高空大跨空間結構施工技術的實踐分析

周利橋

【摘? 要】科學技術是第一生產力，近年來，我國國民經濟水平提升，科學技術取得了令人矚目的成績。同時，大跨度空間結構相關技術在建筑領域中得到了普及應用。本文將某賓館建筑作為案例進行研究。希望通過本文研究探討能夠為我國建筑行業施工水平的提升帶來積極影響。

【關鍵詞】大跨空間結構;施工技術;分析應用

引言

大跨空間結構無疑發展為建筑行業發展中應用最為廣泛的施工技術。該結構所具備的優勢不光能夠在三維受力上得以體現。此外，還能夠在表面形狀上體現出來。大跨空間結構表面形狀科學合理，能夠對外部荷產生抵抗性。同時，該結構因經濟、技術等方面的特性深受人們的喜愛。因此，得到了廣泛的應用。

1.高空大跨空間結構及特性分析

1.1結構多樣化

以往大跨度空間鋼結構所具備的性能過于單一，無法滿足建筑需求。隨著我國建筑行業的發展，其結構形式向多樣化方向發展。例如，在鳥巢建設時，設計者對框架結構進行創新應用，在仿生物學的基礎上開展設計工作。奧運會上的羽毛球館是高空跨度玄之穹頂結構。上述建筑均是在大跨度空間鋼結構的設計理念基礎上，與現代技術相融，使結構外觀打破傳統單一的特性，向多元化發展，使人感覺眼前一亮。不光與當代人審美需求相符合。此外，能夠使設計結構變得科學合理。

1.2增加施工難度

大跨度鋼結構項目工程的開展對節點支撐的要求更高，想要使現代建筑堅固及美觀的需求得以滿足，每個節點都要開展焊接工作。這個工作并不是一朝一夕就可以完成的。大型項目建筑會涉及到多個構件。此外，每個構件的尺寸和規格各不相同，這樣一來增加了施工技術難度。想要為建筑的結構和美觀性提供保障，施工人員就應該克服苦難，應用現代技術，提升工程質量。

1.3鋼材等級提升

近幾年，我國經濟水平不斷提升，生活環境有所改善。在此同時，科學技術獲得了迅猛的發展。建筑行業中傳統的工程理念及理論已經被摒棄，人們對建筑外觀性能等各方面需求在每時每刻發生著變化。正因如此，高空大跨結構體系在建筑行業中得到了普及和應用，如何在有限的空間之內擴大其范圍是建筑學者一直在研究的問題。建筑結構內部空間橫向拓展會豐富建筑物使用性能，但正因如此，也會增加建筑物頂部所承受的壓力。長此以往，兩側墻體無法承受其重量。這時想要確保建筑物的可靠性，并使其穩定性得以提升，就應該加強抵抗剛度，減輕結構重量，降低施工難度，為工程質量提供保障。當前，建筑行業在應用大跨空間結構時對技術要求十分嚴格，使用的材料應該具有統一的審查標準。大跨度建筑物在實際施工時，應使用規格、強度達到要求的優質鋼材，并且由相關人員對現場施工材料進行檢驗，如果存在不合格的材料，應該及時更換，并且對其他鋼材進行質量檢查。

1.4應用預應力技術

預應力技術已經在當前結構施工期間得到了普及應用，特別是在大面積板或者是大面積梁的建造過程中。預應力技術共分為先張法和后張法施工技術。通常情況下，先張法技術使用范圍十分廣泛，預應力技術具有操作簡單的特性，該技術通過精確的設計和驗算，確保其數據精準率，并且張拉鋼筋之后，在錨具的作用下對其進行固定，從而使鋼筋具有抗壓力。在高空大跨度體系之中，應用預用力技術能夠提前對鋼筋進行彎曲加工，使其具備抗壓力之后，將其與其他構件相拼接，通過鋼筋內力消除自重力。這樣一來，能夠降低結構原有重量，節約建造成本。預應力技術分析如圖1：

2.案例分析

本文將南昌市某賓館建筑作為案例進行分析。該建筑長度為55米，跨度為36米，下部為9米高的混凝土柱子。在特定范圍之內，鋼結構屋蓋工程屋頂標高長度為25米。腹桿采用圓管，上下鋼索采用H型，鋼屋面框架采用型鋼桁架，單重20.3噸。

