关于大跨度空间钢结构施工控制的探讨

2017-03-09扈宪伟

环球市场 2017年19期

关键词：跨度吊装钢结构

扈宪伟

云南建投钢结构股份有限公司

关于大跨度空间钢结构施工控制的探讨

扈宪伟

云南建投钢结构股份有限公司

为了满足人们日益增加的需求，现代建筑功能也呈现出多元化发展趋势。以国家体育场(鸟巢))为例，它不仅要设置各类体育比赛场地，而且还要设置观众席、运动员休息室、后勤场馆。这些功能的实现，对体育馆的总面积提出了较高的要求。鸟巢是大跨度空间钢结构建筑的典型代表，外形结构由门式钢架组成，不仅节省了大量的建筑材料，而且保证了体育场馆的质量安全。因此，加强大跨度空间钢结构施工技术的研究，具有重要的应用价值。

大跨度空间；钢结构；施工控制

引言

作为现代建筑常用的建筑类型，钢结构建筑有着其它结构形式无法比拟的优点，其在建筑工程中的普及和应用，引起了建筑行业颠覆性的变革；从传统的砖混结构、钢筋混凝土结构迅速演变成以钢结构为主要结构形式的现代建筑模式；从建筑造型的新颖性、施工周期的便捷性到使用功能的完美度等方面，钢结构建筑都有着它独特的优势。

1 钢结构施工优势

1.1 自重轻、强度高、抗震性能好

钢结构与传统的钢筋混凝土结构相比自重要轻30%以上，而强度却明显增强。特别是钢材所具有良好韧性与塑性的特点，使得钢结构建筑的整体抗震性大大增强。我们国家在经历汶川5.12地震之后，更是涌现出一大批钢结构公共建筑，如学校、体育馆、车站等。

1.2 空间布置灵活、施工周期短

钢结构建筑室内空间分隔灵活，对于建筑的外观造型能完美凸显，特别是在满足大跨度的空间结构功能方面，使得钢结构在许多特殊领域，如飞机维修机库、大型工业厂房的施工中应用更加广泛。而且钢结构建筑采用拼装式的施工特点，有着安装速度快、施工周期短的优点。

1.3 绿色环保、可持续发展

钢结构建筑相对于传统土建施工，有着噪音小、粉尘少、资源利用较为单一，施工更加绿色环保等优点。目前，钢结构构件一般都在工厂里加工制造，在施工现场只是安装就位，能有效减少施工污染和建筑工业垃圾。此外钢结构建筑还有便于拆卸，循环利用率高的优势。

2 大跨度空间钢结构的施工技术浅析

2.1 高空原位单元安装技术

该种安装技术属于原位安装技术，即将构件直接运输到预先设计的安装位置进行固定，然后对构件之间采取焊接方式连接，完成安装工作。这种安装方式省略了吊运和拼装的实际，但是对施工提出更高的要求。具体来说，首先，应该搭建稳定的高空作业平台，满足安装的空间要求；其次，对构件进行合理固定，避免因固定不当导致的安装结构的破坏；最后，注意焊接的效率和速度，尽可能采取多点施工，提升施工的效率，尽早形成稳定的结构支撑。

2.2 分段吊装技术

所谓分段吊装是指进行吊装前先对构件进行小区域的拼装，形成相对独立的稳固单元，之后对单元进行吊装，在预先设计的位置进行拼接，最终形成统一的空间结构。该种结构形式能够减少一定量的高空安装任务，降低施工的高峰风险，对高空吊装设备的需求相对较大，是大跨度空间钢结构施工的常用技术。

2.3 整体安装技术

整体安装技术是对分段吊装技术的极限化，结构的所有构件在地面拼装完成，之后通过高空起重设备起吊到设计为主，进行固定，完成整个安装工作。该种安装技术能够大度降低高空安装的工作量，给予施工极大的安全和质量保证。此外，在地面完成整个拼装工作，临时固定点的需求少，节省相应的固定工作量。根据钢结构的提升方式的不同，整体安装技术可以细分为整体提升安装技术、整体吊装安装技术和顶升安装技术三种。①整体提升安装技术。该技术是通过起重机或提升设备将地面组装的钢结构提升到合适的高度进行安装，在实际的施工中应用最为普遍，其施工的难点在于控制提升的高度。近年来，随着机械自动化技术的发展，提升过程借助计算机软件可以实现有效的过程控制。②整体吊装安装技术。与提升安装技术不同，吊装技术是借助特殊的机械设备实现钢结构的吊运提升。③顶升安装技术。该种安装技术的主要设备为千斤顶和辅助支架，借助千斤顶将钢结构抬升一定的高度，然后用临时支架进行辅助支撑和固定，之后在此应用千斤顶进行抬升，重复上述过程，直到到达设计位置。相较而言，该种安装技术的应用较少。

2.4 高空滑移技术

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。

2.5 液压同步控制提升施工技术

液压同步提升技术以柔性钢绞线作为承重索具，通过提升油缸集群、液压同步提升原理，结合现代化控制手段，采用计算机控制技术，可以将数千吨甚至万吨的钢结构从地面整体提升到预定位置，实现结构的区域整体安装就位。该工艺施工安全、可靠性高，可实现大吨位、大跨度、大面积构件整体同步提升。该项技术是钢结构行业适应现代施工管理、规模化施工、提高工艺技术含量所用到的一项新型施工技术。