大跨度厂房钢结构施工安装技术

郑卫国

新疆生产建设兵团建设工程集团第一建筑安装工程有限责任公司

大跨度厂房钢结构施工安装技术

郑卫国

新疆生产建设兵团建设工程集团第一建筑安装工程有限责任公司

相比于传统的钢筋混凝土结构建筑，钢结构可以实现工厂化生产和批量化安装，不仅绿色环保，而且施工更加便利。但是目前该项技术在大跨度厂房厂房建筑施工过程中会遇到各种各样的问题，这就需要相关建设人员必须熟练掌握钢结构的特性，施工中要按照规范标准进行，依据实际施工建设需要，完成钢结构建设的安装制作工序，整个过程必须对质量进行很好的把控，进而才能保证其质量，使得符合国家的规范标准。基于此本文分析了大跨度厂房钢结构施工安装技术。

大跨度厂房；钢结构；施工安装技术

1 钢结构技术概述

1.1 概念

在建筑工程施工中需要有骨架来承担一定的重量，我们将这些骨架称之为结构体系，目前在建筑工程结构体系建设中常常采用的是钢材，我们将这种由钢材作为承重骨架的结构称为钢结构。在建筑工程的钢结构施工中常常需要用的钢材包括钢管、型钢、钢板、钢绳等材料，它们的连接方式主要有焊接连接、锚固连接、螺栓连接等。在如今提倡建筑环保和节能的大环境下，钢结构很好地满足了这一理念。钢结构主要的优点为：1)不会浪费大量的资源；2)能够降低固体废弃物；3)降低了噪声等环境污染；4)符合我国持续发展的基本国策。所以国家大力推广该技术，并且在我国很多高层建筑、大型厂房、住宅建筑施工中都采用了这种技术。

1.2 钢结构建筑的特点

和传统土建筑工程的施工技术相比，钢结构工程的施工技术有着其自身独特的特点，可以总结为如下几方面：第一，节能环保。钢结构有着重量轻、强度大的特点，是十分良好的节能环保材料，其重量要比混凝土结构轻1/2左右，同时钢材的延展性和塑变性使钢结构建筑有着更好的抗震性和抗风性，能够大大提升建筑的安全系数。此外，由于大量应用钢材，所以建筑工程中所需要用到的水泥、砂石等不可再生资源就要少很多，所以对环境产生的不良影响会降低，并且所产生的建筑垃圾也会大量减少。第二，施工迅速。在工程建设中，钢结构通常是在工厂预制后再运输到现场进行拼装，这种施工方式能够大大提升施工的效率，可以缩短施工工期，能够有效地节省施工材料和人员，在缩短工期的同时也为企业创造了更多的利润。第三，灵活性强。钢结构建筑能够降低墙板的使用，可以提升建筑的套内使用面积，能够节省空间和土地。第四，良好的经济性。钢结构施工工期短，所以建造的费用比较低，能够节省大量的资金成本。

2 大跨度钢结构的应用和在我国的发展情况

各种类型的大跨空间钢结构在美、日、欧等发达国家发展较快。建筑物的跨度和规模越来越大，跨度超过150m以上的超大规模建筑己非个别；结构形式丰富多彩，采用许多新材料和新技术，发展了许多新的空间结构形式。

我国的空间钢结构的基础比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要，大跨工业厂房、候机大厅、会展中心、剧院、体育场馆等大型工业、公共建筑不断涌现，空间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。从起初的平面析架、平板网架、单层网架到现在的空间立体析架、多层网架、各种网壳等等，特别是现代预应力技术的引入，使大跨空间钢结构体形更为丰富，也使其先进性、合理性、经济性得到了充分展示。

3 大跨度厂房钢结构施工安装技术

3.1 高空原位安装技术

高空原位安装技术分为高空原位散装技术和高空原位单元安装技术。高空原位单元安装技术是对高空散装技术的工艺改进，因为高空原位单元安装技术有着施工速度更快、效率更高的优势，在工程实践中被更加广泛的利用。原位安装，就是根据构件的空间实际位置，通过搭设支撑平台或高空作业平台，实现构件的高空拼装对接。高空原位散装技术是将所有单位构件通过起重设备运至高空操作平台，然后在高平台逐一进行杆件对接施工。而高空原位单元安装技术是将空间钢结构分成多个小的单元块体，单元块体均在地面拼装完成，然后由起重设备运至高空作业平台，进行单位块体的原位安装及单位块体之间的构件连接工作，最后形成整体空间结构。单位块体大小的划分应根据结构形式、吊装设备的起重量决定，单位块体应划分合理、起吊位置准确，保证自身的结构稳定性，避免吊装过程出现单元块体发生不可逆的塑性变形，从而影响高空原位单元安装质量和拼装精度的情况。高空原位单元安装技术施工效率高，操作人员在高空平台作业施工安全能保证，安装精度高，但操作平台满堂架体搭设费用较高(见图1)。

