现代大跨度空间钢结构施工技术

现代大跨度空间钢结构施工技术

张保健

中国建筑第八工程局有限公司华北分公司，天津 300000

摘要：随着国家经济实力的增强和社会发展，体育场馆、候机大厅、大跨工业厂房、会展中心、剧院等公共建筑、大型工业等大跨度钢结构的建筑应运而生，钢结构得到了前所未有的飞速发展，并且获得了广泛的应用。大跨度钢结构建造过程中施工技术是至关重要的，科学的施工过程和合理的施工方案分析才能保证结构的安全、经济。

关键词：大跨度钢结构；钢结构；施工技术

1大跨度钢结构施工技术问题分析

1.1仿真技术

以往，大跨度钢结构的真实受力情况是当时工作人员所真正注重的，但在施工期间钢结构的受力状态却往往被人们所忽视。现如今，随着经济社会和建筑业的不断发展，钢结构的跨度在不断增大，从而在工程施工过程中出现了诸多的技术安全问题。然而，钢结构在施工期间以及使用受力过程中出现了各种不同之处，从而造成在钢结构在不同的时期出现不同的受力状态。通过仿真计算分析，能预先发现施工过程中的薄弱环节和重点控制部位，能直观实现对结构整个施工过程的控制并最终实现正确的形状尺寸。在大跨度施工过程中，仿真技术有以下应用：①卸载期间出现的仿真模拟；②大跨度钢结构安装时，有效利用预变形技术，从而确保钢结构安装位置的准确性；③在大跨度钢结构施工中进行吊装时，大型构件的仿真；④钢结构拼接时的仿真；⑤在钢结构施工过程中，工程实际情况模拟仿真等。

1.2支撑柱设置问题

一般而言，在进行大跨度钢结构施工时，在整体结构达到设计受力状态之前，需要采取措施对钢结构承担一部分作用力，此时就需要用到支撑柱。虽然说支撑柱在短期内能够支撑钢结构，有利于钢结构施工，但是从长久来看，支撑柱可能会给钢结构带来比较严重的负面作用。由于支撑柱只是在进行钢结构施工时而对其的一个短期承担，并非一直支撑着，施工完成后需要拆除，因而在前期对其进行设计时，应充分考虑施工周期、交叉影响、吊装半径、分段受力状态等因素，特别是整体结构受力，避免钢结构中的一些作用力分布出现问题，临时支撑点处及附近区域内力加大，从而对工程整体的安全性和稳定性带来影响，引起安装过程中结构构件的破坏。

1.3平面稳定性问题

在进行大跨度钢结构施工时，吊装也是必不可少的一个环节。通常为确保施工中吊件的稳定性，需要特别注意不可让吊件发生平面失衡情况。所谓平面失衡，一般说的是那些较大的构件或拼装单元。因而在目前的大跨度钢结构施工过程中，还存在许多构件平面失稳情况，发生这种情况主要是由于构件或节点的强度不足而破坏，一旦发生这种情况，整个钢结构施工工程的稳定性都会受到极为严重的影响，破坏力极大。与此同时，若是施工时构件太过沉重或是吊点位置过多，也会造成平面结构失衡不稳，因此在吊装过程中应重点考虑和解决如何选择吊点问题。

2大跨度钢结构施工技术问题分析

2.1仿真技术

以往，大跨度钢结构的真实受力情况是当时工作人员所真正注重的，但在施工期间钢结构的受力状态却往往被人们所忽视。现如今，随着经济社会和建筑业的不断发展，钢结构的跨度在不断增大，从而在工程施工过程中出现了诸多的技术安全问题。然而，钢结构在施工期间以及使用受力过程中出现了各种不同之处，从而造成在钢结构在不同的时期出现不同的受力状态。通过仿真计算分析，能预先发现施工过程中的薄弱环节和重点控制部位，能直观实现对结构整个施工过程的控制并最终实现正确的形状尺寸。在大跨度施工过程中，仿真技术有以下应用：①卸载期间出现的仿真模拟；②大跨度钢结构安装时，有效利用预变形技术，从而确保钢结构安装位置的准确性；③在大跨度钢结构施工中进行吊装时，大型构件的仿真；④钢结构拼接时的仿真；⑤在钢结构施工过程中，工程实际情况模拟仿真等。

