大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨 曹照亮

发表时间:2020/11/20   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:曹照亮
[导读] 摘要:现代社会的快速发展给建筑业带来了新的机遇和挑战,钢结构的数量也在逐步增加。
        中机建(上海)钢结构股份有限公司  上海  200000
        摘要:现代社会的快速发展给建筑业带来了新的机遇和挑战,钢结构的数量也在逐步增加。力学理论和关键技术在大跨度复杂结构技术中的应用,已受到建筑业和社会的广泛关注。本文介绍了该结构的特点,讨论了建筑业的施工措施和技术问题,以供参考。
        关键词:大跨度复杂钢结构;施工过程;技术问题;分析探讨
        前言:
        随着经济文化建筑需求的扩大和建筑质量的提高,大型空心钢因其形式多样而越来越受到设计师的青睐,其优美的外形和良好的经济性将其空间结构主要用于大型公共建筑的屋顶结构,如机场大楼、会议中心、体育场馆和展览馆。欧美、日本等发达国家正在迅速发展各种大型空间钢结构,材料结构的宽度和尺寸越来越大,新材料和新技术的应用越来越广泛,结构形式也越来越多,许多雄伟独特的大型建筑成为当地的象征或文化景观。
        1大跨度复杂钢结构施工技术
        1.1大跨度复杂钢结构的施工特点
        1.1.1预压技术的应用、预压技术在施工中的应用以及现代建筑业特有的施工技术,成为预应力技术在索膜、索件、整体伸缩等大型复杂钢结构中的应用。在建筑物主体结构受力前,对预应力钢结构施加反作用力,以提高钢结构的使用寿命和硬度和建筑的材料要求。
        1.1.2对大型复杂钢结构的施工要求相对严格。大空间的设计是多样化的,并体现在不同的规模上。例如,中国巢体育场建于2008年,跨度为296米,中国游泳中心水立方的跨度为177米。房屋的大小是为了保证建筑的安全和稳定,它必须依靠高建筑材料,保证质量的可靠性。
        1.1.3大型复杂空间钢结构施工难度大。从表面看,这是一种大跨度、结构比较复杂、工作量很大的工程。为了保证建筑工程的完成,需要数以万计的零件。在这些机构的许多部分,它们的形状和结构也不尽相同,而且它们的尺寸也大不相同。因此,施工过程中产生的困难与建筑材料的施工过程有着极为密切的关系,材料结构也具有很强的特殊性。因此,在应用这些建筑材料之前,有必要进行各种修补试验,以确保应用的稳定性
        1.1.4施工安装精度高,大型、大空间、复杂的钢结构工程通常是政府重点工程。从某种意义上说,它已经成为一个国家的象征和一个国家现代化建设的形象。工程的具体施工技术水平要求很高。对建筑材料的加工和设计要求,必须保证工艺设计的准确性。在投入衔接施工中,对衔接的要求也很严格,必须达到一级焊接指标。
        1.2大跨度复杂钢结构施工过程
        大跨度复杂钢结构主要由网架结构、弹簧结构和网架结构组成。由于其形状的特点,在施工过程中需要考虑许多因素,如现场条件、施工单位的机械设备准备、建筑规划项目的质量等。大型钢结构常用的设计方法有六种:(1)高空法,将所有构件分成小单元,直接安装到高空设计位置。整个装配法可用于全支撑法和悬臂法施工过程。前者更适合大型接缝施工,但前者不适合大规模施工。(2)条块安装或分块拼装时,通常将构件焊接在地板上,分条或分块组装,然后将设备吊至施工位置,组成一个整体结构。(3) 整体吊装法。整体吊装法是将结构构件在地面组装成一个整体,将物体吊至设计高度,并用吊装装置固定的施工方法。(4) 整体提升方式。在整个提升模式中,提升设备位于结构中。上述方法是将结构物放在地面上,通过井架吊至设计位置。(5) 整体提升法。整体顶升法是一种利用现有结构柱作为滑动方式的施工方法,在杰克装配在基础上后,将千斤顶安装在钢结构构件上,并将结构逐步提升到结构支撑点以下的设计位置。(6) 折叠和展开安装模式。这种方法主要用于网壳结构的穹顶结构。其原理是将拱顶的三维空间效应视为径向圆弧作用和圆周运动的叠加。


        2大跨度钢结构施工中存在着许多力学和技术问题
        设计人员和施工工程师应充分考虑这些问题
