钢-混凝土组合结构中钢结构施工关键技术唐剑飞

发表时间:2020/6/8   来源:《建筑实践》2020年2月第4期   作者:唐剑飞
[导读] 目前,我国对于钢结构施工关键技术要求愈发严格,钢结构相应施工技术面临着发展和创新的诉求
        摘要:目前,我国对于钢结构施工关键技术要求愈发严格,钢结构相应施工技术面临着发展和创新的诉求,对此,探究钢-混凝土组合结构中钢结构施工关键技术,对加快我国的现代化进程具有十分重要的现实意义。本文基于我国常规建筑工程项目,详细介绍了当前钢结构施工关键技术常用的几种施工方法,并列举相应的建筑工程项目加强本文分析内容的实证性。除此之外,本文还重点归纳总结了当前钢结构施工关键技术存在的提升点,并提出相应的完善思路,希望能为提高我国基建实力,促进建筑行业规模化的快速发展起到一定的积极作用。
        关键词:钢结构;钢-混凝土组合结构;建筑业;建筑工程项目
        引言:
        当前,我国建筑技术的快速提升与建筑材料的创新应用成就了我国建筑行业当前欣欣向荣的局面,由于人口与自然资源之间的矛盾关系,我国建筑工程项目开始向超高层、大跨度、大空间方向发展,各种高层建筑项目开始被投入到社会民生中去。
        一、钢-混凝土组合结构中钢结构整体提升关键技术研究
        (一)整体提升施工力学分析
        在当前建筑背景下,钢-混凝土组合结构中钢结构研究必须要涉及到提升施工过程,这是一个囊括材料物理特性、几何形状及荷载状态动态变化的过程,也是确保整体建筑施工质量的关键。由于之前钢结构跨度不大,重量较小,整个建筑项目也并不属于高层施工,因此,这一时期钢结构的整体提升施工力学分析仅仅是以完整的结构整体为主体,采用一次性加载的方法完成整个施工过程的运算,忽视了不同施工方案与过程中对钢结构受力性能的影响,其理论设计值影响可以忽略不计[1]。
        (二)整体提升同步控制策略
        同步控制策略必须考虑钢结构施工过程中对于提升点的布置、控制目标及控制算法三个部分:首先,在力学领域,钢结构的受力会导致结构的变形,影响后续施工过程中的结构稳定性,因此,提升点的布置必须考虑到稳定性、对接、后装等步骤;其次,在钢结构施工过程中,控制板模板并不是以单个结构或单个整体为主,而是分为多个钢结构目标,控制目标的数量与标间必须根据钢结构自身特性与现场施工条件,避免出现垂直位移偏差、同步竖向位移差等情况;最后,控制算法是实现控制目标的有效手段,是整个控制策略的核心,也是当前钢结构施工过程中的难点。
        (三)整体提升施工工艺流程
        钢-混凝土组合结构中钢结构被提升的过程是一个从局部到整体、从不完整到完整的过程,地面拼装的质量直接决定了钢结构的受力状态及质量安全,当前,我国施工单位大多采用焊接法对大型钢结构进行地面拼装,为了确保施工工艺流程的质量,减少钢结构变形影响,保障精度,施工人员必须首先制定合理的施工方案,如钢结构构件的拆除、替换及增设等等,确保拼焊构件的精细与质量,其次,施工人员必须确定合理的拼焊顺序,确定合理的起拱值,控制钢结构在施工过程中提升点与提升中心线的垂直偏差,保证钢结构施工工艺的焊接质量。
        二、钢-混凝土组合结构中桁架结构整体提升关键技术研究
        (一)被提升结构的加固处理
        以国电工程为例,国电工程结构形式比较简单,主要应用以桁架结构为主的钢结构平面体系,其几何形状也十分规则,五块连廊均为空间钢桁架结构,每块连廊均由两榀主桁架中间加连系梁连接而成。为了确保桁架结构的质量,国电工程方对桁架结构进行过加固处理,并根据五块连廊的施工现场条件,选取了共计二十个提升点,每块钢连廊均有四个提升点,充分保障了钢结构的安全与稳定,同时,国电工程方还参考了最不利的工程情况计算结果及相应的规范要求,控制桁架结构应力比限值,使得桁架结构能够充分发挥出钢结构的强度、刚度及稳定性等优势。
        (二)提升支撑架及预埋件的设计
