邵斌 李亚林
杭萧钢构股份有限公司
摘要：当前,我国社会发展需要和经济实力的进一步增强,大跨度及空间钢结构领域得到迅猛发展。 随着国内基础设施建设、工业化、城镇化建设的需要,尤大型的机场大楼、大型会展中心、体育馆等大型公共建筑中通常都是以跨度较大且具有复杂空间钢结构来作为建筑体系。 其中，吊装施工又是其中重要的一个环节，必须深入研究，科学合理的施工是关键，找出问题的存在，提出科学的施工举措，确保后期的使用质量。
关键词：大跨度；钢结构；吊装施工；技术
0前言
在建造业的快速发展的今天，多种多样外观的体育馆、机场等大跨度钢结构建筑在不断建设中,其中对于施工技术的要求也越来越高。在运用分段分块吊装施工大型复杂钢结构空间的工程中，要制定出完善钢结构构件的吊装施工方案,对整体工程的安全性作出验证分析，以此为整个工程建设提供有效保障。国内外的专家学者们仍在开展对复杂钢结构施工过程及相关吊装施工技术的研究，虽已取得进一步的成功，但在未来的发展中，仍有很多问题与不足需要改善。文章对大跨度钢结构的吊装施工技术进行深入研究，分析其技术类型和应用要点及大跨度复杂钢结构的特点。
一、大跨度复杂钢结构特点
（一）普遍使用预应力技术
预应力技术是建筑行业中的新型技术，其在工程施工中得到了广泛的应用，现阶段，有一系列新结构形式出现，如：索穹顶结构、张拉整体结构和索膜结构。北京工业大学体育馆以此结构来进行大跨度弦支穹顶施工建设，我国著名的鸟巢体育馆则是以大跨度双向张弦梁桁结构进行施工建设，由此可见，要开展大跨度复杂钢结构建设，其预应力技术的应用必不可少。
（二）大跨度钢结构形式复杂多样
就现阶段而言，我国在大跨度钢结构形式方面已突破传统单一形式，正朝着多元化且复杂的方向发展，从而形成了很多新形式的钢结构。早在2008 年北京奥运会建设“鸟巢”体育馆时，采取的建筑形式就是扭曲空间桁架结构，这一结构充分体现了大跨度钢结构形式的多样复杂性。
（三）大跨度复杂钢结构节点多元化
复杂的空间钢结构中形成了一种仿生态建筑，这种形式主要以自然界复制的方式得以体现，从而满足人类不同需求。大跨度钢结构中充分发挥了其多元化节点形式，常见的有：铸钢节点与锻钢节点等。
（四）焊接工作量大，施工技术要求较高
大跨度复杂钢结构施工中，其焊接工作至关重要，采取拼接方式进行施工，目的是为了提升大跨度复杂钢结构的施工精度和整体质量。预拼接大跨度复杂钢结构构件进入施工现场后，就要开战焊接工作，从而为大跨度复杂钢结构工程的开展提供有效保障。
（五）钢结构跨度及等级与空间结构复杂度一致
在社会经济与国民经济快速上升的背景下，我国的建筑功能需求正朝着多样化方向发展。其要求钢结构跨度及等级与空间结构的复杂度要保持高度一致，这就对大跨度复杂钢结构的钢材级别及其强度作出了较高的要求，在采取高强度厚钢板开展工作时，想要使工程整体施工质量得到保障，其钢板厚度必须超过 100mm，在选取材料时，可选择Q420C、Q46QE 等投入使用。
（六）构件加工难度大，精度要求高
在一般情况中，大跨度复杂钢结构都是国家重点工程之一，所以在施工方面的要求较高，施工前的设计工作要全方位进行考虑，需从源头着手，从而确保钢结构构件加工精度。可由于其数量众多的焊缝特点，就造成难度较大的构件加工，从而使其精度要求不断提高，全方面的增加了大跨度复杂钢结构的施工难度。
（七）设计难度与构件数量成正比
通常来说，大跨度复杂钢结构的构件数量较多，构件对应的的截面类型也是多种多样，从而提高了施工单位的施工难度。大跨度复杂钢结构中存在弯扭构件，需要施工团队及工作人员开展一系列深入研究，才能为大跨度钢结构的施工质量提供保障。
二、大跨度复杂钢结构吊装施工关键技术的类型
（一）高空无支托拼装施工技术
高空无支托拼装施工技术的原则是:使结构系统分段，从而选择合理的吊装顺序，在施工过程中不用塔设支撑平台，只需通过单元组件的特点形成稳定的单元本身，从而形成整体结构。例如，某市会展中心的建设中，采取了国内规模最大的双悬臂式空间析架结构屋顶，其长度从东到西 34 米，北20米。而双向屋顶外以挑结构的形式进行封顶，其单榀质量79 t。厦门的国际会展中心悬臂式结构，也是通过这种方式进行建设，主要是利用该结构自身优点，从而有效降低建设成本，为下部空间创建优良的工作表面，以此来加快施工进度，高空无支托拼装施工技术目前在大跨度钢结构复杂建设工程中，是重要的空间结构悬臂施工技术，该项技术属于现代化信息时代的创新型技术[1]。
（二）整体滑移施工技术
