陳方麗

大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)和施工要點(diǎn)

陳方麗

由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)應(yīng)用的時(shí)間還比較短，大部分是在機(jī)場(chǎng)、體育館等一些建筑物的應(yīng)用中。這些設(shè)施建設(shè)大多數(shù)是國(guó)家為其提供的資金，因?yàn)樗P(guān)乎著人們的實(shí)際利益與社會(huì)形象。因此需要保證其施工，所以加強(qiáng)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)與關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用。具體如下：

一、大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工的常用施工技術(shù)

大跨度結(jié)構(gòu)主要的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，包含網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)等，這些結(jié)構(gòu)在感受到外力的情況下，因?yàn)樗麄兊奶攸c(diǎn)各不相同，所以在施工過(guò)程里要注意到很多因素，比如說(shuō)施工材料、機(jī)械、施工的場(chǎng)地條件、工程質(zhì)量和施工成本等。在我國(guó)建設(shè)體系中常見的應(yīng)用大跨度鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上使用的全部構(gòu)件分成若干個(gè)小的散件直接在高空中設(shè)計(jì)位置上安裝成整體的方式，在施工時(shí)利用滿堂的懸挑和支架兩種方法。支架法在我國(guó)應(yīng)用的比較廣泛，這樣的施工方法比較適合于節(jié)點(diǎn)很多的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上使用，它的主要特點(diǎn)是不需要大的起重設(shè)施，但是它的弊端就是在搭建的過(guò)程里會(huì)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(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地面上進(jìn)行焊接，將其變成條狀或者是塊狀的拼裝，接著由起重機(jī)械吊裝至設(shè)計(jì)位置組成整體架構(gòu)，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(jié)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(shè)備的承受范圍所決定的，所以施工方案的制定會(huì)比較靈便。

3.整體吊裝法

所謂整體吊裝法是指分散的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地面的時(shí)候?qū)⑵淦唇映烧w，然后在利用起重設(shè)備將其吊至高空設(shè)計(jì)的位置施工將其安裝，這個(gè)方法多于中等的跨度下桁架結(jié)構(gòu)非常適用，同樣對(duì)起重設(shè)備的要求會(huì)比較高，并且在使用整體吊裝的過(guò)程里對(duì)于地面上的建筑工程的施工會(huì)有很大的影響。

4.整體提升法

所謂整體提升法是將起重設(shè)備放在結(jié)構(gòu)的上面，其應(yīng)用的方式是對(duì)于結(jié)構(gòu)在地上安裝完以后，通過(guò)吊桿將拼裝好的結(jié)構(gòu)提至到已經(jīng)設(shè)計(jì)好的位置上。這樣的施工方法基本采用的是利用小的機(jī)械群體來(lái)安裝大結(jié)構(gòu)框架，可以大大地減少吊裝時(shí)所產(chǎn)生的成本，與此同時(shí)可以將主體結(jié)構(gòu)上的一些附屬部分一起調(diào)至到設(shè)計(jì)位置，例如通風(fēng)設(shè)備、電器管線、防水層等部分，這么做不僅僅會(huì)對(duì)工期有所加快，還大大地降低了成本同時(shí)也保證了安全。

5.整體頂升法

所謂整體頂升法是指鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在地面上拼接完以后可以把結(jié)構(gòu)柱當(dāng)做滑道來(lái)使用，將千斤頂安放在各個(gè)結(jié)構(gòu)支點(diǎn)的下方，接著一步一步地將架好的結(jié)構(gòu)慢慢地頂升至設(shè)計(jì)位置的方式，因此整體頂升法與整體提升法的區(qū)別在于它的提升時(shí)利用的設(shè)備不同和提升應(yīng)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(yùn)用網(wǎng)殼穹頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)，它的使用原理在于它的立體空間可以被當(dāng)做是環(huán)向箍的效果與徑向拱的效果來(lái)疊加。這種施工技術(shù)的核心是，首先是將網(wǎng)殼去掉一部分桿件，讓它成為一個(gè)可以機(jī)動(dòng)的結(jié)構(gòu)體，接著就是將網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在地面上將其折疊的部分進(jìn)行展開，來(lái)減低它的安裝高度，最后通過(guò)提升設(shè)備的方式將補(bǔ)全剩余的構(gòu)建在設(shè)計(jì)位置時(shí)，這樣使整體的結(jié)構(gòu)又恢復(fù)了之前的靜定結(jié)構(gòu)。

二、大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工要點(diǎn)分析

如今的大跨度鋼結(jié)構(gòu)的工程建設(shè)不再是單一的，它會(huì)將生物工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)、物理學(xué)等綜合應(yīng)用。最后以一個(gè)成形的建筑物展現(xiàn)在人們的面前。因此我們?cè)谑┕ぶ械囊c(diǎn)分析時(shí)不能只是針對(duì)于傳統(tǒng)的土木技術(shù)分析了。在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)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(diǎn)分析如下：

1.鋼結(jié)構(gòu)焊接前后的要點(diǎn)分析

第一，鋼結(jié)構(gòu)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(guò)程里必須要保證焊接處的清潔，以此來(lái)增大焊件的應(yīng)用性能。第二，在鋼結(jié)構(gòu)的精密度下，可以采用焊接胎夾具的方法來(lái)完成裝配與檢驗(yàn)。第三，在焊接過(guò)程里要非常重視鋼結(jié)構(gòu)變形現(xiàn)象的控制，最后一步是對(duì)零件施工裝焊加工。

