焦殿江 王传金、田玉坤、安晓锋
中建八局第一建设有限公司，山东 济南250014
摘要：文章主要是分析了大跨度钢结构概念，在此基础上讲解了其的优势和施工技术，最后探讨了大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：大跨度；钢结构；施工安装
1大跨度钢结构概念
在整个建筑行业的蓬勃发展下，各种相关技术不断提高和创新，钢结构建筑的跨度也在大幅度增大，不断有新的钢结构建筑打破上一个最大跨度的纪录，大跨度钢结构发展速度极快，其结构形式日新月异，对于大跨度钢结构的概念也随之更新，难以用单一、一成不变的定义进行解释说明。《钢结构设计规范》（GB50017-2003）对大跨度屋盖结构进行了定义，其中8.6.1条规定：大跨度屋盖结构指跨度大于或等于60m的屋盖结构，其结构形式包括平面结构（桁架、刚架或拱等）和空间结构（网架、网壳、悬索和索膜等）。
2钢管桁架的优点
2.1经济性能好
由于截面使用的是薄壁钢管，减轻自重而且经济性能增加。各钢管之间的连接采用的是焊接方法，不需要螺栓等多余的连接件，施工简单方便，节省钢材。而且钢管结构封闭，比表面积小，无死角，节省了防腐和除尘材料的费用。
2.2外形美观
钢管桁架结构在节点处采用的是杆件直接焊接的相贯节点，其构造简单明了，且传力路径明显，还可以与其他结构以很好的方式结合，造型多样化，具有流畅的视觉效果。
2.3自重轻，强度高
空间管桁结构采用的是薄壁钢管，而且没有多余的螺栓连接件，钢材使用较少，质量较轻；钢管结构直径大且壁薄，其回转半径较大，抗压和抗扭性能较好，整体刚度较大。圆管是流线形，表面承受风荷载或者流体荷载时，荷载效应较其他截面形式较低，结构更为安全，且其连接简单方便，稳定性突出，在大跨度结构中稳定性很高。
3大跨度钢结构管桁架的设计及施工安装技术
3.1桁架拼装钢结构
主桁架主要由主桁架、联系桁架、封边桁架、次桁架、腰桁架、吊挂桁架及联系钢梁等组成，钢结构拼装主要内容为站房屋盖桁架地面拼装，桁架采用分段吊装，桁架的拼装均考虑桁架上弦杆分为12m一段的分块，剩余屋盖桁架杆件由散件运输至施工现场，在施工现场进行拼装完成。
3.2钢架柱防倾倒措施
单榀钢架柱吊装到位时，由于重心偏上，且单榀结构为不稳定结构体系，因此钢架柱必须安装侧向防倾倒支撑，并将相邻2榀钢架柱之间的水平桁架组合形成整体，使其结构由不稳定体系改变成稳定体系。
3.3高空原位安装技术
高空原位安装技术分为高空原位散装技术和高空原位单元安装技术。高空原位单元安装技术是对高空散装技术的工艺改进，因为高空原位单元安装技术有着施工速度更快、效率更高的优势，在工程实践中被更加广泛的利用。原位安装，就是根据构件的空间实际位置，通过搭设支撑平台或高空作业平台，实现构件的高空拼装对接。高空原位散装技术是将所有单位构件通过起重设备运至高空操作平台，然后在高平台逐一进行杆件对接施工。而高空原位单元安装技术是将空间钢结构分成多个小的单元块体，单元块体均在地面拼装完成，然后由起重设备运至高空作业平台，进行单位块体的原位安装及单位块体之间的构件连接工作，最后形成整体空间结构。
单位块体大小的划分应根据结构形式、吊装设备的起重量决定，单位块体应划分合理、起吊位置准确，保证自身的结构稳定性，避免吊装过程出现单元块体发生不可逆的塑性变形，从而影响高空原位单元安装质量和拼装精度的情况。
3.4滑移技术的应用