        2.1大跨度桁架结构吊装中稳定的平面和空间桁架应考虑以下问题,解决了吊装过程中的第一个问题:在提升阶段考虑水平和结构时,首先要考虑的问题是吊点的选择和吊点的分布。结构以高度和两柱为基础,两端吊点的选择和分布必须保证梁在吊装后被抬起,且轴向相对变形等于或接近于零,这样才能使梁准确地拉到设计位置,而不必过长或太短。在此基础上,吊件两端的相对轴向变形等于或几乎为零;吊件的变形和扭矩分布均匀,只能根据经验确定吊点及其分布,必须通过必要的分析计算来确定;最重要的是条带在提升过程中在平面内是稳定的,不存在失稳,稳定性主要是在平面上超越单个构件的稳定性。外部失稳是一种普遍的失稳破坏,它与焦点的数量和分布密切相关,它是升力点越多,水平面外不稳定性越小。在一、二、三个吊点处,板架可能脱离出现不稳定状态。将载体简化为实际的腹板构件,或利用有限元软件计算水平外的失稳荷载,从而评估提升系统的可行性
        2.2柔性结构的形成与分析。目前索穹顶结构是一种典型的空间延伸结构,这种结构生产过程中的关键问题是形成独特过程统计的实现方法。索耦合的关键结构有索、环索、立绳、外钢圈和中心件张紧环。介绍了桥梁建设的历史,索耦合结构的施工,索耦合结构的施工顺序与实际施工顺序不同,穹顶的主要施工工艺是先将中心管口或中心张力提升到标准位置,然后架设临时支撑架,然后进行连接。分别定位并拉动结构中部。二是固定好斜面、脊索、外索的连接,将缆绳、井架由外向内依次拉出,三是吊起内钳,随着我国桥梁施工技术的发展,我国桥梁技术人才和桥梁建筑师日益增多,穹顶结构方面取得了很好的科研成果,穹顶在中国的应用奠定了良好的理论基础。
        2.3对整个预电压仿真计算过程进行监控,确保长、超长结构的安全可靠。在安装过程中,在计算施工过程的跟踪模拟时,往往必须确定结构或构件满足强度要求,长距离结构的刚度和稳定性是一个连续的过程,结构的内力和位移都发生变化。必须计算各阶段的内力和位移。对施工过程中最危险的阶段进行精确检查,才能保证建筑的安全性。另外,通过安装过程,构件的结构或位移也成为以下部件的加工尺寸,因此,有必要对位移进行监测,以采取有效措施,避免或准确避免改变加工尺寸。
        2.4滑轮机械问题及分析。施工过程中,钢架结构构件已就位,在吊装过程中,通常有多个滑道,这方面是调整其功能,以便于吊装结构,便于结构和构件的升降过程,调整其位置和姿态,实现构件和焊接工艺要求的邻接标准。原来的绳索和滑轮组合成一个新的组件,可以在特定的施工期间使用。在混凝土施工中,为了解决场地分布和内力平衡的问题,可以加一个边,然后进行方案分析和研究调查。如果构件调整到平衡配置,则重新加载过程,水平连杆的内力为零。为了便于分析和研究,将它们统一为滑轮力学问题。
        2.5大跨度结构整体吊装设计计算中,结构的吊装状态一般与结构的设计状态不同,设计工程师应根据结构的荷载特性提出起重系统,并对结构和悬挂的强度、刚度和稳定性进行重新计算和复核。根据吊装立柱和吊装结构的安全性,可在吊装过程中采用人工改变吊装过程中结构的受力状态。有两种处理措施:一是根据提升立柱的刚度和稳定性,调整提升之间的提升力分配柱,将弱者的提升力柱转移到强立柱上,保证弱者吊装过程中所有立柱的安全。相应的提升装置的内部强度和变形也发生了变化,特别是在分离柱的强度和稳定性方面,两个偏心柱会产生非常不利的影响,它可以检测或连接两个提升力的压缩力,并可以调整立柱的中心来改善立柱的受拉状态,并测试提升结构的内部强度和变形。当然,提升力也可以设置在支撑平台顶部,通过调节升降平台的杠杆长度,使两侧的弯矩相等或几乎相等。
        3 结束语
        我国大跨度结构施工虽然已进入快速发展阶段,但在施工过程中仍有许多技术问题需要解决,以往设计中的技术难题也越来越多,应开发新技术、新体系、新材料,以满足空间钢结构长期化的需要,以了解大跨度复杂钢结构的能力。
        参考文献:
        [1]颜萍. 大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨[J]. 装饰装修天地, 2017, 000(003):319.
        [2]张涛. 大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨[J]. 中国建筑金属结构, 2019, 000(009):56-58.
        [3][郗洪波. 大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(025):245.
        [4]马秀超. 大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题[J]. 建材与装饰, 2017, 000(010):8-9.
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