在大跨度钢结构工程建设中，需重点关注空间结构形成整体之前的稳定问题，而合理使用整体滑移施工技术，就能够有效改善这一问题，从而避免相关问题带来的负面影响非，其具体操作是通过牵引装置来将被划分成多个稳定的车身结构，使其能够沿着目标轨道运行，将设计位置水平移到装配位置。此技术的应用优势在于其有效解决起重设备和辐射吊装安装结构不能解决的问题。但该项技术也存有一定的缺陷，在结构平面刚度方面，要求较高，需具备铺设轨道，而在牵引工序出现问题时，很难实现多点控制。想要有效改善相关问题，防止其提升过程中，因吊点强度和稳定性因素，从而对析架产生顺利运行造成负面影响。具体的改善方法可通过不同步检测，加强系统设置的标准提升点和系统动态采样，从而加强位移值，将其差异控制在15mm 的范围中。千斤顶作用较为单一，主要是为结构提供向上力，其效能只体现在单向垂直约束中，但计算结果较为合理，要采取合理规范化测试[2]。各提升点位移差出现加强应力状态时，其结构会发生不同的变化，这种情况就要计算位移差，在此过程中，会出现结构受力状况，从而为提高析架过程的安全性和稳定性提供保障。提升点的数量较多，通常有几十个，且经常出现位移不同步的工作现象，需选择更加危险的情况。提升点位移差会使位移构件内力变大，计算位移差析架体系可在不同的位移差工作条件下进行，在研究杆件内力稳定性时，要确保其在提升时，严格控制提升点和标准点，将其控制在 Lpl2 至15mm之间，这样才能使该结构具备合理的安全性和稳定性。
三、大跨度复杂钢结构吊装施工关键技术问题及分析
（一）复杂空间结构施工过程中动态结构计算机控制
复杂空间结构施工过程中的动态结构计算机控制是近年来计算机技术的动态结构，这是一个新的技术领域，能够有效提升施工效率。在各种不利因素下进行研究和计算，体现出方案的可行性分析、改善施工方案、保证施工质量以及安全性和稳定性的相关程序，检验相关负面因素对结构的影响是否合理，基于此提出更加科学、规范的控制方法，为该工程的施工进程提供保障。
（二）施工过程跟踪模拟计算
施工过程中，为保障大跨度和超大跨度结构的实际施工能够顺利的开展，就需要施工团队在施工途中采取跟踪模拟计算，以此使工程结构和构件相关条件满足整体工程的强度和稳定性要求。大跨度结构施工工程的工作周期较长，其过程属于持续施工过程，在施工无法做到为每一阶段的结构和构件内力及位移提供安全保障，使其处于固定不变的情况，所以，进行跟踪模拟计算，可以防止或变更加工尺寸精确安装程序和安装过程控制，其根本理念是通过对整个施工过程进行跟踪模拟计算，以此进行仿真结果的确定，从而加强整体工程的开展效率和进程速率[3]。
（三）柔性结构成型
索育顶结构属于空间张拉结构体系，其成型工程技术和计算方法在大跨度钢结构复杂工程施工过程中有着较多的问题。索弯顶结构是由环索、脊索、斜索和中央支柱拉伸钢圈所组成[4]。施工索穹顶结构有两种顺序和方法：第一种是将巾央朽架提升至设计位置，通过临时施工来塔架支承，对中间结构进行定位，最后一个一个的从外圈向内拉紧斜拉桥。第二种是通过固定脊索和坡道的连接，接着一个一个从外部倾斜向内拉紧电缆和起重桅杆，全部拉紧后再提高内拉环。不过因为技术保密相关原因，国外对于该项技术的介绍并不多，我国的专家学者在不断对其进行深入研究，为索弯顶的应用奠定理论依据。
（四）滑轮力学问题
吊装过程中需配置多个滑轮，目的是为了加强力结构，从而方便调整相关构件在空中的姿势和位置，做到相邻组件和连接的准确性[5]。与过往结构不同，滑轮力学是将绳子和滑轮形成新结构，其力和位移计算较为复杂，要求刚体力学中应用和关节弹性的解决方案。想要有效解决结构中满足现场配置和内力分布平衡条件问题，可在两端添加水平析架杆，从而形成有限元分析。结构满足平衡配置条件需进行反复迭代，才能使水平连杆内力为零。
结语
从以上研究和分析可以看出，本文从大跨度钢结构施工技术中有一些复杂空间的角度来看大跨度钢结构工程，主要从两个方面进行具体分析：1.施工方法形成了以滑曲线、不对称整体提升、扩大单元无支托组装技术为核心技术的空间结构安装系列。2.形成了从结构应力条件下的分析；铸钢、锻造和异型空间钢结构生产；扩大单元无支托组装，曲线滑移；非对称施工过程以及提升整休的动态结构计算机控制的相关流程，焊接、空间定位控制技术；结构和变形试验、测试技术和其他辅助技术，包括钢结构建筑成套技术。在未来的发展中，这些技术还有需要不断完善的问题，开展相关研究的目的也是为我国钢铁建筑行业生产力水平提高作出贡献，使我国空间跨度钢结构施工技术进入到世界先进水平。
参考文献：
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[2]史广文. 大跨度钢结构安装安全技术控制解析[J]. 中国室内装饰装修天地, 2020, 000(006):26.
[3]章伟, 蒲建明, 郑海. 大跨度钢结构虚拟仿真现场安装施工技术综述[J]. 建筑结构, 2019, v.49(S1):358-360.
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