扈憲偉

云南建投鋼結(jié)構(gòu)股份有限公司

關(guān)于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工控制的探討

扈憲偉

云南建投鋼結(jié)構(gòu)股份有限公司

為了滿足人們?nèi)找嬖黾拥男枨?，現(xiàn)代建筑功能也呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)。以國(guó)家體育場(chǎng)(鳥巢))為例，它不僅要設(shè)置各類體育比賽場(chǎng)地，而且還要設(shè)置觀眾席、運(yùn)動(dòng)員休息室、后勤場(chǎng)館。這些功能的實(shí)現(xiàn)，對(duì)體育館的總面積提出了較高的要求。鳥巢是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑的典型代表，外形結(jié)構(gòu)由門式鋼架組成，不僅節(jié)省了大量的建筑材料，而且保證了體育場(chǎng)館的質(zhì)量安全。因此，加強(qiáng)大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

大跨度空間；鋼結(jié)構(gòu)；施工控制

引言

作為現(xiàn)代建筑常用的建筑類型，鋼結(jié)構(gòu)建筑有著其它結(jié)構(gòu)形式無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，其在建筑工程中的普及和應(yīng)用，引起了建筑行業(yè)顛覆性的變革；從傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)迅速演變成以鋼結(jié)構(gòu)為主要結(jié)構(gòu)形式的現(xiàn)代建筑模式；從建筑造型的新穎性、施工周期的便捷性到使用功能的完美度等方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑都有著它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

1 鋼結(jié)構(gòu)施工優(yōu)勢(shì)

1.1 自重輕、強(qiáng)度高、抗震性能好

鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比自重要輕30%以上，而強(qiáng)度卻明顯增強(qiáng)。特別是鋼材所具有良好韌性與塑性的特點(diǎn)，使得鋼結(jié)構(gòu)建筑的整體抗震性大大增強(qiáng)。我們國(guó)家在經(jīng)歷汶川5.12地震之后，更是涌現(xiàn)出一大批鋼結(jié)構(gòu)公共建筑，如學(xué)校、體育館、車站等。

1.2 空間布置靈活、施工周期短

鋼結(jié)構(gòu)建筑室內(nèi)空間分隔靈活，對(duì)于建筑的外觀造型能完美凸顯，特別是在滿足大跨度的空間結(jié)構(gòu)功能方面，使得鋼結(jié)構(gòu)在許多特殊領(lǐng)域，如飛機(jī)維修機(jī)庫(kù)、大型工業(yè)廠房的施工中應(yīng)用更加廣泛。而且鋼結(jié)構(gòu)建筑采用拼裝式的施工特點(diǎn)，有著安裝速度快、施工周期短的優(yōu)點(diǎn)。

1.3 綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展

鋼結(jié)構(gòu)建筑相對(duì)于傳統(tǒng)土建施工，有著噪音小、粉塵少、資源利用較為單一，施工更加綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。目前，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般都在工廠里加工制造，在施工現(xiàn)場(chǎng)只是安裝就位，能有效減少施工污染和建筑工業(yè)垃圾。此外鋼結(jié)構(gòu)建筑還有便于拆卸，循環(huán)利用率高的優(yōu)勢(shì)。

2 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)淺析

2.1 高空原位單元安裝技術(shù)

該種安裝技術(shù)屬于原位安裝技術(shù)，即將構(gòu)件直接運(yùn)輸?shù)筋A(yù)先設(shè)計(jì)的安裝位置進(jìn)行固定，然后對(duì)構(gòu)件之間采取焊接方式連接，完成安裝工作。這種安裝方式省略了吊運(yùn)和拼裝的實(shí)際，但是對(duì)施工提出更高的要求。具體來說，首先，應(yīng)該搭建穩(wěn)定的高空作業(yè)平臺(tái)，滿足安裝的空間要求；其次，對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理固定，避免因固定不當(dāng)導(dǎo)致的安裝結(jié)構(gòu)的破壞；最后，注意焊接的效率和速度，盡可能采取多點(diǎn)施工，提升施工的效率，盡早形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)支撐。

2.2 分段吊裝技術(shù)

所謂分段吊裝是指進(jìn)行吊裝前先對(duì)構(gòu)件進(jìn)行小區(qū)域的拼裝，形成相對(duì)獨(dú)立的穩(wěn)固單元，之后對(duì)單元進(jìn)行吊裝，在預(yù)先設(shè)計(jì)的位置進(jìn)行拼接，最終形成統(tǒng)一的空間結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)形式能夠減少一定量的高空安裝任務(wù)，降低施工的高峰風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)高空吊裝設(shè)備的需求相對(duì)較大，是大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工的常用技術(shù)。