2.2支撑柱设置问题

一般而言，在进行大跨度钢结构施工时，在整体结构达到设计受力状态之前，需要采取措施对钢结构承担一部分作用力，此时就需要用到支撑柱。虽然说支撑柱在短期内能够支撑钢结构，有利于钢结构施工，但是从长久来看，支撑柱可能会给钢结构带来比较严重的负面作用。由于支撑柱只是在进行钢结构施工时而对其的一个短期承担，并非一直支撑着，施工完成后需要拆除，因而在前期对其进行设计时，应充分考虑施工周期、交叉影响、吊装半径、分段受力状态等因素，特别是整体结构受力，避免钢结构中的一些作用力分布出现问题，临时支撑点处及附近区域内力加大，从而对工程整体的安全性和稳定性带来影响，引起安装过程中结构构件的破坏。

2.3平面稳定性问题

在进行大跨度钢结构施工时，吊装也是必不可少的一个环节。通常为确保施工中吊件的稳定性，需要特别注意不可让吊件发生平面失衡情况。所谓平面失衡，一般说的是那些较大的构件或拼装单元。因而在目前的大跨度钢结构施工过程中，还存在许多构件平面失稳情况，发生这种情况主要是由于构件或节点的强度不足而破坏，一旦发生这种情况，整个钢结构施工工程的稳定性都会受到极为严重的影响，破坏力极大。与此同时，若是施工时构件太过沉重或是吊点位置过多，也会造成平面结构失衡不稳，因此在吊装过程中应重点考虑和解决如何选择吊点问题。

3现代大跨度空间钢结构施工技术

3.1高空散装技术

高空散装法是把全部部件先进行区分，随后在高空进行一一对接，最后拼接成完整构造的施工方法，这种施工方法可以充分利用高空悬挑以及满堂支撑的方式进行对接。现在国内比较流行的就是满堂支撑法，因为这种方法非常适合节点众多的网状构造，同时对起重机器的要求也不高，但支撑搭建会占用很大一部分材料。

3.2高空滑移技术

该技术是指建筑结构整体或者结构单元在通过拼装方式应用对其组装成型，之后再根据之前设计好的滑轨进行滑移，并将构件滑移到制定位置后进行拼装的一种技术。对于该滑移技术来说，其主要具有两种方式，即单条滑移法以及逐条累计滑移法。而根据其在滑移中所存在摩擦方式的不同，也可以将其分为滚动式摩擦与滑动式摩擦这两种方式。此外，对于该种方式来说，其进行滑移一般是在框架与圈梁完成后才能够正式进行的，能够较好的起到缩短工期的作用。此外，该种技术对于施工过程中设备也具有着较低的要求，这也会使实际施工所具有的限制较小。

3.3拆装折叠安装技术

网壳类穹顶构架建造中最常用的方法就是拆装折叠安装法，这类方法是把穹顶的立体构造看作为环向捆绑作用与径向支撑作用的结合。其施工技能的基础思维是，首先把网壳的一部分撑杆去掉，让其变成一个机动性构造，而后网壳构造便可以在地面折叠铺开，进而降低了安装的高空距离，最后在提升机器的帮助下把构架提升到预定方位，最后将拆卸下来的部件安装全，这样能动的构架又变回了之前静定结构。

3.4整体安装施工技术

对于该技术来说，其是指现代空间钢结构在地面以及台架上施工完成之后，再将整体运输到设计位置的一种技术。一般来说，现今施工中应用较多的整体安装方式主要有顶升安装法、提升安装法以及整体吊装法这几种。同传统散装方式相比，该技术具有着以下优点：第一，其安装中所需临时支撑点较少；第二，主要在地面完成整体的安装工作，能够大大降低施工过程中的整体施工量；第三，该种安装方式可以同下部工程同时进行施工，以此对于施工工期来说也具有着较好的缩短作用。在使用该种方式开展整体安装时，则具有着以下因素：首先，来自边界条件与结构体系的影响；其次，来自提升支点布置与数量的影响；最后，是顶升与提升过程中同步情况的影响。

4结束语

总而言之，随着科技的进步以及建筑行业的发展，在大跨度空间钢结构施工过程中，相关研究人员以及施工人员要集中建立有效的工程发展机制，进一步升级相应的技术和材料，保证整体工程项目顺利运行，真正助力整体工程项目的可持续发展。

参考文献

[1]张珈铭,刘坚,周观根等.大跨度空间钢结构抗震及施工模拟分析研究展望[J].华南地震,2014,17(z1):43-48.

[2]杨宇,周元华.预应力大跨度空间钢结构的应用与展望探究[J].江西建材,2016,26(03):10-10,9.

作者简介：张保健，身份证号码:1330241981****2876。