论文部分内容阅读
【摘 要】 本文以大跨度钢结构施工过程中存在的问题为基础，着重分析了大跨度钢结构的主要施工技术，以实际为出发点对大跨度钢结构的施工质量控制进行了探讨。
【关键词】 大跨度；钢结构；施工过程
一、前言
随着施工水平的不断提高，人们对大跨度钢结构施工的要求也越来越高。现如今，大跨度钢结构施工过程中还存在很多问题，急需解决，因此，我们要加强先进技术的学习与应用，不断进行大跨度钢结构主要施工技术的研究和探讨，使大跨度钢结构的施工过程更加适用可靠。
二、大跨度钢结构施工过程中存在的问题
1、临时支撑柱设置的技术问题
临时支撑柱的设置是所有大跨度复杂钢结构施工过程中一定要面对的问题，由于临时支撑柱的设置，不仅可以改善结构的受力能力，还可以改善结构的受力状态，进而加大临时支撑点以及周边范围的受力，导致在施工过程中破坏结构的构件。
在设有临时支撑柱的条件下，大跨度复杂钢结构拱脚的竖向反力与水平推力将会得到很大的降低。但是对于临时支撑柱柱顶附近的桁架构件而言，其设计状态以及内部受力情况都会发生变化，一定要对其进行反复的核算，进而保证在设置临时支撑柱的条件下结构的安全性能。假如去掉临时支撑，大跨度复杂钢结构拱脚的竖向反力与水平推力也就会随之增加。
2、安装施工过程中的仿真技术问题
仿真技术可以模拟施工的全过程，进而了解施工过程中存在的难点与要点，比如：单体构件的受力情况等，特别是施工过程中的安全问题，已经成为目前大跨度复杂钢结构施工中的主要问题，在进行仿真的时候，也要充分注意施工中每一个环节的安全状况，保证施工可以顺利进行。在安装施工过程中，主要是在五个方面采取仿真技术：其一，对于大型构件吊装的过程采取仿真技术；其二，对施工过程中每一环节的具体工序采取仿真技术；其三，对将要发生变形的构件采取仿真技术；其四，对构件的整个拼装过程采取仿真技术；其五，当完成相关的施工之后，对需要拆卸的构件采取仿真技术。在完成相关的仿真操作之后，认真分析仿真操作过程中出现的问题与不是很明确的步骤，进而确保安装施工的安全性与准确性。
3、拆撑施工过程中的技术问题
在大跨度复杂钢结构成型的施工过程中，一定要加设相应的支撑柱，等所有结构构件全部安装完成之后，就可以将这些设置的临时支撑柱予以拆除。对于临时支撑柱的拆除过程而言，就是重新分布结构内部受力情况以及转移结构受力的全过程。当将最后一根支撑柱拆除的时候，就可以反映结构进入完全设计状态的情况。
三、大跨度钢结构主要施工技术
1、高空散装法
将结构的全部节点和杆件直接在高空设计位置拼成整体的安装方法称为高空散装法。非焊接连接的各种类型的网架、网壳或桁架都适用于高空散装法，拼装的关键技术问题是各节点的坐标控制。高空散装法分为悬挑法和全支架法两种。悬挑法则多用于小拼单元在高空总拼。而全支架法多用于散件拼装，除了高空及现场作业量大，这种施工方法一般不需要大型机械。
2、高空滑移法
高空滑移法就是结构按条状单元分割在建筑物预先铺设在滑移轨道上这些条状单元然后从一端滑移到另一端，就位后总拼成整体的一种方法。
3、分条（分块）安装法
结构从若干条状单元或是平面分割成块状，分别用起重机械吊装至高空设计位置总拼成整体的安装方法就是分条（分块）安装法，其也可以被称之为小片安装法。该方法适用于分割成条（块）单元后其刚度的结构和受力改变较小。分块或是分条的大小就应该根据起重机的负荷能力来决定。因其条（块）状单元大部分是在地面焊接、拼装、高空作业少，在质量控制的方面非常的有利，也可以可省去大量的拼装支架。
4、整体吊装法
将结构在地面总拼成整体用起重设备吊装到设计标高的位置，然后将其固定的方法，称为整体吊装法。
安装空间钢结构用整体吊装法时，可以在场外与柱错位总拼或就地总拼，一般这种方法适用于焊接连接网架，因为要保证地面总拼易于保证几何尺寸和焊接质量的准确性。其不足是需要大型的起重设备，同时，对停机点的地耐力要求较高，并且会影响土建的施工作业。
5、整体提升法
将结构在地面整体拼装后，在结构上方设置起重设备，用吊杆把结构吊到设计位置，把这种方法称为整体提升法。
这种施工方法可以使吊装成本降低，首先因为安装大型钢结构其可以利用小机群进行安装，其次是提升设备能力较大，提升时可将防水层、屋面板、电气设备及采暖通风等全部在地面施工后，然后再提升到设计标高，这样就大大节省了施工的费用。
6、整体顶升法
