大跨度体育场馆钢结构施工技术问题分析

江海 徐海鹏

【摘要】随着全球经济发展速度加快，科學技术也在不断的快速发展。尤其是建筑领域，其大跨度钢结构的发展与实际应用已经成为国家建经济发展的核心。本文以我国某中心体育场为例，重点分析了该项技术的各个方面。

【关键词】大跨度体育馆 钢结构 施工技术

1 前言

21世纪是技术高速发展，科技不断革新的社会，人民的文化结构与生活水平要求在此时代背景下不断提高，尤其是建筑领域，对相关技术的要求相比以往更高，其中，大跨度钢结构就是在此背景下应用而生，该项技术被广泛的应用在文化体育场、机场、会议中心等不同类型的大型空间结构建筑。

2 大跨度钢结构特点

大跨度钢结构自2O世纪50年代末期开始产生，并于6O年代在我国广泛应用以来，到90年代末，其不同种类的网架结构己经遍布全国各地，因此，可以将其特点总结为以下几点：

第一，大跨度钢结构技术首先其构成形式多种多样，结构内容呈现多样化趋势。在我国大跨度钢结构技术应用中，该项技术包括多种类型：网架、网壳结构，主要代表是玉溪卷烟厂的厂房；三层网架结构，建筑代表是厦门太古飞机维修场：三芯圆柱面网壳结构，主要的建筑代表是浙江台州电厂等，总之，在我国建筑史上，大跨度钢结构被广泛应用，并呈现出多种类型特点。

第二，大跨度钢结构技术中引进代预应力技术，使该项技术呈现出一种极高的灵活性。该项技术中引入预先应力技术，可以使建筑结构的体型更加丰富，并且更具有先进与合理性，在建筑过程中，配置拉锁，可以使建筑中间结构的某个弹性支点与外载物发生作用，利用内力与挠度进行卸载，前者是传统的斜拉机构体系，后者就是现代预应力结构体系。

3 大跨度空间钢结构施工技术解析

本文以A市的中心体育场为例。

3.1 A市的中心体育场概况

该体育场是典型的大型综合类体育中心，其内部房屋结构体系十分复杂，其结构跨度为367.662m的三角形变断面，罩棚的直接长度69.7—35m，其结构的覆盖面积多达5万m?，拱顶的高度为79.20m，经过专业测量结构的钢结构总重量大约为13625t。

3.2 具体施工技术

（一）桁架的拼装

由于该构件的长度偏长，运输困难，所以施工现场进行主桁架进的拼装，步骤如下：

第一，将工字钢当做调整平台，每两根工字钢之间的间距为约为五厘米，利用水准仪来找平标高，将误差控制在三毫米之内。之后需要在工字钢的上面弹条直线，使用100毫米×100毫米×6毫米的钢板当做靠山。

第二，以主桁架为例进行拼装，需将主桁架上的两段吊装至操作平台上，对准后就可以在靠山的旁边松开吊钩，如果接口之间的缝隙超过五毫米，就应该通过手动葫芦来调节。

第三，对与要求不符的桁架的直线度需要利用千斤顶与撬棒来调节，其直线度不得超出五毫米，之后利用水准仪对其标高进行测量，如果超出要求则需要利用千斤顶调节。

第四，在标高与直线度都与要求相符后，就可以对连接处的腹杆进行安装，点焊固定之后需要对标高与直线度进行重新测量，测量符合要求再进行电焊。电焊工人焊接时应该根据焊接工艺的要求进行，焊接完工24小时以后应对一级与二级的焊缝进行超声波检测，经检测合格方可吊装。下表为焊接时焊条直径的选择：

焊件厚度（mm） 2 3 4-5 6-12 大于等于13

焊条直径（mm） 2 3.2 3.2-4 4-5 4-6

第五，在桁架悬挑处的端部需设置1个小型的弯钩，主要作用就是对施工中一级完工后的挠度、垂直度一级水平标高的测量。

（二）工作平台的搭建

第一，搭设脚手架。采用适当的脚手架钢管在主桁架的前、后支座的钢管柱位置进行搭设，从主桁架和前后支座的钢管柱交接处的垂直投影的位置向上搭设。

第二，在主桁架下弦铺设脚手片。如果采用的是单榀主桁架的整体吊装法，就应该在吊装之前，桁架下弦杆的上方铺设扶手栏杆、次桁架以及钢管，安装人员可以在此上行走，并将其用于圆弧杆和次桁架的安装，注意吊装前注意扶手栏杆、脚手片以及钢管是否绑扎牢固，防止滑落。

