楊春江　段愛濤

摘 要：隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對建筑審美的要求也逐漸提高了，大跨度鋼結構逐漸成為了現代建筑設計的重要元素。很多大型的公共建筑，比如體育場、展覽大廳、影劇院等建筑的頂蓋都使用了大跨度鋼結構。不僅增強了建筑的牢固性，同時還使建筑物更加美觀。近年來，隨著新技術和新材料的不斷出現，大跨度結構的跨度也在逐漸擴大，這就給建筑施工提出了更高的要求。文章主要對大跨度復雜鋼結構施工過程中出現的技術問題進行了具體的分析。

關鍵詞：大跨度復雜鋼結構；施工過程；技術問題

1 大跨度復雜鋼結構的特性

1.1 預應力技術的大量應用

預應力作為一種新技術，在現代建筑設計中得到了廣泛應用，主要表現在索穹頂、索膜和整體張拉等新型結構上。在結構承受荷載之前，對其施加一個與載荷力相對應的預應力，可以提高構件的剛性，增加構件的耐久性。

1.2 材料質量要求嚴格

為滿足建筑功能的需求，大跨度鋼結構的跨度正變得越來越大，如國家體育館“鳥巢”，其跨度為296m，國家游泳中心“水立方”的跨度也達到了 177m，這樣大的跨度，要保證結構的安全性和穩(wěn)定性，必須使用優(yōu)質高強度的鋼材，如此才能保證這些宏偉的建筑物安然無恙地聳立起來。

1.3 構件數量多，設計和施工難度比較大

大跨結構建筑的工程量巨大，往往由幾萬個，甚至幾十萬個構件構成，不僅如此，構件的種類也是多種多樣，其切口、截面形狀、尺度各不相同，使得施工放樣過程變得極為困難，而且對于某些特殊結構的構件，需要先進行復雜的試驗和研究后才能投入使用。

2 大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題

2.1 整體滑移施工技術

滑移施工技術的作用非常大，解決了大跨度鋼結構施工過程中在空間結構形成整體之前的穩(wěn)定問題。滑移施工技術使用牽引裝置控制同步過程，并被劃分為多個穩(wěn)定且沿著目標軌道運行的車身結構，通過施工技術，可實現設計位置水平移動到裝配位置。該技術優(yōu)點是能夠解決起重設備不能解決的問題，如設備中的輻射，這在吊裝安裝結構上，大大降低了施工現場起重設備的要求。缺點就是對結構平面剛度要求低，在鋪設軌道牽引困難時，多點同步控制難度很大。

避免吊點強度和穩(wěn)定性對析架產生影響，在提升的過程中，有必要進行不同步檢測，除了系統(tǒng)設置一個標準提升點進行系統(tǒng)動態(tài)采樣化之外，還有增強位移值，差異確保在15mm之內。由于千斤頂只能提供單向垂直約束，幫助結構向上，因此即便遵循結果計算，但仍然要進行嚴格的測試通算。各個提升點若出現位移差，在增強應力狀態(tài)時則結構會發(fā)生變化。因此，計算位移差時需要計算可能會發(fā)生結構的受力狀況，并確保提升析架過程中安全、可靠。

在各種位移差工作條件下，通過對桿件內力進行穩(wěn)定性分析。計算位移差析架體系，以此確保提升過程中，嚴格控制提升點和標準點Lp12之間的差不超過15mm，確定該結構安全提升點有多個，分別位移不同步的工作狀況中，而提升點的位移差則會造成位移構件內力變得更大一些，因此應選擇較為危險的情況。

2.2 柔性結構的成型問題及分析

索穹頂結構的構件有許多，如常見的中央支柱拉伸鋼圈、環(huán)索、斜索、脊索及外壓鋼圈梁，它是典型的空間張拉結構體系。而施工過程中，工程的施工技術和計算方法卻是最為關鍵的問題。索育頂結構可通過不同的方法與不同的順序施加預應力，促使結構逐步形成?？偟膩碚f，施工索育頂結構也就是存在兩種順序和方法。

第一，首先用臨時施工塔架支撐中央桁架或中間拉力環(huán)提升至設計位置，其次定位其間部分結構，最后每個斷續(xù)從外圈開始向內拉緊斜拉橋。

第二，首先必須要固定脊索、坡道和外部電纜的連接，其次每個斷續(xù)地從外側傾斜向內拉緊電纜、起重桅桿，最后達到提高內拉環(huán)的作用。近年來，許多國內學者已深入探究施工方面的工作，并取得了好的成績，這為索穹頂在中國的應用奠定了理論依據。

2.3 復雜空間鋼結構施工過程的動態(tài)結構計算機控制

計算機控制能建立一個新的技術領域，這對施工來說至關重要，也是近年來計算機技術的動態(tài)結構。對其經過各種不利因素分析與計算，可有效地進行可行性方案分析、確保施工質量、優(yōu)化施工方案、安全和科學的程序，以此驗證負面影響對結構規(guī)定范圍是否合理，進而提出合理的控制方法，幫助指導施工全過程。

2.4 施工過程跟蹤模擬計算及分析

在施工的過程中，施工隊伍必須在施工過程中進行跟蹤模擬計算，以此確保大跨度結構或超大跨度結構能夠在施工過程中能安全有效地進行，進而確定結構與構件能滿足剛度、強度及穩(wěn)定性的具體要求。由于大跨度結構建設的工程項目的過程是一個持續(xù)時間較長的過程，因此在這樣一個持續(xù)施工過程中，誰也不能保證每一個階段的結構和構件內力與位移是否都是固定不變的。因此為了防止或變更加工尺寸更加精準，需要對工程進行跟蹤計算，并采取有效措施。比如澳門運動場，就是在安裝程序安裝過程中進行的控制，并根據跟蹤模擬計算進行仿真結果。

2.5 高空無支托拼裝施工技術

高空無支托拼裝施工技術的建設原則，首先選擇吊裝順序將結構系統(tǒng)分段，使其在施工過程中不用塔設支撐平臺。其次，利用單元組件剛性結構構成一個穩(wěn)定的單元本身。最后，形成一個整體結構。廈門國際會展中心，雙向懸臂，懸臂長度從北到南長達35m，從北到東長達21。且由于單棍重量有80t，在進行雙向屋頂外挑結構封頂時，施工階段析架偏轉卻有點難以控制。截至目前，廈門國際會展中心是國內規(guī)模最大的雙懸臂式空間析架結構屋頂，它的懸臂式結構就是利用空間析架系統(tǒng)和高空無支托拼裝施工技術進行建設的。充分利用結構本身的優(yōu)勢，減少對建設的投資。既為下部空間創(chuàng)建了一個工作表面，也加快了施工進度。在單棍吊裝時，若使用空間析架系統(tǒng)，那么施工階段的負載與最終使用負荷的差距較為懸殊。而高空無支托拼裝施工技術的目標就是擴大穩(wěn)定的結構單元組裝，從而形成一個整體結構。

3 結語

發(fā)展大跨度鋼結構施工技術對于建筑業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義，由于建筑設計的理念和建材不同，在大跨度鋼結構施工過程中仍然存在很多問題，我們要從安全的角度對施工過程進行控制，不能放過任何一個小細節(jié)，以提高建筑施工的整體質量，進而促進建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：楊春江，身份證號碼：130929198610070012；段愛濤，山東聯(lián)創(chuàng)建筑設計有限公司。