大跨度钢结构施工的关键技术和施工要点

陈方丽

大跨度钢结构施工的关键技术和施工要点

陈方丽

由于大跨度钢结构在我国应用的时间还比较短，大部分是在机场、体育馆等一些建筑物的应用中。这些设施建设大多数是国家为其提供的资金，因为它关乎着人们的实际利益与社会形象。因此需要保证其施工，所以加强大跨度钢结构施工要点与关键技术的应用。具体如下：

一、大跨度钢结构施工的常用施工技术

大跨度结构主要的网络构架，包含网壳结构、网架结构和悬索结构等，这些结构在感受到外力的情况下，因为他们的特点各不相同，所以在施工过程里要注意到很多因素，比如说施工材料、机械、施工的场地条件、工程质量和施工成本等。在我国建设体系中常见的应用大跨度钢结构的方法有六种，包括高空散装法、整体吊装法、分条或分块安装法、整体顶升法、整体提升法以及折叠展开安装法。

1.高空散装法

所谓的高空散装法是指在结构上使用的全部构件分成若干个小的散件直接在高空中设计位置上安装成整体的方式，在施工时利用满堂的悬挑和支架两种方法。支架法在我国应用的比较广泛，这样的施工方法比较适合于节点很多的网架结构上使用，它的主要特点是不需要大的起重设施，但是它的弊端就是在搭建的过程里会占用很多材料。

2.分条或分块安装法

所谓分条或分块安装法是指将钢结构的构件在地面上进行焊接，将其变成条状或者是块状的拼装，接着由起重机械吊装至设计位置组成整体架构，因此它也被称为小片安装法。这样的方法相比较高空散装法可以节省很多的地面支架，并且分块或分条的大小一般是由起重设备的承受范围所决定的，所以施工方案的制定会比较灵便。

3.整体吊装法

所谓整体吊装法是指分散的结构构件在地面的时候将其拼接成整体，然后在利用起重设备将其吊至高空设计的位置施工将其安装，这个方法多于中等的跨度下桁架结构非常适用，同样对起重设备的要求会比较高，并且在使用整体吊装的过程里对于地面上的建筑工程的施工会有很大的影响。

4.整体提升法

所谓整体提升法是将起重设备放在结构的上面，其应用的方式是对于结构在地上安装完以后，通过吊杆将拼装好的结构提至到已经设计好的位置上。这样的施工方法基本采用的是利用小的机械群体来安装大结构框架，可以大大地减少吊装时所产生的成本，与此同时可以将主体结构上的一些附属部分一起调至到设计位置，例如通风设备、电器管线、防水层等部分，这么做不仅仅会对工期有所加快，还大大地降低了成本同时也保证了安全。

5.整体顶升法

所谓整体顶升法是指钢结构的构件在地面上拼接完以后可以把结构柱当做滑道来使用，将千斤顶安放在各个结构支点的下方，接着一步一步地将架好的结构慢慢地顶升至设计位置的方式，因此整体顶升法与整体提升法的区别在于它的提升时利用的设备不同和提升应用的轨道也不同。

6.折叠展开安装法

所谓折叠展开安装法是运用网壳穹顶的结构，它的使用原理在于它的立体空间可以被当做是环向箍的效果与径向拱的效果来叠加。这种施工技术的核心是，首先是将网壳去掉一部分杆件，让它成为一个可以机动的结构体，接着就是将网壳结构在地面上将其折叠的部分进行展开，来减低它的安装高度，最后通过提升设备的方式将补全剩余的构建在设计位置时，这样使整体的结构又恢复了之前的静定结构。

二、大跨度钢结构施工要点分析

如今的大跨度钢结构的工程建设不再是单一的，它会将生物工程和计算机科学、物理学等综合应用。最后以一个成形的建筑物展现在人们的面前。因此我们在施工中的要点分析时不能只是针对于传统的土木技术分析了。在大跨度钢结构施工过程里要注意焊接、吊装与吊梁车的装配等方面，具体的施工要点分析如下：

1.钢结构焊接前后的要点分析

第一，钢结构在焊接以前，要选择正确的焊接材料、焊接电压、焊接电流等。在焊接的过程里必须要保证焊接处的清洁，以此来增大焊件的应用性能。第二，在钢结构的精密度下，可以采用焊接胎夹具的方法来完成装配与检验。第三，在焊接过程里要非常重视钢结构变形现象的控制，最后一步是对零件施工装焊加工。

