高空大跨空間結構施工技術的實踐分析

王明鋒

摘 ?要：隨著社會經濟的不斷發展，科學技術作為我國的第一生產力，科技的不斷革新和技術的不斷優化促使各行各業有了快速的發展。在建筑領域，大跨度空間結構也逐漸迅速發展，也被廣泛的應用在實際的建筑當中，例如廠房建筑或是大型的體育場等方面具有良好的應用。由于我國在大跨度空間鋼結構的研究方面還是處于研究的初級階段，因此，不管是在施工技術、人員整體素質還是施工設備等方面，和外國先進的水平依然存在著較大的差距。所以，只有結合國內行業具體的實際情況，才能不斷加強大跨度空間鋼結構施工技術的深入研究和分析。

關鍵詞：高空;大跨度空間;鋼結構;施工技術

中圖分類號：TU758.11 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0144-02

Abstract： With the continuous development of social economy， science and technology as the first productive force of our country， the continuous innovation of science and technology and the continuous optimization of technology promote the rapid development of various industries. In the field of architecture， long-span spatial structure is also gradually developing rapidly， and it is also widely used in practical buildings， such as factory buildings or large stadiums. As the research of long-span space steel structure in our country is still in the initial stage， there is still a big gap with the advanced level of foreign countries in terms of construction technology， the overall quality of personnel and construction equipment. Therefore， it is necessary to strengthen the in-depth research and analysis of the construction technology of long-span spatial steel structure according to the specific situation of the domestic industry.

Keywords： high altitude; long span space; steel structure; construction technology

引言

在大跨度空間鋼結構進行施工過程中，需要建設者進行全程的投入，這樣有利于施工當中的成形安全性與狀態可以更好的體現出來。而現在的大跨度和大型鋼結構對于安裝結構與施工成形結構的受力狀態有著直接的影響。因此，在進行大跨度空間鋼結構的建設途中遇施工技術研究時，施工建設在大跨度空間的結構過程中要采用科學合理與定量分析的方式，才能有利于實現施工中的經濟合理化，確保施工的安全性。

1 大跨度空間鋼結構在實際發展中的現狀

自改革開放以來，我國大力發展基礎建設，建筑施工技術水平也隨著得到了質的飛躍。從以往建筑施工機械設備以及高端的施工技術需要從國外引進，到現在我國擁有了自主研發的建筑施工科學技術以及被在世界建筑施工過程中廣泛應用的建筑施工技術專利，并在建筑施工領域中居于世界前列。但是統籌來講，在高空大跨空間結構施工技術上我國的技術水平還是比較落后，近幾年雖然有一定程度的發展，但是應用的建筑工程還是比較少，主要在建造大型體育館上應用的多[1]。由于奧運會和冬奧會在我國陸續開展，我國加大了各地區大型體育館的建設力度，比如在2008年舉辦北京奧運會，國家建設了舉世矚目的鳥巢、水立方等大型體育館。這些體育館的建設正是運用了高空大跨空間結構的施工技術。從這以后，國家加大了對該項技術的研究及引用。隨著以后我國經濟不斷發展和建筑施工技術越來越成熟，高空大跨空間結構施工技術會得到進一步的發展，在建筑工程方面的應用也會越來越廣泛。

2 高空無支托拼接施工的技術

在高空大跨空間結構施工過程中，鋼結構的拼接方式是一項非常重要的施工工藝，這項工藝不僅關乎到整個工程的施工質量，同時也影響到建設項目的整體美觀。在我國現在應用最廣泛的大跨度鋼結構拼接技術就是高空塊體的擴大單元無支托組裝技術[2]。該技術的施工原理是將整體結構進行適當的劃分，根據施工現場的布置及施工組織設計要求，選擇合理的施工吊裝技術，在施工過程中不需要搭建支撐平臺，通過合理有效的設計和驗算，利用自身的剛度形成穩定的單元體，然后再將這些單元體依次進行拼接，最后形成整個結構體系。

3 大跨度空間鋼結構施工過程中要注意的問題

由于施工技術在大型空間鋼結構構建過程當中發揮著重要的作用，為確保結構的安全性和經濟效益在施工過程中，要有合理的施工方案和科學的施工過程分析。在當前很多大型空間鋼結構的施工當中，已將傳統意義上的施工方法進行了創新，逐漸向著綜合化、高科技的領域進軍，致使傳統的施工技術將面臨巨大的挑戰和施工技術難度的不斷提高。因此需要更多的科研、設計和施工單位一起進行研究、開發和創造新的科學性強的施工技術，來促進發展中所需。

4 大跨度空間鋼結構的分類與主要特點

由于三維空間形體作為空間結構的主要特點，而且三維受力特性的結構通過荷載作用下會有所顯示。要利用合理的曲線形體來有效降低外荷載的直接影響，在空間結構的特點中還有其形式的多樣化和造價相對較低特性等，而且空間結構自身重量較輕，有一定合理的受力[3]。因此，在近年來，我國新型鋼結構被廣泛采用。例如，索膜結構、網架結構、網殼結構和懸索結構等。由于采用的不同空間結構，所以建筑物的展現形式也各不相同，比如會議中心、展廳、飛機庫和體育館等。這些建筑不僅成為一個城市的亮麗風景，還體現出國家科技發展水平的高低，最重要的是大跨度與超大跨度的建筑和空間結構核心技術成為了科技發展的主要指標。

