建筑工程大跨度钢结构施工技术分析

建筑工程大跨度钢结构施工技术分析

杨阳

430211198005066831

摘要：时代在不断发展，社会在不断进步，建筑行业在经济带动下快速发展进步，随着城市展览馆、体育馆、工业厂房、大型歌剧院建设规模日益扩大，建筑物的结构跨度也面临较高的标准及要求，本文以某工程项目为例，通过介绍大跨度钢结构的网架结构、悬索结构、壳体结构、折板结构的4种技术分类，分析了大跨度钢结构施工时，折板结构的准备现场、吊装、安装和校正三个环节的技术要点，提出大跨度钢结构施工技术中的应用，研究表明：折板结构更加适合该工程项目施工。

关键词：大跨度钢结构；钢结构施工；施工技术

引言

大跨度空间钢结构是一种集现代科技和新型建材于一体的新型建筑技术，已被国内越来越多的企业所采用。要想使中大跨钢结构在我国实现长远发展，就需要在此基础上建立起相应的规范，健全相关工业系统，并加大对其监督与管控。在大跨度空间钢结构建造过程中，工程技术人员通常只关心其受力与变形的问题，而忽略稳定性的问题，因此，对其进行合理设计是十分重要的。

1大跨度钢结构的特征

（1）现阶段大跨度钢结构形式越发多元化，出现了越来越多更具新颖性的结构形式，无论是在创新性还是复杂程度方面都有了诸多突破。比较具有代表性的结构形式主要包括索膜结构、张拉整体结构、索穹顶等。例如：某体育馆应用的是大跨度弦支穹顶结构。大跨度空间结构应用现代预应力技术，一方面在很大程度上丰富和完善了建筑结构体系，另一方面充分展现出了经济性、先进性与合理性的优势特征。在实际安装过程中，杂交结构体系成功改变了传统结构的受力状态，同时降低了结构内力峰值，有效提升了经济效果和安全系数。（2）钢结构的跨度范畴逐步拓宽。就短向跨度来说，高度大于百米的建筑物数量与日俱增。例如：北京鸟巢体育场的短向跨度为296m，某游泳中心的短向跨度为177m。在跨度愈来愈大的形势下，我国建筑超限专家评审委员会针对性制定了大跨度构件超限评审的新规则。而等级高和厚度深的特征主要表现在大跨度钢结构，多使用Q390C、Q420C、Q460E等较高强度级别的钢筋，钢板厚度越来越厚，部分钢结构应用的钢板厚度已经远超过100mm。（3）大跨度钢结构质量要求越来越高。由于要达到高标准的要求和规范，构件的加工精度要相应提高。此外，由于现在很多焊接条件都是一级规范，在较大程度上增加了施工难度。（4）大跨度钢结构设计与施工难度越来越大。大跨度钢结构工程中需要数以万计的构件，小型工程需要大概几万个构件，大型工程则需要几十万个构件，这些构件形式各不相同，如长度、尺寸、形状等。构件数量多、形式丰富，对于设计单位和施工单位而言都具有非常大的困难。在此过程中，如果涉及到一些难度较大的弯扭构件，还需要相关部门进行专门的研究和试验，会加剧相关操作难度。此外，为了保证大跨度钢结构建筑工程施工的高精度，一般需要进行预拼装，使现场焊接工作量非常大。为了更好地满足需求和保证焊接质量，需要应用更多先进的施工技术，施工技术难度更高。

2建筑工程大跨度钢结构施工技术分析

2.1钢结构的选材与连接

在大跨度工业厂房安装施工的过程中，所采用的钢材包括4类，即型材、金属制品、管材、板材。在实际工程中广泛应用普通碳素钢、优质碳素结构钢、普通低合金钢等。通常，在大跨度工业厂房建设中应用钢结构，其柱子结构有两种：一种是“工”字型，一种是“十”字型，同时，两种柱子的截面都是箱型的，除了特殊结构的钢梁外，其他都是“H”型。在安装钢结构之前，施工人员必须结合工程具体情况，针对各个焊接头的使用材料及规格，制定合理、可靠的方案。另外，还应针对梁和柱、梁与梁间的焊接施工，制定合理、可行的方案。例如，在实施高强度螺栓和多样化焊接技术时，焊接之前，施工人员必须准确测量连接孔位置，以保证施工顺利进行。

