何浩然
中交一公局集团有限公司总承包经营分公司 北京100024
摘要:随着社会的发展和经济水平的提高。在建筑工程建设中,大跨度复杂钢结构是其中重要的工作内容,一些新兴的复杂钢结构的项目数量在不断地增加,复杂钢结构中的力学知识和其中的重要技术逐渐受到了人们的广泛关注。
关键词:大跨度复杂钢结构;施工过程;技术问题
引言
近年来,国内外大型钢结构建筑项目需求逐渐增多,所采用的施工方法也日新月异。在测量放样领域,传统放样方法有经纬仪放样、全站仪放样和GPS-RTK放样。传统的测量放样多数使用的是二维的、不很直观的图纸。一般工程在施工高峰时,测量放线任务异常艰辛,由于工作面交叉,工作量大,受到仪器、环境、人为因素影响,精度出现偏差情况较多,进而影响后继施工。如果造成放样错误,将引起工程返工或者设计变更,将增加成本和延缓工程进度。而且钢构的复杂性、工作面交叉、工作量大、精度要求高等特点,也给传统的放样工作带来诸多挑战。钢结构放样工作仪器需要架设在悬空的钢梁上,由于钢梁的宽度有限,往往导致仪器架设好之后没有多余的空间留给测量员去操作;其次,在高空放样,人员容易发生滑落,威胁到人的生命安全;第三,相较于地面,在细窄的钢梁上的放样速度更慢,而钢结构所需的放样点位众多,导致放样的速度跟不上施工进度,延缓工期,增加施工成本。
1大跨度复杂钢结构施工过程中的技术问题
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。②整体滑移施工技术。在当前大跨度复杂钢结构施工过程中,其中最主要的问题是钢架结构的整体稳定性无法得到有效保障。在实际的建筑项目施工过程中为了解决上述问题,可以使用整体滑动施工技术。在进行滑动施工的过程中一般需要借助有关的牵引设备进行施工工作。在实际的使用过程中,首先施工工作人员需要结合施工要求对整体结构进行合理划分,然后沿着特定的轨道位置将段落结构进行滑行,这样一来段落结构就可以从焊接位置移动到固定的安装位置。在大跨度复杂钢结构施工过程中使用此种方法可以有效解决辐射起吊设施和相关设备的技术难题。但是与此同时,此种施工技术也具有一定的缺点,首先建筑构造表面的硬度必须满足实际施工要求;其次,需要对轨道进行合理设置,如果在进行滑移的过程中出现牵引问题,那么相关的施工工作也无法顺利进行。除此之外,在大跨度复杂钢结构施工过程中,在吊装钢管或者是其它建筑结构的过程中,工作人员还需要对桁架的稳定性和实际强度进行分析。同时,提高系统设定的标准吊点以及采集样本的标准。
2大跨度钢结构施工技术探讨
2.1提高平面与空间桁架的平稳性
高空作业是有危险性的,因此,应尽可能提高高空焊接作业的稳定性,降低工作难度,提高工作效率,使用整体吊装的方法,将焊接工作转移到地面进行,合理选取吊点,提高桁架的稳定性,进行直线型支架的吊装和两端拼接时,选择吊点位置要保证支架的起吊平稳,尽量避免支架自重导致的相对形变,从而提高拼接工作的质量,也使单个构件不失稳定性,得到目标强度,可能的情况下,尽可能增加吊点,提高稳定性。
2.2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。与此同时,通过使用整体安装法,相关工作人员还可以准确把握结构体的实际大小尺寸,提高相关数据信息的精准度,所以整体吊装法在安装网架结构的过程中比较常见。
2.3安全施工
钢结构吊装作业前必须作好安全准备,专人负责安全,并进行安全防护设施的通项检查和验收,合格后方可进行吊装作业。高处作业的设施、设备、必须在施工前进行检查、试运转,确认其完好,方能投入使用。在每榀钢架从上到下都设置钢爬梯梯笼,爬梯上端、中部分别用安全绳绑扎固定在钢柱上。此爬梯兼顾安全操作平台作用,安装钢梁时,操作人员站在爬梯内进行操作。吊装过程中,吊装指挥应注意技术交底,下面不得站人,坚持起重机械“十不吊”。吊装中,指挥人员应使用统一指挥信号,信号要鲜明、准确,起重机驾驶人员要听从指挥。钢结构穹顶吊装时,把生命线支架及生命线在拼装胎架上全部安装完成后才进行吊装,所有在高空作业的人员必须配备双扣安全带,上高空作业是必须挂好安全带后方可进行施工操作。穹顶钢结构进行吊装时,穹顶区域内禁止在下面交叉施工,穹顶地面设专人进行管理,禁止无关人员进入施工吊装区域。
2.4解决临时支承柱拆除问题
在大跨度复杂钢结构完成安装后,应对支承柱进行拆除,从而使结构力进行转移,完成内力的重新分布,对体系力的作用进行分析,使钢结构整体的受力状况达到预计的设计要求,拆除过程应缓慢进行,对于各受力杆件进行恰当的微调,保障安全和质量,也可在临时支承柱头设置千斤顶等可调节装置,从而更好的保护建筑。新疆国际会展中心展馆按中轴对称布局,采用的是大跨度张弦桁架,跨度108m,为国内第三大跨度,其中椭球体明月造型设计为大悬挑桁架结构,支承柱在拆卸时耗费了大量的精力,设计难度和人员容纳规模均居全国同类建筑前列。
2.5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。
2.6临时支撑体系计算分析
临时支撑体系计算分析涉及整体空间桁架体系计算及局部支撑托架系统计算。其中整体空间桁架体系计算,是通过建立支撑体系计算模型,并与主结构模型进行计算模型整合,施加结构自重、风荷载及施工荷载,并分成不同施工阶段计算来模拟实际施工状态,通过计算反馈结果再进行支撑体系调整,最终实现临时支撑体系安全、高效以及经济合理。
结语
在当前的建筑施工过程中大跨度钢结构的使用非常广泛,与此同时,相关的新技术也在不断发展,建筑整体的稳定性得到了进一步的提高。但是当前我国大跨度钢结构的施工还存在一定的技术问题,所以必须对其中的问题进行仔细分析和研究,进而提高整体的施工质量,为建筑行业的进步和发展提供保障。
参考文献
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