第三，搭设一个临时的承重胎架。承重胎架主要起到稳定的作用，在其顶部设置一个操作钢的平台。

（三）管桁架的安装

第一，在桁架吊装之前，应利用水准仪与经纬仪在混凝土看台处进行桁架定位轴线测定，并将定位轴线使用墨线弹出，便于以后的安装调整。

第二，连接后支座钢管柱和支座半球，并对水平标高与直线度进行调整，然后将其和支座的半球焊接起来，用作主桁架的一个固定支撑点。并在支座处次桁架的水平投影面的下方进行脚手架工作平台、承重支撑网的架式钢柱的搭设，并把前、后支座钢管柱和支座半球相连，调整水平标高与直线度以后，将其和支座点焊连接，搭设的脚手架可以作为一个临时的支撑。

第三，在起重吊装之前应该准备充足，如人员、构件、机械、吊装作业程序以及周边的环境等达到了吊装的条件要求，就可以正式作业。

（四）次桁架及其他构件的安装

（1）安装支座处的次桁架

第一，由于支座处的次桁架架离支座的高度偏低，所以可以利用脚手架的操作平台实施散装。

第二，利用吊车将构件提升到体育场看台的踏步上，注意应将构件进行分散堆放，防止体育场看台的集中受力。

第三，先安装次桁架的三个弦，当其标高、轴线以及位置均与要求相符后，在使用电焊进行固定，根据设计图纸上的要求，应该对其腹杆的位置进行放样，待相关的检验人员对其检验确定合格以后，才可以安装腹杆。

第四，当腹杆组成完工之后，检验人员需对其进行检验，合格以后再进行电焊固定，同时还应该安排电焊人员焊接次桁架的腹杆、弦杆，注意焊接时应该从两边向中间进行对称的焊接。等到焊接两格的区间之后，安装人员就可以安装圆弧杆。

（2）安装圆弧杆

第一，针对圆弧杆的钢管直径大，管壁厚的情况，也需要利用吊车来提升安装。

第二，由于脚手架难以应用到每一个安装部位，所以安装时增加额安装人员的困难与危险，这时为了使安装工作可以顺利进行，可以在主桁架下弦位置设置一个脚手片、脚手架以及通长的安全绳，同时根据安装圆弧杆的需要，可在其节点位置搭设一个临时的操作平台。

第三，为了使圆弧杆可以顺利安装就位，在对其点焊固定之后，可以每两根圆弧杆就焊接一根圆弧杆来固定，这样可以有效的调整圆弧杆的长度与方向。在对其进行焊接时，圆弧杆的两端必须同时进行。这样有利于降低焊缝收缩的不利影响。

（3）安装悬挑处的次桁架与支座处次桁架

第一，对于悬挑处的次桁架是利用汽车将其吊在体育场里面进行整体安装的。而支座处的次桁架则是利用汽车将其吊在体育场的外围来进行整体吊装的。

第二，将住桁架下弦处的脚手架当做安装的工作平台，对桁架的上、下弦进行定位。

结束语

随着各类钢结构建筑的不断发展，在一些大型的公共建筑中空间钢结构的使用越来越广泛，所以对钢结构企业有了更高的要求。保证施工的质量、安全、进度同时还能降低工程成本，成了每一个企业施工的关键。无论是对于体育场的工程施工还是其它大型工程，都应该从设计与生产施工同步入手，做出更加合理的方案，优化施工的关键点，从而降低成本，获得经济效益。空间钢结构施工技术对于我国钢结构建筑工程的发展具有重要意义。

参考文献

[1]陈桥生.南京奥体主体育场钢屋盖工程难点与技术措施[J].施工技术，2012，33（11）：35—38.

[2]陈桥生，许立新.国家体育场钢结构施工技术及研究[J].施工技术，2013，35（12）：41—46.