2.2钢柱吊点设置

在进行钢柱吊点设置时，需要考虑吊装工作要求具有稳定性和可靠性。为了防止钢结构构件发生变形，钢柱吊点的设置可采用4对临时连接耳板作为吊点，在深化设计的时候，将连接耳板最上方的一个螺栓孔孔径增大，以作为吊装孔。为了确保吊装过程的平衡性，需要将爬梯固定在钢柱上。

2.3安装和校正

在进行钢梁吊装之前，首先需要对梁的编号、结合尺寸和牛腿标高进行检查，明确其是否符合工程项目的设计图纸要求。与此同时，需要在钢梁的上翼缘位置打出腹板中心点，并运用红色油漆做出标识。在钢梁组装完成之后，便可进行现场安装。首先，需要把钢丝绳锁在起重机的吊钩中，另外一端运用卡环，将其锁在钢梁提前焊接好的钢吊耳上，运用起重机来进行升杆。钢梁在开始提升时，需要保障升起速度缓慢，两端需安排专业人员扶好，有效规避构件侧移与其他构件碰撞。在钢梁吊装距离地面500mm左右时，起重机则可以停止提升，在吊装构件保持平稳状态之后，继续匀速提升。钢梁应该运用斜起吊方法，在钢梁距离预埋件位置在30cm左右时，则可以直接扶正。该工程施工现场脚手架影响施工，难以扶正，需要先把钢梁伸入到北侧，在南侧就位之后，再把钢梁拉出就位，以确保构件两端可以对准埋件的中线，并控制标高，随后进行螺栓连接，此时则可以慢慢落钩。在构件提升的过程中，需要确定流程，对构件方向进行严格控制，有效规避对人员带来的负面影响。首先，需要吊装GL1-1线钢梁就位，保障钢梁两端均在混凝土柱牛腿的预埋件上。腹板和混凝土柱预埋的连接板，需要运用螺栓来进行连接，并控制钢梁支座中心线和定位轴线，调整好钢梁标高。在调整工作完成之后，则可以进行底座和预埋板连接。腹板可以使用螺栓和连接板进行连接，随后拧紧。依照工程项目的施工顺序，对其他钢梁进行吊装。在进行安装矫正时，需要从以下三个方面入手：（1）标高找正，首先，需要明确支座处标高，综合最高点和最低点存在的高度差，对制作出的垫板高度进行调整，以寻找正高差。找正之后，对于同一根钢梁的高度差，需要在工程项目的设计偏差允许范围之内，并确保标高调整垫板和预埋件点焊牢固。（2）平面位置找正。可以准备好经纬仪，在混凝土柱的侧方位置标注好和钢梁中心之间的距离尺寸，同时与钢梁中心线进行比较，使用千斤顶顶移的方式逐步找正。找正完成之后，要求钢梁相对安装中心线的位移和挠曲度偏差始终维持在工程项目的允许偏差范围之内。（3）进行垂直度的矫正。可以运用吊线锤，检查钢梁垂直度，若是发现存在偏差，则可以直接在两端支座面中加设斜垫板，并运用人工拉葫芦或是千斤顶来调整，一直到偏差度在允许范围内，保障钢梁和预埋件结合紧密。找正工作完成之后，则可以进行最终的固定处理。

结语

综上所述，大跨度钢结构施工技术已经在建筑领域得到了广泛应用，在不同的建筑工程中，其所采用的大跨度钢结构施工技术也不尽相同。每一种施工技术都有着自身的适用范围，也有着各自的优势与不足。施工主体需要秉承一切从实际出发的原则，充分考量实际工程施工需求，精准选择出合适的大跨度钢结构施工技术，并在施工过程中随时结合具体情况来及时予以调整和优化。

参考文献

[1]凌海军.大跨度钢结构施工技术及BIM应用研究[J].建筑工程技术与设计,2020(12):892.

[2]刘洪刚,吕善勇,庄小杰.大跨度钢结构屋盖落架过程中的技术问题分析研究[J].科技通报,2021,37(06):95-100.