大跨度复杂钢结构施工技术

发表时间:2020/12/29   来源:《工程建设标准化》2020年19期   作者:魏朝喜
[导读] 现代大型大跨度复杂钢结构取得了较好发展,因此,应提高复杂钢结构的稳定性,明确施工方案,降低结构成型后的受力影响
        魏朝喜
        身份证号码:44092419******5856
        摘要:现代大型大跨度复杂钢结构取得了较好发展,因此,应提高复杂钢结构的稳定性,明确施工方案,降低结构成型后的受力影响。施工技术人员还应清楚结构性能,跟踪分析不同工况状态,提高安装的安全性和结构的可靠性,设计人员不仅要保证整个复杂钢结构的设计刚度及承载力满足规范要求,还应重视对设计状态的分析,从而将整个项目的成型过程进行全面研究。
        关键词:大跨度;钢结构;施工技术;
引言:
        作为一种外观美观、支撑能力强、景观效果好的建筑形态,大跨度钢结构不仅能满足一些大型建筑的实际需求,还成为了一种应用范围宽的结构形状,因其得天独厚的优势,广泛应用于我国桥梁建设。我国桥梁工程数量正在快速增长,交通网络不断完善。由于大跨度钢结构桥梁上的特殊型桥梁具有建筑效率高、稳定性好、安全性高等优点,加上我国桥梁建设行政单位对桥梁建设提出了越来越高的要求,这意味着广大职工须对大跨度钢桥梁施工技术进行透彻分析,为同类工程建设提供可靠的参考。
1大跨度钢结构概述
        桥梁在交通中尤为重要,其施工质量直接关系到人们的生命安全及财产完整,因此应合理选择施工材料。钢结构作为一种主要的建筑结构类型,本身具有自重轻、强度高及抗震性能好等优势,能够承受较大的重量,在桥梁及各大场地建设中取得了良好的应用效果。大跨度钢结构作为一种横向跨越长度>30m的建筑,该种建筑结构被广泛应用于网架结构、壳体结构、折板结构、充气结构、悬索结构中。进入到20世纪之后,钢筋混凝土被广泛应用于建筑工程施工中,出现了多种形式的大跨度结构建筑。现阶段,化学合成、高强轻质材料被广泛应用于大跨度建筑中,使建筑的自重大大减轻,创新了空间结构,在建筑中使用的覆盖面越来越大。大跨度钢结构在桥梁工程施工中,具有景观效应好、强度高、造型美观等优势,符合不同大型建筑的建设要求,是桥梁工程建筑中一种常见的应用类型。
2大跨度钢结构的特点
        2.1结构形式多样化
        从我国建筑的结构状态看,很多建筑使用大跨度钢结构,摆脱传统的单一结构形式,从而提高建筑的安全性,有效促进大跨度钢结构建筑的稳定性。在我国已有的著名建筑中,水立方的建设就是基于泡沫理论的多面体空间钢架结构,同时借助新型覆膜材料形成外表皮,在保证建筑质量的同时,提高外表的美观性。该种结构多用于国家重点建筑建设,但施工复杂,对技术的要求也比较高,对设计人员和施工人员都是较大的挑战。
        2.2对建筑施工材料要求较高
        随着科学技术的不断进步和发展,新型施工技术的种类也变得越来越多,与此同时,一些大规模复杂钢结构施工对整体的建筑材料有了更高的标准。例如,当前我国鸟巢的整体跨度在300m左右,而水立方的整体跨度则在170m左右,相比较来说属于规模比较大的建筑,在实际的建筑施工过程中要想有效提高建筑物整体的安全性和稳定性,就必须选择质量较好的建筑材料。
        2.3运用预应力技术
        预应力是一种新兴的技术,其普遍应用于现代设计中,多表现在索穹顶新型结构中,该种新型结构形式使得在设计阶段的节点形式更加多样化,利用的工程构件和界面类型也逐渐增多,加深了设计难度的应用性,并且大量的工程结构都需要进行预拼装,从而使得现场的焊接工作量增加,但从根本看,建筑结构受到荷载前,对结构施加一个相对的预应力,从而提高其刚性和耐久性。


