大跨度廠房鋼結構施工安裝技術

鄭衛國

新疆生產建設兵團建設工程集團第一建筑安裝工程有限責任公司

大跨度廠房鋼結構施工安裝技術

鄭衛國

新疆生產建設兵團建設工程集團第一建筑安裝工程有限責任公司

相比于傳統的鋼筋混凝土結構建筑，鋼結構可以實現工廠化生產和批量化安裝，不僅綠色環保，而且施工更加便利。但是目前該項技術在大跨度廠房廠房建筑施工過程中會遇到各種各樣的問題，這就需要相關建設人員必須熟練掌握鋼結構的特性，施工中要按照規范標準進行，依據實際施工建設需要，完成鋼結構建設的安裝制作工序，整個過程必須對質量進行很好的把控，進而才能保證其質量，使得符合國家的規范標準。基于此本文分析了大跨度廠房鋼結構施工安裝技術。

大跨度廠房；鋼結構；施工安裝技術

1 鋼結構技術概述

1.1 概念

在建筑工程施工中需要有骨架來承擔一定的重量，我們將這些骨架稱之為結構體系，目前在建筑工程結構體系建設中常常采用的是鋼材，我們將這種由鋼材作為承重骨架的結構稱為鋼結構。在建筑工程的鋼結構施工中常常需要用的鋼材包括鋼管、型鋼、鋼板、鋼繩等材料，它們的連接方式主要有焊接連接、錨固連接、螺栓連接等。在如今提倡建筑環保和節能的大環境下，鋼結構很好地滿足了這一理念。鋼結構主要的優點為：1)不會浪費大量的資源；2)能夠降低固體廢棄物；3)降低了噪聲等環境污染；4)符合我國持續發展的基本國策。所以國家大力推廣該技術，并且在我國很多高層建筑、大型廠房、住宅建筑施工中都采用了這種技術。

1.2 鋼結構建筑的特點

和傳統土建筑工程的施工技術相比，鋼結構工程的施工技術有著其自身獨特的特點，可以總結為如下幾方面：第一，節能環保。鋼結構有著重量輕、強度大的特點，是十分良好的節能環保材料，其重量要比混凝土結構輕1/2左右，同時鋼材的延展性和塑變性使鋼結構建筑有著更好的抗震性和抗風性，能夠大大提升建筑的安全系數。此外，由于大量應用鋼材，所以建筑工程中所需要用到的水泥、砂石等不可再生資源就要少很多，所以對環境產生的不良影響會降低，并且所產生的建筑垃圾也會大量減少。第二，施工迅速。在工程建設中，鋼結構通常是在工廠預制后再運輸到現場進行拼裝，這種施工方式能夠大大提升施工的效率，可以縮短施工工期，能夠有效地節省施工材料和人員，在縮短工期的同時也為企業創造了更多的利潤。第三，靈活性強。鋼結構建筑能夠降低墻板的使用，可以提升建筑的套內使用面積，能夠節省空間和土地。第四，良好的經濟性。鋼結構施工工期短，所以建造的費用比較低，能夠節省大量的資金成本。

2 大跨度鋼結構的應用和在我國的發展情況

各種類型的大跨空間鋼結構在美、日、歐等發達國家發展較快。建筑物的跨度和規模越來越大，跨度超過150m以上的超大規模建筑己非個別；結構形式豐富多彩，采用許多新材料和新技術，發展了許多新的空間結構形式。

我國的空間鋼結構的基礎比較薄弱，但隨著國家經濟實力的增強和社會發展的需要，大跨工業廠房、候機大廳、會展中心、劇院、體育場館等大型工業、公共建筑不斷涌現，空間鋼結構得到了前所未有的飛速發展，并且獲得了廣泛的應用。從起初的平面析架、平板網架、單層網架到現在的空間立體析架、多層網架、各種網殼等等，特別是現代預應力技術的引入，使大跨空間鋼結構體形更為豐富，也使其先進性、合理性、經濟性得到了充分展示。

3 大跨度廠房鋼結構施工安裝技術

3.1 高空原位安裝技術

高空原位安裝技術分為高空原位散裝技術和高空原位單元安裝技術。高空原位單元安裝技術是對高空散裝技術的工藝改進，因為高空原位單元安裝技術有著施工速度更快、效率更高的優勢，在工程實踐中被更加廣泛的利用。原位安裝，就是根據構件的空間實際位置，通過搭設支撐平臺或高空作業平臺，實現構件的高空拼裝對接。高空原位散裝技術是將所有單位構件通過起重設備運至高空操作平臺，然后在高平臺逐一進行桿件對接施工。而高空原位單元安裝技術是將空間鋼結構分成多個小的單元塊體，單元塊體均在地面拼裝完成，然后由起重設備運至高空作業平臺，進行單位塊體的原位安裝及單位塊體之間的構件連接工作，最后形成整體空間結構。單位塊體大小的劃分應根據結構形式、吊裝設備的起重量決定，單位塊體應劃分合理、起吊位置準確，保證自身的結構穩定性，避免吊裝過程出現單元塊體發生不可逆的塑性變形，從而影響高空原位單元安裝質量和拼裝精度的情況。高空原位單元安裝技術施工效率高，操作人員在高空平臺作業施工安全能保證，安裝精度高，但操作平臺滿堂架體搭設費用較高(見圖1)。