滑移施工法滑移法分为两种，①滑移上部结构块体；②滑移下部支撑平台。采用滑移法施工首先应划分构件安装块体的大小，根据安装块体大小设置块体支撑平台。然后根据工艺要求进行滑移施工，滑移施工前应设置稳定的滑移轨道。滑移轨道一般采用工字钢或槽钢，在滑移方向上经受力计算后设置两道或多道轨道，在实施滑移过程中，应配备相应的滑移用品，如钢绞线、电动倒链或爬行器等工具。在进行滑移施工时，首先对滑道采取稳定和润滑措施，确保滑移架体在前进过程中能同步行进。并随时控制轨道处的行进速度保持单位行程的距离，采取调节手段保证架体滑移过程的安全、同步、顺畅。滑移法施工要求项目结构规则、整齐，网架结构的支撑轴线均匀连贯，适合项目面积大，安装方向轴线多，场地条件适合滑移的工程。通过对当地环境条件的进一步的考察以及尽量缩短工期，降低建筑成本，更重要的是保证整个施工的安全性和物体在移动过程中的稳定性，我们在施工方案的指定中就提出采用高空三滑道的建筑施工方案，这样这个的施工体系就变成了单项的受力体系，不在是以往的双向的受力体系，对于管桁架的支撑范围也变成了左、中、右的三点支撑。但是这样的施工方案也会出现一定的问题，在施工的过程中，我们不难发现的是中部的支撑点出现了不稳定的现象，如何解决这一问题又成为了在建筑施工过程中的又一技术性的难题。
3.5液压同步控制提升施工技术
液压同步提升技术以柔性钢绞线作为承重索具，通过提升油缸集群、液压同步提升原理，结合现代化控制手段，采用计算机控制技术，可以将数千吨甚至万吨的钢结构从地面整体提升到预定位置，实现结构的区域整体安装就位。该工艺施工安全、可靠性高，可实现大吨位、大跨度、大面积构件整体同步提升。该项技术是钢结构行业适应现代施工管理、规模化施工、提高工艺技术含量所用到的一项新型施工技术。
4桁架焊接与焊缝处理
4.1桁架分段间的定位焊
①桁架分段吊装就位、找正、调整后，首先由辅助工人在各分段接口处坡口背部沿坡边向外采用粗砂布或角向磨光机去除锈蚀和污物，在焊缝区域较大范围去除污物、锈皮、附着物，然后由持证焊工进行定位点焊。②采用手工电弧焊时，选用φ3.2mm电焊条，Q345B钢选用焊材为：E5015，直流反接，焊接电流≈120A。③用于工程主次管连接处的衬板在接头施焊全过程中可以存储较多热量，所以对接头的缓冷具有重要作用。因此，对衬板不仅要求材质与母材完全相同，还需满足宽度不小于40mm、厚度不小于8～10mm。④对于厚钢板，定位焊前要按规范加热，可减少定位焊处出现气孔、未熔合、焊道凹凸、裂纹等缺陷。此处的定位焊应采取大面积除湿，其加热温度不低于正式施焊温度，且定位焊完成后迅速采用石棉布进行保温等措施。⑤用于定位的焊机为直流弧焊机，采用手工电弧焊方式。电弧极性：阳级；电流值：≈120A；焊条直径：3.2mm；焊材型号与母材相匹配。
4.2焊缝清理及处理
①多层和多道焊时，在焊接过程中严格清除焊道或焊层间的焊渣、夹渣、氧化物等，可采用砂轮、凿子及钢丝刷等工具进行清理。②从接头两侧进行焊接完全焊透的对接焊缝时，在反面开始焊接之前，采用适当方法（如碳刨、凿子等）清理根部至正面完整焊缝金属为止，清理部分的深度不得大于该部分的宽度。③每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不超过焊道表面的宽度。
5结束语
由上可知，当前我国建筑工程的不断发展，同时也使得大跨度空间管桁架的应用逐渐普遍，其的应用能够有效提升到建筑的美观。为此有关人员应当充分了解到大跨度钢结构空间管桁架设计的重要性，增强到对其的研究，才能够有效提升到大跨度钢结构空间管桁架的应用价值。
参考文献
[1]周晨, 刘洋, 靳壮壮. 大跨度钢结构管桁架力学性能及变形控制研究[J]. 贵州大学学报（自然科学版）, 2020, 037(002):92-97,112.
[2]胡义、陶清林、贾冬云、金仁才、孔炯. 基于不同节点约束的管桁架吊装稳定性分析[C]// 中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第17届(ISSF-2021)学术交流会暨教学研讨会. 2021.