在结构各支点的下面安装千斤顶，利用柱作为滑道，把结构逐步地顶升到设计位置，把这种施工的方法称为整体顶升法。整体提升法与整体顶升法类似，区别在于提升设备的位置不同，两者的作用原理相反。一个位于结构支点的下面，一个位于结构支点的上面。
7、折叠展开安装法
该方法把一个穹顶看作从径向的拱绕竖向中轴旋转一周而成。因此穹顶的立体空间作用可以分解为环向箍作用与径向拱的作用的叠加。在接近地面的高度，利用穹顶临时具有的自由度，把穹顶就可以折叠起来，然后进行安装。随后把折叠的穹顶利用气压和液压顶升等方式沿其仅有的一维自由度方向顶升到设计高度，完成穹顶的施工过程。
四、大跨度钢结构的施工质量控制
1、对桁架钢构件制作质量的控制
对于钢构件制作的胎架划线和搭设尺寸、钢构件拼装时的基准线和定位方式等进行严格检查控制。在制作焊接完成后，对钢构件结构的每一支点的三维空间位置验收结构尺寸。
2、钢结构焊接阶段的质量控制
在钢结构焊接前一定要充分了解钢结构的钢种和技术交底。同时一定要认真检查操作人员的技术资格。检查内容包括：母材及焊材种类、焊接位置、焊工合格证的有效期等。严把接头装配质量关。对坡口质量，根部间隙，对口错边量等几个关键部位进行严格把关。当发现焊接表面潮湿、有油污，或者当焊接环境不适宜，例如温度过高、遭遇雨雪、大风等恶劣天气环境时，要及时调整焊接方案，特别是焊低氢焊条时更容易出现问题，监理人员要加强对于焊接质量的检查。严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热，以便减少焊接过程中的焊接应力，避免出现焊接裂纹。同时做好焊接的后期处理工作，在焊接完成后应及时按标准要求进行后热。对按照设计及国家规范需要进行探伤的焊缝，应对每条焊缝按比例要求进行无损探伤。探伤工作应由专业的NDT人员进行，检验后NDT人员应出具探伤报告，对发现的探伤要在报告中明确标明。同时，焊缝完成后质检人员及时按设计和相关标准要求进行外观检查和无损检验，不合格部分及时通知焊工返修。
3、钢结构安装阶段的质量控制
在钢结构安装前，施工单位要做好对产品合格证、设计文件与预拼装记录的检查工作，如果发现钢结构的变形和缺陷超出允许偏差要及时进行校正或者替换处理。这就要求施工方在开工前应编制详细的测量和矫正方案，并采取一定的工艺试验来保证可行性。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度，以便减少长时间的承重造成的下降。钢结构吊装就位后，要及时做好钢结构的安装检查工作，要组织专门人员对构件的定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量并做好标记，检查吊装对接接头，避免出现虚焊现象。 4、高强螺栓施工质量控制
高强螺栓是进行钢结构连接的主要部件，对于通过其进行连接的钢结构，首先要注意高强螺栓摩擦面的加工质量――要严格按标准要求对每吨、每种规格、每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验，保证高强螺栓安装后不影响钢结构的寿命和质量。控制钢结构组架的变形率。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率，进而影响构件之间的间隙。所以必须准备一定数量的胎架模具用来控制钢结构的变形，同时在运输时也要采取有效的固定措施来减少其变形。加强对钢结构防污染、锈蚀的保护。同时对高强螺栓包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧等步骤的安装工艺进行严格控制检查，对拧螺栓的扭力扳手应进行标定，确保各项指标都达到要求范围。
五、结束语
从实践出发对大跨度钢结构施工过程中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，技术管理工作的主要任务是运用科学的方法，促进技术工作的开展。
参考文献：
[1]王驰.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].中国建筑金属结构，2013（10）.
[2]段艳刚.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].房地产导刊，2013（02）.