3大跨度复杂钢结构施工过程中的技术问题
        3.1桁架结构稳定性问题
        对于跨度较大的钢结构工程,需要考虑到桁架结构的稳定性问题,特别是高空作业的危险性较高,想要彻底解决这一问题比较困难,因此,为了提高施工质量,保证施工效率,在施工时通过将空间框架用作吊装单元,当焊接工作接近地面时,再开展工作,从表面上来看没有太大问题,但归根结底,桁架结构并不稳定,不利于建筑工程的推进和开展。
        3.2柔性结构的成型问题
        索穹顶构造属于空间伸张构造的一种。在实际的施工过程中脊索、环索、斜索以及中心支撑拉钢环都是其中重要的构件。当前穹顶施工的主要工艺流程有以下几点:第一,将中间张力环吊装在固定位置,然后对支撑框架进行组建;第二,外边缆绳和固定坡道的连接,需要对缆绳和升降桅杆由外向里逐渐进行拉动;第三,升高内拉环。
        3.3仿真技术问题
        人们对钢结构的关注常常在于实际的承载力,而忽视施工期间钢结构的受力,因此,当国内钢结构的跨度增加时,对于钢结构的施工也会造成一些困难,安全问题也随之产生。钢结构安装时,使用了预变性技术,确保了钢结构安装的精准性,而在拼接时,又实施了仿真技术,合理的控制大跨度复杂钢结构,才能够提高结构形状与尺寸的准确性。
4大跨度复杂钢结构施工技术
        4.1支架架设法
        该方法使钢结构的受力更加清晰,逐步减少了整个桥梁的施工难度。通常当条件允许时,浅水、陆地或航运要求不高。例如,在跨江大桥的施工中,桥下的码头和塔楼用支架压倒,桥上方的塔楼用爬模浇筑。塔顶鞍座由塔式起重机吊起,并整体安装在塔顶。根据加固梁的独立能力、悬架和桥的线型控制,间距通常控制在85m左右。从桥头开始,8个临时墩将被永久设置为构建基块。临时墩由钢柱组成,每个钢柱排列有4根钢管柱,直径1.2m,并连接到水平钢管,以提高其稳定性。桥顶有钢支撑、钢筋驱动装置、滑动系统和调节装置。
        4.2分块安装方法
        在实际的建筑施工过程中分块安装方法在其中有着非常重要的作用。使用此方法主要是在地面上将有关的建筑施工结构构件进行分割,结合施工要求分割成条状或者是块状的单元,然后再借助起重设备进行吊装工作,将结构单元安放在建筑高空设计中的固定位置,这样就可以实现和其它建筑施工构件的整体性拼接工作。在实际的建筑施工过程中合理地使用分块安装方法可以有效地对地面支架的设置问题进行解决,通过对起重设备进行合理的应用,对结构进行任意切割,保证结构单元能够满足实际的建筑施工需求,相比较来说在大跨度复杂钢结构施工中分块安装方法的灵活性比较高。
        4.3整体安装法
        相比较前两种施工方法,整体吊装方法在实际的拼接过程中有着明显的区别。在大跨度建筑钢结构施工过程中使用整体安装法,首先需要在施工地面上将结构进行合理拼接,形成一个整体,然后再借助起重设备进行吊装,使得拼接完成之后的整体结构能够安装在建筑设计的实际标高位置,保证位置的合理性之后再对其进行固定。整体吊装方法和高空构件拼接施工方法相比,在实际的建筑项目施工过程中,前者能够有效地提高整体的焊接质量,保证焊接工作可以满足建筑施工要求。
结束语
        综上所述,从目前的发展状况看,建筑结构有向大跨度复杂钢结构转变的趋势,并且该项技术在国内的发展逐步成熟,兼具经济性和稳定性,但我国大跨度复杂空间钢结构的发展,也导致了钢结构的施工难度较大,需要技术人员积极创新复杂空间钢结构施工技术,从而解决其中存在的问题,确保大跨度复杂钢结构施工技术的稳定发展。
参考文献
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