2.大跨度钢结构装配工艺尺寸选取

大跨度钢结构的装配过程中，应该依据生产需要来要装配的尺寸，这样才会使误差达到最小化。依据相关的装配流程与图纸的需求进行施工与设计，来确定所装配的工艺尺寸。在放样的过程里，企业需要与建设相结合的中心目的在于屋架形式预留的收缩量是否合理，再将放样的连接板与实施平台进行连接，通过铁档的方式进行刚定位，来保证施工尺寸大小的准确性，根据前一个屋架的底模为标准进行装配与焊接，保证焊接部位的清洁程度作为前提。

3.钢屋架吊装的施工要点

对于比20米大的跨度钢结构的安装时，要常常采用整体吊装。实施吊装的技术如下：采取三点的吊装方法，以钢结构的厂房屋面为支点，对于组成后的构件来实施整体掉吊装。在达到以一轴为核心的屋架吊装以后，用相同的方法进行二次屋架安装，严格控制屋架的倾斜于侧弯状况发生，在施工时，为了保证稳定性，需要应用螺栓来连接钢柱与钢屋架。屋架吊装完成以后，首先查验它的安装位置是否发生偏差，其次检验螺栓的固定与是否对相邻屋架进行垂直支撑。如果是大型的面板，需要采取焊接方法来连接上。

4.应用钢结构的虚拟实验和结构模型的作用

在当今，现代化的计算机网络技术与监控设施的虚拟的建设功能对于钢结构的广泛应用提供了很多的便利。有效地避免了在施工中因为构件偏差和施工事物给建筑物带来的隐患，保证其施工的质量情况，同时也节省了一部分的经济费用。但是，由于某个构件在施工的过程里由于安装或是吊装的原因使其发生偏移，从而导致整个工程的受力结构发生变化。然而模拟技术的应用有效地避免了这些给工程结构带来影响的情况。总而言之，应用模拟实验技术可以加大对工程的难点以及重点的控制，从而保障施工质量。

5.新技术、新材料的应用是大跨度钢结构建造的基础

大跨度钢结构的施工是根据设计图进行过严格的模拟实验，虽然是利用科学的、逼真的模拟方法进行检验，但在其施工过程中会出现一些不可控制的外界因素，会导致阻碍过程实施。现代化的炼钢技术是为建设过程提供优质材料为中心的建造目的。对于大跨度的建造时所用的钢材料，对其形状和质量都有着相当高的要求，如若不是现代技术非常发达的情况，那么也不至于谈到大跨度的话题。除此之外，焊接技术的快速发展为施工建设的整体提供了保障。从规划到构建是一个构造的过程，大部分都是依照焊接的方法进行连接的。越是大型的钢结构对其承受载力的需求越大。这就给在对缝的衔接上带来很大的困难与挑战。所以，使用高级的焊接技术和先进的焊接设备是在建造中对于施工时的非常重要的根本。

6.建造团队与技术人才是大跨度钢结构建造的根本

通过我们对于每一个不同的大跨度钢结构的建筑工程的研究，我们会发现在实施的过程里所涉及的施工队伍、设计师、工程师以及各界的精英们数不胜数。那么便可以看出大跨度的钢结构建设工程是人类目前最高端的建造模式。是多个行业的团队精英们的智慧结晶所产生的工程，一个工程科学的、规范的建造是离不开在施工过程中拥有一个综合素质非常高的建造队伍，以及专业的施工团队作为前提条件的。加大对施工时的管理制度，这是对于大跨度钢结构的建设质量的保证，沟通和协调也是建设中的重要元素。

三、结语

随着经济的快速增长，建筑施工会逐渐增多，大跨度结构的应用也会越来越多。由于大跨度的结构装配上会有很大的难度，因此，探究其施工的要点是确保建筑的稳定性与安全性的基础。大跨度钢结构的安装过程里要采取正确的方法，在吊装流程里要严格按照相关规定进行，并且及时查验，来保障其施工质量，这样大跨度钢结构施工才会持续地发展下去。

（作者单位：台州远信建设工程有限公司）