圖1 原位安裝示意圖

3.2 滑移施工技術

滑移法分為兩種，①滑移上部結構塊體；②滑移下部支撐平臺。采用滑移法施工首先應劃分構件安裝塊體的大小，根據安裝塊體大小設置塊體支撐平臺。然后根據工藝要求進行滑移施工，滑移施工前應設置穩定的滑移軌道。滑移軌道一般采用工字鋼或槽鋼，在滑移方向上經受力計算后設置兩道或多道軌道，在實施滑移過程中，應配備相應的滑移用品，如鋼絞線、電動倒鏈或爬行器等工具。在進行滑移施工時，首先對滑道采取穩定和潤滑措施，確保滑移架體在前進過程中能同步行進。并隨時控制軌道處的行進速度保持單位行程的距離，采取調節手段保證架體滑移過程的安全、同步、順暢。滑移法施工要求項目結構規則、整齊，網架結構的支撐軸線均勻連貫，適合項目面積大，安裝方向軸線多，場地條件適合滑移的工程。

3.3 整體安裝技術

整體安裝技術是在地面上完成現代大跨度空間鋼結構的一系列設計安裝工作，進而將其運送到準確的位置，對其整體進行安裝。目前，應用比較普遍的現代大跨度空間鋼結構包括提升安裝、整體吊裝和頂升安裝。

相較于散裝安裝技術，整體安裝技術具有明顯的優勢。首先，臨時支撐點少。其次，減少高空作業難度，使大跨度空間鋼結構的施工質量和施工安全性得到了保障。第三，整體安裝不會對下部施工造成干擾，能夠縮短工期，節省工程整體施工成本。

整體提升安裝技術。在地面或者合適的地方將尚未進行安裝的結構進行組裝，然后應用起重機和提升設備，將其提升到合適的安裝高度，對其進行整體安裝。一般鋼絲繩承重和卷揚機承重在整體提升安裝中應用比較普遍。部分拼裝結構需要同時上升到相應的安裝高度，技術人員要應用千斤頂提升其上升力，并通過網絡技術和計算機技術對其提升過程進行控制。

整體吊裝安裝技術。在地面完成大跨度空間鋼結構的安裝工作，然后應用拔根或者起重機對其進行吊裝。該種吊裝方法比較簡單，對設備要求也比較低。在大跨度空間鋼結構安裝中的應用比較普遍。

頂升安裝技術。頂升安裝技術應用液壓活塞式或者螺旋式千斤頂為大跨度空間鋼結構提供升力。并應用永久結構或者臨時支架，對其提升過程進行支撐，進而確保整體安裝工作圓滿完成。

3.4 分段吊裝技術

施工人員要結合起重設備的性能和構成，在工程施工中涉及到的相關構件拼裝成條狀或者塊狀的小單元，根據設計要求，應用起重設備將其吊裝到正確的設計部位，進而再將其拼裝成一個整體。

工程負責人在圈梁和框架工作完成之后，對高空滑移方法進行應用。高空滑移能夠提升整體工程效率，最大程度縮短工程，以節省工程成本。高空滑移技術對起重設備和牽引設備的要求比較低，并且其結合工程需要進行局部支架的搭設，降低了腳手架的成本，能夠對現代大跨度空間鋼結構整體施工成本進行控制。

4 大跨度廠房鋼結構施工安裝質量控制

必須要根據鋼結構的施工特點以及性能等，從而充分的結合施工企業的內部情況，從而完善鋼結構的施工質量管理保證體系，并且也需要能夠做大施工質量第一和用戶第一的質量意識，與此同時也需要制定出一個科學的質量管理方針，通過開展質量的教育和培訓的工作，從而能夠逐步的去完善有關的考核制度，從而能夠防治施工人員在施工的過程中出現大意，同時也需要根據鋼結構工程的施工實際情況和工程規模的大小，從而確定出科學以及合理的施工質量管理控制方式，也需要不斷的去完善施工現場的的管理制度，對其施工人員的行為進行規范，更好的保證施工管理人員能夠對自己的職責進行履行，全面的提高施工組織機構的工作效率，同時也需要對鋼結構工程的質量進行有效的管理，對于每一項施工的過程進行詳細的記錄，并且也需要對經驗進行總結。

總之，伴隨著國家經濟工業化進程的加速，鋼結構建筑的優越性更加凸顯，在保證鋼結構施工安全性、快捷性的同時，更加經濟性的施工方案也對鋼結構的施工工藝提出了更大的挑戰，因此進一步加強對其的研究非常有必要。

[1]黃紅剛.大跨度懸挑鋼結構安裝施工技術[J].武漢工程職業技術學院學報，2016，01：18-22.

[2]王雪晨，曹文根.大跨度鋼結構高空滑移安裝施工技術[J].建筑機械化，2011，S2：21-24.

[3]李武尚.大跨度重型鋼結構廠房造價控制分析[D].長安大學，2015.