图1 原位安装示意图

3.2 滑移施工技术

滑移法分为两种，①滑移上部结构块体；②滑移下部支撑平台。采用滑移法施工首先应划分构件安装块体的大小，根据安装块体大小设置块体支撑平台。然后根据工艺要求进行滑移施工，滑移施工前应设置稳定的滑移轨道。滑移轨道一般采用工字钢或槽钢，在滑移方向上经受力计算后设置两道或多道轨道，在实施滑移过程中，应配备相应的滑移用品，如钢绞线、电动倒链或爬行器等工具。在进行滑移施工时，首先对滑道采取稳定和润滑措施，确保滑移架体在前进过程中能同步行进。并随时控制轨道处的行进速度保持单位行程的距离，采取调节手段保证架体滑移过程的安全、同步、顺畅。滑移法施工要求项目结构规则、整齐，网架结构的支撑轴线均匀连贯，适合项目面积大，安装方向轴线多，场地条件适合滑移的工程。

3.3 整体安装技术

整体安装技术是在地面上完成现代大跨度空间钢结构的一系列设计安装工作，进而将其运送到准确的位置，对其整体进行安装。目前，应用比较普遍的现代大跨度空间钢结构包括提升安装、整体吊装和顶升安装。

相较于散装安装技术，整体安装技术具有明显的优势。首先，临时支撑点少。其次，减少高空作业难度，使大跨度空间钢结构的施工质量和施工安全性得到了保障。第三，整体安装不会对下部施工造成干扰，能够缩短工期，节省工程整体施工成本。

整体提升安装技术。在地面或者合适的地方将尚未进行安装的结构进行组装，然后应用起重机和提升设备，将其提升到合适的安装高度，对其进行整体安装。一般钢丝绳承重和卷扬机承重在整体提升安装中应用比较普遍。部分拼装结构需要同时上升到相应的安装高度，技术人员要应用千斤顶提升其上升力，并通过网络技术和计算机技术对其提升过程进行控制。

整体吊装安装技术。在地面完成大跨度空间钢结构的安装工作，然后应用拔根或者起重机对其进行吊装。该种吊装方法比较简单，对设备要求也比较低。在大跨度空间钢结构安装中的应用比较普遍。

顶升安装技术。顶升安装技术应用液压活塞式或者螺旋式千斤顶为大跨度空间钢结构提供升力。并应用永久结构或者临时支架，对其提升过程进行支撑，进而确保整体安装工作圆满完成。

3.4 分段吊装技术

施工人员要结合起重设备的性能和构成，在工程施工中涉及到的相关构件拼装成条状或者块状的小单元，根据设计要求，应用起重设备将其吊装到正确的设计部位，进而再将其拼装成一个整体。

工程负责人在圈梁和框架工作完成之后，对高空滑移方法进行应用。高空滑移能够提升整体工程效率，最大程度缩短工程，以节省工程成本。高空滑移技术对起重设备和牵引设备的要求比较低，并且其结合工程需要进行局部支架的搭设，降低了脚手架的成本，能够对现代大跨度空间钢结构整体施工成本进行控制。

4 大跨度厂房钢结构施工安装质量控制

必须要根据钢结构的施工特点以及性能等，从而充分的结合施工企业的内部情况，从而完善钢结构的施工质量管理保证体系，并且也需要能够做大施工质量第一和用户第一的质量意识，与此同时也需要制定出一个科学的质量管理方针，通过开展质量的教育和培训的工作，从而能够逐步的去完善有关的考核制度，从而能够防治施工人员在施工的过程中出现大意，同时也需要根据钢结构工程的施工实际情况和工程规模的大小，从而确定出科学以及合理的施工质量管理控制方式，也需要不断的去完善施工现场的的管理制度，对其施工人员的行为进行规范，更好的保证施工管理人员能够对自己的职责进行履行，全面的提高施工组织机构的工作效率，同时也需要对钢结构工程的质量进行有效的管理，对于每一项施工的过程进行详细的记录，并且也需要对经验进行总结。

总之，伴随着国家经济工业化进程的加速，钢结构建筑的优越性更加凸显，在保证钢结构施工安全性、快捷性的同时，更加经济性的施工方案也对钢结构的施工工艺提出了更大的挑战，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

[1]黄红刚.大跨度悬挑钢结构安装施工技术[J].武汉工程职业技术学院学报，2016，01：18-22.

[2]王雪晨，曹文根.大跨度钢结构高空滑移安装施工技术[J].建筑机械化，2011，S2：21-24.

[3]李武尚.大跨度重型钢结构厂房造价控制分析[D].长安大学，2015.