該工程中每一塊鋼結構都位于混凝土中央結構，與混凝土外軸結構有27米的距離，周圍場地很狹窄。樓梯吊裝、拼配等工作均需要在高度為8.4m的樓面上的鋼結構中進行，因此，應該對施工場地進行科學合理的安排。該工程的施工難點是對質量要求極高，并且工期緊。在該工程施工過程中，下部混凝土應高質量完成并且應滿足設計需求強度。混凝土結構能對鋼結構產生直接影響，應現場安裝鋼結構。實際上，該工程實際工期僅有25天。與此同時，該工程實際施工過程中焊接工作量較大，且屋面具有較大跨度結構，需求大量混凝土，此外，涉及的工序十分繁瑣復雜。需要各個工序的施工人員相互配合，任何一道工序出現質量問題都會對工程整體質量產生十分消極的影響。因此，相關部門及工作人員應對工程進展及技術應用進行嚴格管理。建筑鋼結構分布示意圖如圖2。

3.整體安裝思路

首先吊裝橫桁架，然后校正，焊接完畢，然后安裝縱析架，使其呈水平方向支撐同時測量跟上，一邊退一邊安裝鋼桁架。施工順序為對埋件進行復查，重復檢測，將構件運輸至指定位置，開始吊裝橫桁架，之后，對其矯正，安裝并固定橫桁架及支撐體系，同時，固定次梁。焊接、鋪設屋面鍍鋅板，開始涂裝作業，完工之后對整體工程進行驗收。

4.選擇設備并分析其性能

4.1選擇扁擔作為主設備

吊裝工作過程中主要設備是扁擔，其主要工作任務是組裝由卷揚機、滑輪車組、鋼扁擔組成的長度為36米的跨度主桁架。想要對場地進行合理安排，避免因時間安排不合理或者現場拼裝導致浪費時間，將金屬扁擔安裝在標高為26.35米的柱頭上，將牽引式卷揚機（5 T慢速卷揚機）安裝在標高為8.4米的緩臺上，采用混凝土柱對卷揚機進行固定，鋼扁擔材質為Q235，長度為2.8米。鋼屋面梁采用后端與預埋板剛接連接的方式，采用四根螺紋鋼進行連接，為了防止變形，剛吊裝上的桁架采用攬風繩固定，在安裝完主桁架之后將纜風繩拆除。

4.2無縫鋼管獨腳拉桿

鑒于樓面建筑場地十分狹小，但是吊裝拼裝工作必須在該場地完成，為了對有限場地進行合理安排，確保工程順利進展，對安裝時間進行合理安排，應采用300*8無縫鋼管吊裝次桁架。應用獨腳金屬拉桿首要完成的任務是吊裝次桁架，為了確保工序正常進展，焊接完畢主桁架之后，安裝次桁架。

4.3構件安裝

（1）桁架安裝。此次工程涉及的鋼桁架截面寬度與長度均不能使加工、運輸需求得以滿足，應分段加工、預先拼裝，之后將散裝零件運輸至施工現場，再對其進行整體組裝。在施工現場進行拼接時，應將路基箱作為操作場地，將鋼馬凳搭設其中。想要合理利用操作場地，按期完成工程，采用地面裝配法，在高度為8.4米的裝置臺上裝置拼裝胎架，從而將荷載向混凝土柱的分散。構建詳細情況如表1 ：

（2）拼裝鋼桁架。構件對號，相關工作人員在具體施工時應嚴格遵循圖紙，以構建編號為依據，對現場構件開展對號工作，針對完成對號的構件應進行記錄;組裝平臺，裝配式平臺，鋼桁架裝配式焊接平臺由鋼臺、墊板和千斤頂共同組成。在搭設平臺過程中，應注意如下問題：施工人員應牢固焊接各個焊接部位，在放置鋼凳時，應該對其高度進行測量，確保水平焊接，在放置鋼凳過程中，應該對其垂直情況進行嚴格掌控，在拼接前應該注意如下幾點：應以加工廠預拼裝的編號為依據組對構件，并且相關工作人員應該用水平儀找平拼裝平臺，拼裝到位之后，應對桁架垂直度水平情況進行針對性調整，為拼裝質量提供保障。在確保軸線及總長度之后，應該采用水平儀檢查屋面水平度。此過程最大誤差應小于三毫米。拼裝工藝流程圖如圖3：

4.4現場安裝焊接

該工程需要進行現場焊接的部位有支撐連接點、預埋件構件、桁架鋼柱連接點。對焊材和木材有如下要求：首先，在焊接過程中所選用的焊材及木材材料均應具備出廠合格證書，并且與設計需求相符合。其次，焊接部位表面應整齊光潔，不可有裂紋毛刺，更加不能夠有對焊接強度或者是焊接質量產生消極影響的因素。直至焊接表面相鄰時也不可松散，存在潮氣、氧化皮或者是油污等雜質。施工人員在打開焊接材料之后，應該對其進行針對性保存，避免焊接材料性能受到影響。

