钢结构建筑大跨度空间施工控制措施

刘文贤

（福建径坊建造工程有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

现阶段，人们的生活质量逐渐得到提升，对建筑的要求也越来越高。在科学技术发展进步的支持下，钢结构建筑大跨度空间施工技术得到了广泛的应用，并取得了较好的效果。在实际的工程项目中，为了解决实际问题，提高施工质量，则需要相关施工人员充分掌握大跨度空间结构施工技术特点，合理应用高空散装技术以及分段吊装技术，并利用有效的施工控制方法，提高建筑的整体质量。

1 工程概况

本工程为印包厂房扩建项目，其位于厦门市海沧区新阳工业区，总建筑面积约为59569.681m2，本工程由联合工房、配电房、溶剂库、生产辅房及物流大门、门卫室等施工分项组成，其具体平面尺寸及最大跨度可如表1 所示。联合工房地下一层，地上3-5 层，其余均为一层。

表1 印包厂房扩建项目施工分项平面尺寸及最大跨度

2 大跨度空间钢结构施工技术特点

大跨度空间钢结构施工技术相比于其他技术具有较为显著的优势和特点，首先则是大跨度空间钢结构的造型较为丰富多样，这是因为在建筑工程项目中，大跨度空间结构是由很多钢板在实际需求的基础上，按照设计要求而组成的，所以可以满足建筑结构的多样化需求。比如北京奥运会的羽毛球比赛场馆，其应用大跨度空间结构施工技术时，将大跨度弦支弯顶作为主要的钢结构，将多面体泡沫嵌入到钢结构中，从而可以体现大跨度空间结构的多样性和独特性，同时在很大程度上也体现了绿色建筑和生态建筑的理念[1]。

其次，大跨度空间钢结构具有较好的坚固性和耐用性，能够提高钢结构的稳定性和安全性。但是因为大跨度空间结构会应用带很多的构件，所以其也具有一定的复杂性。基于此在设计大跨度空间结构时会存在一定的难度，特别是对于会展中心、体育场馆等大型建筑来说，涉及的建筑材料和施工工序相对较多，在提高稳固性的同时，对设计施工来说也具有复杂性的特点。

最后，大跨度空间钢结构具有良好的精确性。由于大跨度空间钢结构是由很多构件组合而成的，因此相关施工人员需要对每个构件进行严格的检查和性能测试，充分保障其质量与建设标准相符合。同时大跨度空间钢结构施工材料的预装以及钢材焊接工艺等都需要保证准确性，所以建筑工程中的大跨度空间钢结构施工技术具有精准性的施工特点。

3 大跨度空间钢结构的具体施工技术

3.1 高空散装技术

在大跨度空间钢结构使用中，高空散装技术是一种比较常见而且有效的施工工艺，其施工技术开展可如图1 所示，是由吊钩、系绳以腹杆和上弦杆或下弦杆组成。在印包厂房扩建项目中，应用高空散装技术能够保障该项目的大跨度空间钢结构具有较好的稳定性。所以在本次工程项目中开展高空散装技术具有较好的质量效果。

其具体实施步骤是：首先在预先设计的位置安装搭建脚手架和临时支架；然后利用相应的起吊设备将大跨度空间钢结构的小拼单元或者是钢结构的散件吊运到设计好的位置，并在支架上进行拼装。通常情况下在大跨度空间钢结构施工中无需利用起吊装备，但是由于印包厂房扩建项目的钢结构中散件相对较多，为了尽可能的降低拼装失误率，要尽量利用起吊设备按照合理的散件拼装顺序进行施工，科学严格控制标高以及轴线，保障该工程项目钢结构施工的实效性。

其次施工人员在工作平台上进行拼装时，要从钢结构的一边逐渐向外扩，再利用起吊设备将单元散件等进行拼装，然后安装到支座中，在安装完首块小拼单元后，施工人员要严格控制测量放线的尺寸。同时在印包厂房扩建项目中应用高空散装技术时，需要注意支架的用量，并且要保障支架的强度和稳定性，保障印包厂房扩建项目的施工质量。

