大跨度復雜鋼結構施工過程中的若干技術問題及探討

張孟

摘?要：大跨度空間鋼結構由于形式多樣化、經濟性高等特點受到設計師的青睞，大跨度復雜鋼結構項目在我國的建設取得了良好成就，但也出現了一些技術問題，本文分析了大跨度鋼結構的特點，提出大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題，并對大跨度鋼結構施工技術進行詳細探討，促進大跨度復雜空間鋼結構施工的穩定推進。

關鍵詞：大跨度;鋼結構;技術

文章編號：2095-4085（2020）08-0097-02

現代大型大跨度復雜鋼結構取得了較好發展，因此，應提高復雜鋼結構的穩定性，明確施工方案，降低結構成型后的受力影響。施工技術人員還應清楚結構性能，跟蹤分析不同工況狀態，提高安裝的安全性和結構的可靠性，設計人員不僅要保證整個復雜鋼結構的設計剛度及承載力滿足規范要求，還應重視對設計狀態的分析，從而將整個項目的成型過程進行全面研究。

1?大跨度鋼結構的特點

1.1?結構形式多樣化

從我國建筑的結構狀態看，很多建筑使用大跨度鋼結構，擺脫傳統的單一結構形式，從而提高建筑的安全性，有效促進大跨度鋼結構建筑的穩定性。在我國已有的著名建筑中，水立方的建設就是基于泡沫理論的多面體空間鋼架結構，同時借助新型覆膜材料形成外表皮，在保證建筑質量的同時，提高外表的美觀性。該種結構多用于國家重點建筑建設，但施工復雜，對技術的要求也比較高，對設計人員和施工人員都是較大的挑戰。

1.2?使用鋼材等級較高

大跨度鋼結構對于鋼材的等級要求較高，為了保證大跨度鋼結構建筑的穩定性，應保障建筑材料的質量達標，根據實際的需要選擇合適的等級，從而充分發揮建筑使用材料的性能，而在實際施工過程中，為了保障大跨度鋼結構建筑的使用性能，應盡量選取強度級別較高的鋼材，例如Q460E，Q390C等，從而保障施工質量。

1.3?運用預應力技術

預應力是一種新興的技術，其普遍應用于現代設計中，多表現在索穹頂新型結構中，該種新型結構形式使得在設計階段的節點形式更加多樣化，利用的工程構件和界面類型也逐漸增多，加深了設計難度的應用性，并且大量的工程結構都需要進行預拼裝，從而使得現場的焊接工作量增加，但從根本看，建筑結構受到荷載前，對結構施加一個相對的預應力，從而提高其剛性和耐久性。

1.4?高精確度加工

大跨度復雜鋼結構建設中，對于構件的精度要求比較高，同時構件還應符合國家標準，特別是在原材料的焊接時，焊接縫還應符合國家水平，為迎合構件特殊結構需求，針對構件，開展復雜試驗確保鋼結構的穩定和安全，規范操作，從而使建筑物能夠正常使用。

2?大跨度復雜鋼結構施工過程中的技術問題

2.1?桁架結構穩定性問題

對于跨度較大的鋼結構工程，需要考慮到桁架結構的穩定性問題，特別是高空作業的危險性較高，想要徹底解決這一問題比較困難，因此，為了提高施工質量，保證施工效率，在施工時通過將空間框架用作吊裝單元，當焊接工作接近地面時，再開展工作，從表面上來看沒有太大問題，但歸根結底，桁架結構并不穩定，不利于建筑工程的推進和開展。

2.2?仿真技術問題

人們對鋼結構的關注常常在于實際的承載力，而忽視施工期間鋼結構的受力，因此，當國內鋼結構的跨度增加時，對于鋼結構的施工也會造成一些困難，安全問題也隨之產生。鋼結構安裝時，使用了預變性技術，確保了鋼結構安裝的精準性，而在拼接時，又實施了仿真技術，合理的控制大跨度復雜鋼結構，才能夠提高結構形狀與尺寸的準確性。

2.3?滑輪力學問題

在建筑施工過程中，應對吊裝中的結構構件安裝多個滑輪，從而滿足鋼結構的大跨度施工，在結構與構件上升時，使滑輪處在最佳的位置，與原來的結構形成新的結構，從而滿足施工的要求，針對施工現場的具體情況，合理配置現場建筑材料，但現場配置與內力分布常有不均現象，如果結構至平衡配置，該過程就會反復發生，不利于連桿內力的發揮。

3?大跨度鋼結構施工技術探討

3.1?提高平面與空間桁架的平穩性

高空作業是有危險性的，因此，應盡可能提高高空焊接作業的穩定性，降低工作難度，提高工作效率，使用整體吊裝的方法，將焊接工作轉移到地面進行，合理選取吊點，提高桁架的穩定性，進行直線型支架的吊裝和兩端拼接時，選擇吊點位置要保證支架的起吊平穩，盡量避免支架自重導致的相對形變，從而提高拼接工作的質量，也使單個構件不失穩定性，得到目標強度，可能的情況下，盡可能增加吊點，提高穩定性。位于烏魯木齊市河馬泉新區新疆大學新校區圖書館項目總建筑面積為61333.36m2，地下1層為混凝土結構，地上6層為鋼結構，結構體體系為框架結構體系，鋼結構總量約1萬t。項目建成后對新疆大學建設起到重要推動作用，為鑄就西部先進的新疆大學打下了堅實的基礎。

3.2?合理設置臨時支承柱

臨時支承柱對大跨度剛結構工程具有重要作用，在施工過程中，使用次數也較多，但如果使用不當也會造成負面影響，在整體結構規劃時，未將支承柱所施加的壓力計算在內，從而影響鋼結構中力的分布，因此，應根據實際狀況，合理安排支撐方案，包括單柱支撐、聯體支撐以及網架支撐等，從而提高剛體結構的穩定性。

3.3?解決臨時支承柱拆除問題

在大跨度復雜鋼結構完成安裝后，應對支承柱進行拆除，從而使結構力進行轉移，完成內力的重新分布，對體系力的作用進行分析，使鋼結構整體的受力狀況達到預計的設計要求，拆除過程應緩慢進行，對于各受力桿件進行恰當的微調，保障安全和質量，也可在臨時支承柱頭設置千斤頂等可調節裝置，從而更好的保護建筑。新疆國際會展中心展館按中軸對稱布局，采用的是大跨度張弦桁架，跨度108m，為國內第三大跨度，其中橢球體明月造型設計為大懸挑桁架結構，支承柱在拆卸時耗費了大量的精力，設計難度和人員容納規模均居全國同類建筑前列。

4?結?語

綜上所述，從目前的發展狀況看，建筑結構有向大跨度復雜鋼結構轉變的趨勢，并且該項技術在國內的發展逐步成熟，兼具經濟性和穩定性，但我國大跨度復雜空間鋼結構的發展，也導致了鋼結構的施工難度較大，需要技術人員積極創新復雜空間鋼結構施工技術，從而解決其中存在的問題，確保大跨度復雜鋼結構施工技術的穩定發展。

參考文獻：

[1]張宜.大跨度復雜鋼結構施工過程中的若干技術問題及探討[J].祖國，2016，（03）：79-83.