩慢進行；(2)做好受力桿件彈性允許值內的微調整，適應內力變化，避免局部受力過大導致永久性形變、損壞；(3)重視拆撐安全問題，確保拆撐方法可行、易控，鋼結構受力符合設計要求。拆撐是鋼結構安裝施工的最后一步、也是最關鍵的一步，做好拆撐方可確保整個結構受力合理、可靠，建造出一個安全、優質的建筑物。

5 結 語

現階段，大跨度鋼結構各種公共建筑中應用十分廣泛，相應的大跨度復雜鋼結構施工技術不斷成熟，新材料、新技術的發展應用，進一步提高了建筑結構穩定性與可靠性。但是，目前我國大跨度鋼結構實際施工中，依舊存在不少技術問題，進而為施工造成一定的困擾。基于此，必須要對大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題進行深入的研究，進而全面提高工程施工質量與水平，促進建筑行業的快速發展。

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[3] 劉愛花.論大跨度鋼結構施工之若干問題[J].四川建材，2011，(37)：208-209.

U455

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1008-3383(2017)11-0114-02

2017-05-16

楊政武(1975-)，男，貴州銅仁人，高級工程師，研究方向：公路橋梁隧道施工技術與管理。