图1 大跨度空间钢结构高空散装施工技术

3.2 分段吊装技术

在印包厂房扩建项目中，对大跨度空间钢结构施工中还应用了分段吊装技术。其是指相关施工人员将钢结构的构件进行分条和分块处理，然后在将构件吊装到高空中进行拼装。所以在印包厂房扩建项目施工中先要充分考虑起吊设备的吊运能力，再采用合理方法将构件进行分条或者分块。在具体实施过程中先要搭建具有良好稳定性的临时拼装支架，再使用起重设备将条状和块状单元吊运到安装位置。最后则是进行整体的拼装。在印包厂房扩建项目中应用分段吊装技术则能够有效的减少高空施工的作业量，而且部分施工作业可以在地面上进行，在一定程度上降低了工程损耗，而且也提高了施工安全性。

在具体的分段吊装程序中，则要保障钢梁安装完毕之后在进行构件吊装，保障钢柱框架的承受力稳定，然后在根据设计图纸的标高对支撑架进行拼装，保障整个支撑体系的稳固性，最后则要进行两边段的钢梁安装，再进行中间段的钢梁安装并合拢，利用临时马卡板进行固定，焊接作业结束后将临时马卡板进行平整打磨。不过在该项目的分段施工中，则要严格注意条状或者块状单元的稳定性和强度，必要时可以采用适当的加固方案，确保钢结构的整体稳定性。

4 钢结构建筑大跨度空间施工控制方法

4.1 开环控制

钢结构建筑大跨度空间施工存在一些不确定的因素，为了避免对施工质量的影响，则要采用适当的控制方法。而在印包厂房扩建项目施工中，主要是采用开环控制，其是我国建筑工程领域中一种比较常见而且发展较早的施工控制方法，是基于简单函数的经典控制理论发展形成的，当前已经相对比较完善和成熟。因此在印包厂房扩建项目中运用开环控制方法具有较好的实效性，能够及时的发现施工现状的缺陷。而由于印包厂房扩建项目钢结构建筑大跨度施工的控制主要是单向控制，如果控制不到位，就会与施工实际发生严重的偏离。所以在本次工程中，一般是在简单的施工项目中运用开环控制。

4.2 闭环控制

由于在印包厂房扩建项目中对大跨度空间钢结构施工采用开环控制可能存在不到位的情况，因此为了进一步满足对该建筑的施工控制要求，则可以设计采用避免控制方法。在本次工程中利用闭环控制具有较好的效果，而且能够进行施工作业反推，以检验其施工质量和水平，能够最大限度的降低事故率。另外一方面在印包厂房扩建项目中采用闭环控制，能够准确反馈施工控制，充分满足大跨度空间钢结构的精确性特点，可以减少钢结构的施工误差，进一步保障该项目大跨度空间结构的施工质量。

4.3 自适应控制

自适应控制是近年来建筑工程控制中应用较为普遍的方法之一，其能够在不断的重复计算中进行系统磨合，从而实现施工控制与施工实际的数据对比，检查误差，保障施工技术与建筑设计的数据相符合。在印包厂房扩建项目中的大跨度空间钢结构施工中，运用自适应控制能够尽可能的减少设计误差和施工误差。比如在本次工程中，其能够对材料容量、截面宽度等数学量进行准确计算，及时发现微小误差，避免对施工质量造成影响。所以与开环控制和闭环控制相比较而言，自适应控制方法更具有智能化和现代化，对施工控制更加精准，有利于保障印包厂房扩建项目大跨度空间钢结构施工技术的合理开展，将误差率降至最低。

4.4 安全控制

在钢结构建筑大跨度空间施工中，由于其作业具有高空、悬空和作业点较多等特征，为防止发生意外事故，则要采取一定的安全控制措施。比如成立施工现场安全监督小组，通过专职安全管理人员监管施工工序的全过程，落实安全管理制度和规定。同时要完备高空作业人员的安全防护措施，在工程开展时，要保障施工人员在高空施工中系牢安全带，正确佩戴安全帽等个人防护用品用具，并且要在高空作业位置对应顶部架底部位设置安全平网防护等，充分保障充分保障钢结构建筑大跨度空间的施工安全。

5 结论

综上所述，在建筑工程科学技术不断发展的背景下，对于现代化大型复杂建筑的大跨度空间钢结构施工来说具有一定的促进作用。通过掌握其施工技术特点，应用高空散装技术以及分段吊装技术，能够保障建筑结构的多样性和稳固性。并且通过开环控制、闭环控制以及自适应控制方法可以在很大程度上保障大跨度空间钢结构的施工质量和水平，有利于促进建筑行业的发展进步。