2.3 整體安裝技術(shù)

整體安裝技術(shù)是對(duì)分段吊裝技術(shù)的極限化，結(jié)構(gòu)的所有構(gòu)件在地面拼裝完成，之后通過高空起重設(shè)備起吊到設(shè)計(jì)為主，進(jìn)行固定，完成整個(gè)安裝工作。該種安裝技術(shù)能夠大度降低高空安裝的工作量，給予施工極大的安全和質(zhì)量保證。此外，在地面完成整個(gè)拼裝工作，臨時(shí)固定點(diǎn)的需求少，節(jié)省相應(yīng)的固定工作量。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的提升方式的不同，整體安裝技術(shù)可以細(xì)分為整體提升安裝技術(shù)、整體吊裝安裝技術(shù)和頂升安裝技術(shù)三種。①整體提升安裝技術(shù)。該技術(shù)是通過起重機(jī)或提升設(shè)備將地面組裝的鋼結(jié)構(gòu)提升到合適的高度進(jìn)行安裝，在實(shí)際的施工中應(yīng)用最為普遍，其施工的難點(diǎn)在于控制提升的高度。近年來，隨著機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，提升過程借助計(jì)算機(jī)軟件可以實(shí)現(xiàn)有效的過程控制。②整體吊裝安裝技術(shù)。與提升安裝技術(shù)不同，吊裝技術(shù)是借助特殊的機(jī)械設(shè)備實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的吊運(yùn)提升。③頂升安裝技術(shù)。該種安裝技術(shù)的主要設(shè)備為千斤頂和輔助支架，借助千斤頂將鋼結(jié)構(gòu)抬升一定的高度，然后用臨時(shí)支架進(jìn)行輔助支撐和固定，之后在此應(yīng)用千斤頂進(jìn)行抬升，重復(fù)上述過程，直到到達(dá)設(shè)計(jì)位置。相較而言，該種安裝技術(shù)的應(yīng)用較少。

2.4 高空滑移技術(shù)

滑移法分為兩種，①滑移上部結(jié)構(gòu)塊體；②滑移下部支撐平臺(tái)。采用滑移法施工首先應(yīng)劃分構(gòu)件安裝塊體的大小，根據(jù)安裝塊體大小設(shè)置塊體支撐平臺(tái)。然后根據(jù)工藝要求進(jìn)行滑移施工，滑移施工前應(yīng)設(shè)置穩(wěn)定的滑移軌道。滑移軌道一般采用工字鋼或槽鋼，在滑移方向上經(jīng)受力計(jì)算后設(shè)置兩道或多道軌道，在實(shí)施滑移過程中，應(yīng)配備相應(yīng)的滑移用品，如鋼絞線、電動(dòng)倒鏈或爬行器等工具。在進(jìn)行滑移施工時(shí)，首先對(duì)滑道采取穩(wěn)定和潤(rùn)滑措施，確?；萍荏w在前進(jìn)過程中能同步行進(jìn)。并隨時(shí)控制軌道處的行進(jìn)速度保持單位行程的距離，采取調(diào)節(jié)手段保證架體滑移過程的安全、同步、順暢。

2.5 液壓同步控制提升施工技術(shù)

液壓同步提升技術(shù)以柔性鋼絞線作為承重索具，通過提升油缸集群、液壓同步提升原理，結(jié)合現(xiàn)代化控制手段，采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，可以將數(shù)千噸甚至萬(wàn)噸的鋼結(jié)構(gòu)從地面整體提升到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的區(qū)域整體安裝就位。該工藝施工安全、可靠性高，可實(shí)現(xiàn)大噸位、大跨度、大面積構(gòu)件整體同步提升。該項(xiàng)技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)適應(yīng)現(xiàn)代施工管理、規(guī)?；┕ぁ⑻岣吖に嚰夹g(shù)含量所用到的一項(xiàng)新型施工技術(shù)。

3 結(jié)論

綜上所述，隨著社會(huì)的發(fā)展和人們對(duì)建筑空間的需求提升，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)將成為建筑物的重要結(jié)構(gòu)形式之一。廣大的設(shè)計(jì)與施工人員應(yīng)該結(jié)合行業(yè)的發(fā)展實(shí)際，積極探索大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的形式和施工技術(shù)，提升施工的效率和質(zhì)量，降低施工中的風(fēng)險(xiǎn)，為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)高效的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑。

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