        提升支撑架及预埋件的设计必须依赖液压同步提升设备吊装操作,需要设置合理的提升支撑平台,尤其是以国电工程为代表的大跨度连体钢结构,更需要液压提升千斤顶,其具体设计思路为:液压提升千斤顶作为有效方法,以提升专用钢绞线的形式,使得钢连廊提升单元上的对应下吊点相连接。除此之外,桁架结构钢结构支撑主体形式的最终确定也必须考虑到提升支撑架的结构形式,能够根据提升点处支撑反力。

遵循上述思路,国电工程方提升支撑架及预埋件的设计包括:将提升支撑架位于原结构柱顶,可直接预埋钢结构,并通过截面形式为 250×250×12×12的H 型钢梁连接,从而有效保障了桁架结构的平面外稳定。
        (三)同步控制及安全保证措施
        为确保桁架结构施工的同步性及安全性,国电工程方将液压千斤顶并联,并以每组的单位形式确保并联的液压千斤顶在该侧一套液压泵源系统的泵机上,也就是说,国电工程方每套液压泵源系统有2台泵机,且共同控制2台并联的液压千斤顶,其中,国电工程方将一台液压提升器设定为标准值,并作为同步控制及安全保证措施的基准,确保其他液压提升器与该台液压提升器保持相同的速度与位移,在计算机的控制下,其他3台液压提升器分别以各自的位移量来跟踪比对主令点。
        三、钢-混凝土组合结构中网架结构整体提升关键技术研究
        (一)整体提升同步性原则的研究
        网架结构作为钢结构体系中典型的空间结构,针对网架结构施工过程中不同步的情况应当遵循以下原则:
        1.针对跨度较大的网架结构,单纯的单一提升点变化只会引起附近提升点的受力变化,对远距离影响可以忽略不计;
        2.针对双层板型的网架结构,网架结构可以遵循三点确定一平面的原理,在不同位移差时分别选取距离较大与距离较小的三个提升点,确保网架结构空间受力、整体刚度等特点。
        (二)被提升结构的加固处理
        网架结构在施工过程中必须做到形成合力的受力体系,这一点与平面钢结构体系相似,因此,网架结构整体在提升过程中必须要先在各提升下吊点处设置临时加固杆件,临时加固杆件的选取应遵循不妨碍提升施工的原则,使得网架结构整体受力合理,确保钢结构施工过程及应用后的安全性与质量。
        (三)下提升点及提升支撑架的设计
        下提升点及提升支撑架的设计必须考虑到在原结构柱顶均存在网架屋盖的固定球铰钢支座,便于网架结构被提升就位后的合拢及后装等施工步骤,各固定球支座需要在柱顶预先吊装,因此,下提升点及提升支撑架的设计必须避开顶柱,且在杆件后装时,提升支撑架不与网架杆件发生空间碰撞,以免影响杆件的后装。不同的结构体系有着不同的技术难点与施工要点,甚至还需要精细到每种钢结构体系必须要有专门的施工方案等,可以这么说,钢结构体系的选择决定了工程建筑项目的质量、安全与进度,工作人员必须考虑到钢结构体系设计合适的施工方案。
        四、结束语
        综上所述,我国作为基建大国,建筑业的快速发展促使我国钢结构施工关键技术也在不断完善,目前,我国正处于城镇化发展的高速时期,各种大型民居、设施拔地而起,其中涉及到的钢结构施工关键技术也愈发复杂,得益于我国建筑行业的快速发展,钢-混凝土组合结构中钢结构施工关键技术也得到了广泛的运用,诸如桁架结构、钢架结构、拱结构等平面结构与网架结构、悬索结构、薄壳结构等空间结构构建成我国建筑项目中最为常见的两大类钢结构体系。
        参考文献:
        [1]李宏生. 超高层建筑钢结构吊装施工的施工关键技术与安全管理[J]. 科技创新导报,2012(08):43.
        [2]赵华亮,孙江龙,张涛,马伟,李北文,胡继勇. 南京台积电12英寸晶圆厂逆作法施工关键技术[J]. 施工技术,2019,48(10):36-39.
        [3]曾志辉,张振礼,沈如江. 南昌绿地国际会展中心绿色建筑与施工关键技术应用[J]. 低碳世界,2019,9(07):165-166.
        [4]温建明. 香港西九龙戏曲中心钢结构整体提升施工关键技术[J]. 广州建筑,2019,47(06):35-38.
        [5]邓秀英,邵峰,张荣康. 架空通道钢结构施工关键技术[J]. 建筑技术开发,2020,47(02):103-105.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: