天津水泥工业设计研究院有限公司
摘要：大跨度钢结构主要被应用在大跨度无盖结构、高层建筑钢结构连廊等工程中。通过对提升结构在提升阶段与成型状态下的边界条件以力学特点等进行有效对比，本文主要探讨了大跨度钢结构整体提升关键问题探析，并在此基础上采取有效措施对问题实施全面解决。
关键词：大跨度；钢结构；稳定性
引言
大跨度钢结构整体提升主要是指在地面拼装结构，根据竖向结构将顶部作为提升承力点，通过柔性钢绞线作为提高承重索，使用千斤顶当作动力装置将提升结构的施工成型方式。采油此种方式可以使用任意长度的钢绞线，由此可见，施工距离不受限制。采用液压千斤顶能够使提升设备连续提升，主要是因结构拼装一般是在低空完成，可大大避免高空作业，以此能够使支撑用量大大减少，即可提高工作效率，又可降低施工成本。整体提升高度较高、重量大，能够使该结构在竖向方向移动，提升钢绞线在使用期间有不同功能，比如，承载系统功能，而且还可作为结构牵引装置使用，所以提升期间较为重要的便是安全性。
1大跨度空间钢结构概述
1.1钢结构的概述
预应力大跨度空间钢结构是大型建筑施工中常用的结构形式，其承载性能强，可扩展性强，环境适应性强，刚度高，方便施工。因此，预应力大跨度空间钢结构在大型建筑中的应用，可以充分发挥其优点，为项目获得更多的效益。过去，混凝土结构模式通常用于一般的施工环境，一般来说，单向板结构更多用于混凝土结构模式，空间跨度的增大会使楼板厚度随之增大，但工程方案中所用的钢筋数量不能满足厚度增加所带来的重量，而大跨度结构的应用解决了此类难题。
1.2钢结构的特点
根据大跨度钢结构的力学特性，可结合实际施工和设计的需要予以利用。在大跨度预应力钢结构中，主要变量包括钢结构整体刚度、结构内力分布、位移控制等，预制构件控制主要是大跨度钢结构中构件与组合构件的集成方式。该模式对预应力施工具有重要意义，可以直接影响大跨度空间钢结构的发展，并保证一定的经济效益。施加预应力的方法主要有两种：一种是在结构的外侧和杆上施加预应力，调整整个受力部分，对不合理的内部进行重排，延伸到另一种形式的钢结构上；另一种是合理布置空间结构，改变支架的方向。因此，整体钢结构的设计需要合理规范，按要求实施设计方案。
2完整的结构提升实施方式分析
在使用整体提升进行施工的过程中，如果进行完整的结构提高，可大大简化施工工序，比如，可将焊接环节省去。结构提升的过程中，不同阶段的受力点不同，提升钢绞线只对单一方向结构提供约束。所以，提升结构需要将竖向支撑结构与一次成型进行有效连接，从而实现结构提升。如果提升结构在竖向支撑结构中，会增加结构跨度，在此过程中，提升结构将与原竖向支撑结构接触，无法采用直接提升方案。先把提升结构进行拼装，再对其提升，最后滑移就位。
3调整结构杆件与整体变形补偿
若提升结构与主体结构通过简支连接，两种结构不同阶段差异相对较小；如果提升结构与主体结构进行刚接的情况下，会使两种结构变形以及内力等有不同差别，这就需要对不同阶段受力情况进行探讨。支座以及支座简支会使提升结构出现不同程度的内力差，这就需要对该结构中杆件针对性调整，并且在结构自重以及荷载的基础上精确计算，通过采用增大跨中截面减少支座截面方式。
4提升结构稳定性措施
在高层建筑连体中，所采用的方法是桁架平行布置方法，以此提升结构整体性。由于提升结构在提升阶段没有建筑混凝土，在此过程中很难确保桁架稳定性。此外，在大跨度钢结构中，能够应用的方法呈现出多元化，比如，桁架平行布置、大跨度桁架布置方法。由于在施工的过程中，施工条件会对施工产生一定影响，结构跨度大，在提升的过程中会出现结构平面外稳定问题，可以使用桁架外增设临时加强桁架的稳定措施。
5提升施工技术
采用液压同步提升技术，即采用液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具，液压提升器为穿芯式结构，以钢绞线作为提升索具，有着安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必拼接等一系列独特优点。液压提升器两端的楔型锚具具有单向自锁作用。当锚具工作时，会自动锁紧钢绞线;锚具不工作时，放开钢绞线，钢绞线可上下活动。
6整体提升法
整体提升法主要是把安装结构装在相对突出的地方，再把整体结构上升到标准高度进行安装。如果钢结构较高，该方法不利于建筑的施工。对支撑系统的管理，是整体提升法进行安装的关键步骤。
7提升模拟分析
施工过程不同于设计情况，施工过程中结构的刚度是逐步形成的，为验证提升过程中钢结构区段的各项数据能否满足相关技术标准要求，对提升过程进行建模分析是非常有必要的。采用有限元程序SAP2000对提升钢结构区段进行建模计算分析，以得出最大提升反力、提升过程中钢结构产生的竖向挠度以及构件的应力比等。选取其中的最大值作为验算提升支架的荷载标准值。
8竖向支撑结构连接性能提升架设计
如果采用阶段提升结构以及竖向支撑结构为刚结，竖向支撑结构在成型状态的情况下承载着连体结构自重，并且在此基础上承载传递负弯距，可以充分利用其后连接载体进行提升架的设计。如果拉力相对较大的情况下，仅使用结构自重，若无法平衡手拉力作用，混凝土柱常出现抗裂不足，在此基础上，可通过预埋型钢，根据柱的拉力对延伸层数进行确定，再通过结构自重平衡方法实时解决。
9提升力的确定与提升过程控制选取方式
9.1确定提升力
如果设计结构自身的承载力达到最大值的情况下，需要采取有效措施提高结构安全性与稳定性，并且还会通过不同系数提高结构安全性，比如，荷载分项系数、结构重要性系数。在对不同阶段进行设计的过程中，若只通过荷载分项系数与动力系数，虽然能够较好，提高结构安全性，但很难满足设计要求，主要是因为提升施工是一种动态过程，提升结构中各个提升点竖向运动与理论分析会有所不同，会对提升力产生较大影响。在对提升点不均衡确定的过程中，由于提升设备、控制设备以及测量仪器等有所不同，致使提升结构在上升期间不同点位移与理论位移有较大误差，导致不同控制点反力与理论分析结果存在较大差别。在实际工程中，会逐渐向对控制力调整方向转化。
9.2确定提升过程控制方法
在提升期间，需要对结构自身安全性进行有效的确定，这就应当对提升力实施严格控制，若结构出现平面刚度较大的情况，主要是以控制为主，不但能够提升结构安全性，而且这对刚度较小结构需要以位移作为控制方式。
结束语
综上所述，整体提升是一项绿色技术，可大大减少高空支撑用量，并且能够提升工作效率。在对整体提升过程中，对关键问题进行了详细的分析，首先，整体提升阶段结构有竖向约束，若在简支连接的过程中，能够实现完整的结构提升，但是，应当根据结构几何尺寸、支架位置等进行合理设计。其次，在进行一般结构提升之前，应先分解结构，提升到合理位置后再合拢。当提升结构与支撑结构为刚接，并且支承结构对连体结构约束较强的情况下，提升偏心力对竖向结构的附件弯矩影响相对较小。
参考文献
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