4.5準備工作

在開展焊接工作前應做如下準備：施工人員應進行技術交底和安全交底工作，在開展焊接工作前，應按相關規定來烘焙焊條，焊條經烘焙后達到固定溫度時才能夠使用。施工人員應注意不可使用銹濁、變質、脫皮的焊條。在焊接前，應清除焊縫接口周圍的銹、油等雜質。打底焊接與定位焊接方法相同，要正式焊接，焊接部位不可有雜質、裂紋等影響因素，焊接之后能夠為其構件的牢固性提供保障。在開展焊接工作之前，應該對構件組裝質量進行反復檢查，明確定位焊接部位雜質清理情況，如果無法滿足建筑需求，應該對其進行針對性處理，直至合格之后。如果施工現場每秒風速大于10米，開展手工電弧焊時應采取防風措施。如果天氣相對潮濕或者是雨天的時候，施工人員應采取針對性措施進行防護之后才可以開展焊接工作。

4.6組裝要求

在對部件進行焊接連接過程中，應做到嚴密貼合，如果構件長度與焊縫呈平行狀態，應該采用焊透坡口開展連接工作做到密貼。施工人員在開展焊接工作前應對工件對其情況進行仔細檢查，工件偏離值應小于其厚度10%，絕不可超過3.2毫米。相關工作人員應該在矯正、焊接工作完成之后開展構件組裝工作，在使用夾具組裝開展工作時，在拆除夾具過程中不能夠對木材產生損傷，工作結束后有修磨焊疤部位。

4.7焊接檢驗要求

焊接工作人員只有經過專業考試，并且獲取合格證書之后才能夠上崗工作。在使用焊絲之前，應該對焊接部位的鐵銹油污等雜質清除干凈，在使用焊條或者是焊劑之前，應以產品說明書為依據，按其規定的時間進行烘焙，在烘焙低氫型焊條時應將其放置在保溫箱之中，做到隨用隨取。在對焊縫腳接梯形對接接頭進行焊接時，應將引出板設置在兩端，確保焊接與坡口材質相同。板焊應超過50毫米，氣體保護焊或者是手工電弧焊應超過20毫米，焊接工作完畢之后，對引出板進行氣體切割，并將邊緣修模平整，不可直接擊落。在凹型焊縫處，木材與焊縫金屬的過渡應做到平緩，不能夠在材料表面留下焊疤，在選用定位焊方式施工時及焊接材料與被焊接的材質相同。焊接厚度應控制在理想數值的2/3內，切記不可超過8毫米，長度不可小于25毫米。在焊接工作完成之后，焊接施工人員應該對焊縫表面的雜質進行清除，并且對焊縫外觀質量進行仔細檢查。

4.8摩擦面處理方式方法

采用高強螺栓進行連接時，應加工處理構件摩擦表面，通過噴砂的方法對其進行處理，噴砂在貼合面上的范圍應超過4t，確保噴砂面沒有泥土、毛刺，不能夠使用涂刷油漆的方式。此外，施工人員還可以采用砂輪打磨的方式對其進行處理，構件受力方向和打磨方向應該成垂直狀態，摩擦面經打磨之后，表面應該是鐵色并且肉眼無粗糙處。工作人員應該對處理好的摩擦面做系數測定，檢測結果應與設計需求相符。安裝前應該對摩擦系數進行再次檢驗，確保數據合格之后才能夠開展安裝工作。摩擦面處理之后，表面應保持干燥整潔，不可將其放置在潮濕或者是淋雨的地方。應該在其生銹前完成組裝工作。如果摩擦面生銹之后，在組裝之前應該將表面上的泥土、黑皮等雜質清除，使其呈現赤鋼色，方可開展工作。

5.結束語

大跨度鋼結構施工已經廣泛的應用在我國建筑行業之中，在實際施工時，要對諸多因素進行充分考慮。在選用施工技術時，應以現場實際情況為依據，為整體建筑質量及美觀性提供保障。本文對高空大跨度鋼結構施工技術進行分析，并以南昌市某賓館建筑作為案例，對其施工技術、要求及注意事項進行分析。希望本文的研究能夠為相關工作的開展帶來指導意見。

參考文獻

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