4.1 空間結構形式的多樣化

由于傳統的大跨度空間鋼結構的功能過于單一，不能滿足當前對于大跨度空間鋼結構的需要，因此結構形式逐漸被固定。然而隨著目前建筑理論的不斷發展，大跨度空間鋼結構的形式也呈現出越來越多的形式，具有廣闊的發展空間。例如“鳥巢”對復雜扭曲的空間桁架結構進行了應用，其中以生物仿生學作為設計基礎;廣州國際會展中心對張弦桁架結構進行了應用;奧運會羽毛球館則是對世界最大跨度的弦支穹頂結構進行應用等。將現代化技術和大跨度空間鋼結構的理念設計融為一體，這樣可以促使結構外觀的多樣化，還讓人眼前一亮，充分滿足了現代人的審美需求，加上結構形式趨于科學與合理化。

4.2 施工的技術難度較大

由于大跨度空間鋼結構建筑對節點支撐的需求量大，為充分滿足建筑的結構形式與堅固性，各個節點都需要進行相應的焊接工作，這對于建筑施工來說是一個大工程。在大型建筑工程中，通常是有成百上千個構建，并且每個構建的大小和尺寸都是不同的，這就給施工加大了相應的難度。但是作為國家的重點工程建設對于工程的質量是有比較嚴格的要求的，對于施工的準確性和精準度是有很高要求的。

4.3 大跨度空間鋼結構對于鋼材等級的高要求

隨著國家經濟不斷發展和科學技術水平不斷進步，建筑領域中的一些傳統的施工觀念和建筑理論也在不斷的更新換代，人們對建筑物的功能要求也在日益變化，高空大跨空間結構體系的應用也因此得到進一步的應用和推廣。在建筑有限的空間范圍內，如何使其進一步擴大逐漸成為建筑學研究發展的方向。建筑空間橫向擴展必定會更加豐富其內部使用功能，但由此也會造成建筑物頂部結構的重量會越來越重，兩側的墻體也會難以承受其重量。在這種情況下，保證建筑結構整體框架的可靠性，提高鋼結構的整體穩定性，利用其自身的剛度抵抗自身的荷載，才能進一步減輕建筑結構的自重，從而減少建筑施工難度，保證建筑工程質量。我國在高空大跨空間結構施工過程中，不僅對施工技術的要求非常嚴格，而且對所使用的建筑材料更有明確的規范要求和審查標準。要求在建設大跨度建筑體系中必須使用高強度、高規格的優質鋼材，并且在使用過程對進場的鋼材按施工規范進行檢驗，如果發現有不符合要求的鋼材，必須進行更換，并對全部鋼材進行技術檢驗。確保施工使用的鋼材全部符合規范要求，防止在施工過程中或者使用過程中出現危險。

4.4 對于現代預應力技術的實際運用

在鋼筋混凝土結構施工過程中，預應力的使用十分普遍，尤其在大面積的梁和板上。預應力技術分為先張法預應力施工技術和后張法預應力施工技術，一般先張法預應力施工技術使用的范圍比較廣[4]。預應力的施工工藝簡單，它首先經過合理的設計和驗算，保證不超過其規定的伸長率，對鋼筋進行張拉，然后在通過錨具進行固定，使鋼筋形成可以抵抗壓力的內力。在高空大跨空間結構體系中，也需要使用預應力施工技術，它通過對鋼筋提前加工彎曲，使其具有一定的內力，再通過對其形成的構件進行拼接，使鋼筋構件利用鋼筋內力來抵消自重。這樣不僅可以有效的降低建筑結構自重，而且還可以降低建筑材料的使用，對節約建筑建造成本，保證建筑質量都可以起到非常重要的作用。

5 結束語

綜上所述，隨著建筑行業的不斷發展，在大跨度鋼結構的施工中，要對各種因素進行考慮，應用的施工技術必須結合實際現場的具體情況變換而采取針對性較強的更改措施，確保工程整體施工的有效性。由于目前建筑行業對于施工技術的要求不斷提高，隨著施工技術要求的提高，致使高空大跨度空間鋼結構漸漸順應了當前的發展趨勢，為建筑行業的快速發展提供了巨大的貢獻。由于大跨度空間鋼結構作為具有綠色環保的性質，此技術應用于建筑中的理念主要是仿生態自然，展示出自然生態的和諧美。大跨度空間鋼結構技術還會被廣泛的應用在建筑施工當中，進一步促進建筑行業的發展。

參考文獻：

[1]邢喜旺，張文軍，趙明亮，等.大跨度空間鋼結構吊裝施工技術探究[J].中國高新科技，2018（8）：47-50.

[2]李偉.大跨度空間鋼結構工程虹吸雨水系統施工技術[J].工程建設與設計，2018（8）：192-193.

[3]劉家玉.論大跨度鋼結構安裝施工技術[J].工程技術研究，2019（8）：87-88.

[4]張煊銘，郝仙娟.某體育館超大跨鋼結構工程吊裝施工技術[J].河南城建學院學報，2019（3）：55-59.