2.大跨度鋼結(jié)構(gòu)裝配工藝尺寸選取

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的裝配過(guò)程中，應(yīng)該依據(jù)生產(chǎn)需要來(lái)要裝配的尺寸，這樣才會(huì)使誤差達(dá)到最小化。依據(jù)相關(guān)的裝配流程與圖紙的需求進(jìn)行施工與設(shè)計(jì)，來(lái)確定所裝配的工藝尺寸。在放樣的過(guò)程里，企業(yè)需要與建設(shè)相結(jié)合的中心目的在于屋架形式預(yù)留的收縮量是否合理，再將放樣的連接板與實(shí)施平臺(tái)進(jìn)行連接，通過(guò)鐵檔的方式進(jìn)行剛定位，來(lái)保證施工尺寸大小的準(zhǔn)確性，根據(jù)前一個(gè)屋架的底模為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(diǎn)

對(duì)于比20米大的跨度鋼結(jié)構(gòu)的安裝時(shí)，要常常采用整體吊裝。實(shí)施吊裝的技術(shù)如下：采取三點(diǎn)的吊裝方法，以鋼結(jié)構(gòu)的廠房屋面為支點(diǎn)，對(duì)于組成后的構(gòu)件來(lái)實(shí)施整體掉吊裝。在達(dá)到以一軸為核心的屋架吊裝以后，用相同的方法進(jìn)行二次屋架安裝，嚴(yán)格控制屋架的傾斜于側(cè)彎狀況發(fā)生，在施工時(shí)，為了保證穩(wěn)定性，需要應(yīng)用螺栓來(lái)連接鋼柱與鋼屋架。屋架吊裝完成以后，首先查驗(yàn)它的安裝位置是否發(fā)生偏差，其次檢驗(yàn)螺栓的固定與是否對(duì)相鄰屋架進(jìn)行垂直支撐。如果是大型的面板，需要采取焊接方法來(lái)連接上。

4.應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的虛擬實(shí)驗(yàn)和結(jié)構(gòu)模型的作用

在當(dāng)今，現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與監(jiān)控設(shè)施的虛擬的建設(shè)功能對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用提供了很多的便利。有效地避免了在施工中因?yàn)闃?gòu)件偏差和施工事物給建筑物帶來(lái)的隱患，保證其施工的質(zhì)量情況，同時(shí)也節(jié)省了一部分的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。但是，由于某個(gè)構(gòu)件在施工的過(guò)程里由于安裝或是吊裝的原因使其發(fā)生偏移，從而導(dǎo)致整個(gè)工程的受力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。然而模擬技術(shù)的應(yīng)用有效地避免了這些給工程結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響的情況。總而言之，應(yīng)用模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)可以加大對(duì)工程的難點(diǎn)以及重點(diǎn)的控制，從而保障施工質(zhì)量。

5.新技術(shù)、新材料的應(yīng)用是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建造的基礎(chǔ)

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的施工是根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行過(guò)嚴(yán)格的模擬實(shí)驗(yàn)，雖然是利用科學(xué)的、逼真的模擬方法進(jìn)行檢驗(yàn)，但在其施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一些不可控制的外界因素，會(huì)導(dǎo)致阻礙過(guò)程實(shí)施?，F(xiàn)代化的煉鋼技術(shù)是為建設(shè)過(guò)程提供優(yōu)質(zhì)材料為中心的建造目的。對(duì)于大跨度的建造時(shí)所用的鋼材料，對(duì)其形狀和質(zhì)量都有著相當(dāng)高的要求，如若不是現(xiàn)代技術(shù)非常發(fā)達(dá)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(shù)的快速發(fā)展為施工建設(shè)的整體提供了保障。從規(guī)劃到構(gòu)建是一個(gè)構(gòu)造的過(guò)程，大部分都是依照焊接的方法進(jìn)行連接的。越是大型的鋼結(jié)構(gòu)對(duì)其承受載力的需求越大。這就給在對(duì)縫的銜接上帶來(lái)很大的困難與挑戰(zhàn)。所以，使用高級(jí)的焊接技術(shù)和先進(jìn)的焊接設(shè)備是在建造中對(duì)于施工時(shí)的非常重要的根本。

6.建造團(tuán)隊(duì)與技術(shù)人才是大跨度鋼結(jié)構(gòu)建造的根本

通過(guò)我們對(duì)于每一個(gè)不同的大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建筑工程的研究，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在實(shí)施的過(guò)程里所涉及的施工隊(duì)伍、設(shè)計(jì)師、工程師以及各界的精英們數(shù)不勝數(shù)。那么便可以看出大跨度的鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)工程是人類目前最高端的建造模式。是多個(gè)行業(yè)的團(tuán)隊(duì)精英們的智慧結(jié)晶所產(chǎn)生的工程，一個(gè)工程科學(xué)的、規(guī)范的建造是離不開在施工過(guò)程中擁有一個(gè)綜合素質(zhì)非常高的建造隊(duì)伍，以及專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)作為前提條件的。加大對(duì)施工時(shí)的管理制度，這是對(duì)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量的保證，溝通和協(xié)調(diào)也是建設(shè)中的重要元素。

三、結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，建筑施工會(huì)逐漸增多，大跨度結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多。由于大跨度的結(jié)構(gòu)裝配上會(huì)有很大的難度，因此，探究其施工的要點(diǎn)是確保建筑的穩(wěn)定性與安全性的基礎(chǔ)。大跨度鋼結(jié)構(gòu)的安裝過(guò)程里要采取正確的方法，在吊裝流程里要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，并且及時(shí)查驗(yàn)，來(lái)保障其施工質(zhì)量，這樣大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工才會(huì)持續(xù)地發(fā)展下去。

（作者單位：臺(tái)州遠(yuǎn)信建設(shè)工程有限公司）