[3]李贵平.浅谈大跨度钢结构施工过程的结构分析方法[J].化学工程与装备，2010（05）.
[4]李时，汪大绥.大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计[J].四川大学学报：工程科学版，2011，43（6）.
【关键词】 大跨度；钢结构；施工过程
一、前言
随着施工水平的不断提高，人们对大跨度钢结构施工的要求也越来越高。现如今，大跨度钢结构施工过程中还存在很多问题，急需解决，因此，我们要加强先进技术的学习与应用，不断进行大跨度钢结构主要施工技术的研究和探讨，使大跨度钢结构的施工过程更加适用可靠。
二、大跨度钢结构施工过程中存在的问题
1、临时支撑柱设置的技术问题
临时支撑柱的设置是所有大跨度复杂钢结构施工过程中一定要面对的问题，由于临时支撑柱的设置，不仅可以改善结构的受力能力，还可以改善结构的受力状态，进而加大临时支撑点以及周边范围的受力，导致在施工过程中破坏结构的构件。
在设有临时支撑柱的条件下，大跨度复杂钢结构拱脚的竖向反力与水平推力将会得到很大的降低。但是对于临时支撑柱柱顶附近的桁架构件而言，其设计状态以及内部受力情况都会发生变化，一定要对其进行反复的核算，进而保证在设置临时支撑柱的条件下结构的安全性能。假如去掉临时支撑，大跨度复杂钢结构拱脚的竖向反力与水平推力也就会随之增加。
2、安装施工过程中的仿真技术问题
仿真技术可以模拟施工的全过程，进而了解施工过程中存在的难点与要点，比如：单体构件的受力情况等，特别是施工过程中的安全问题，已经成为目前大跨度复杂钢结构施工中的主要问题，在进行仿真的时候，也要充分注意施工中每一个环节的安全状况，保证施工可以顺利进行。在安装施工过程中，主要是在五个方面采取仿真技术：其一，对于大型构件吊装的过程采取仿真技术；其二，对施工过程中每一环节的具体工序采取仿真技术；其三，对将要发生变形的构件采取仿真技术；其四，对构件的整个拼装过程采取仿真技术；其五，当完成相关的施工之后，对需要拆卸的构件采取仿真技术。在完成相关的仿真操作之后，认真分析仿真操作过程中出现的问题与不是很明确的步骤，进而确保安装施工的安全性与准确性。
3、拆撑施工过程中的技术问题
在大跨度复杂钢结构成型的施工过程中，一定要加设相应的支撑柱，等所有结构构件全部安装完成之后，就可以将这些设置的临时支撑柱予以拆除。对于临时支撑柱的拆除过程而言，就是重新分布结构内部受力情况以及转移结构受力的全过程。当将最后一根支撑柱拆除的时候，就可以反映结构进入完全设计状态的情况。
三、大跨度钢结构主要施工技术
1、高空散装法
将结构的全部节点和杆件直接在高空设计位置拼成整体的安装方法称为高空散装法。非焊接连接的各种类型的网架、网壳或桁架都适用于高空散装法，拼装的关键技术问题是各节点的坐标控制。高空散装法分为悬挑法和全支架法两种。悬挑法则多用于小拼单元在高空总拼。而全支架法多用于散件拼装，除了高空及现场作业量大，这种施工方法一般不需要大型机械。
2、高空滑移法
高空滑移法就是结构按条状单元分割在建筑物预先铺设在滑移轨道上这些条状单元然后从一端滑移到另一端，就位后总拼成整体的一种方法。
3、分条（分块）安装法
结构从若干条状单元或是平面分割成块状，分别用起重机械吊装至高空设计位置总拼成整体的安装方法就是分条（分块）安装法，其也可以被称之为小片安装法。该方法适用于分割成条（块）单元后其刚度的结构和受力改变较小。分块或是分条的大小就应该根据起重机的负荷能力来决定。因其条（块）状单元大部分是在地面焊接、拼装、高空作业少，在质量控制的方面非常的有利，也可以可省去大量的拼装支架。
4、整体吊装法
将结构在地面总拼成整体用起重设备吊装到设计标高的位置，然后将其固定的方法，称为整体吊装法。
安装空间钢结构用整体吊装法时，可以在场外与柱错位总拼或就地总拼，一般这种方法适用于焊接连接网架，因为要保证地面总拼易于保证几何尺寸和焊接质量的准确性。其不足是需要大型的起重设备，同时，对停机点的地耐力要求较高，并且会影响土建的施工作业。
5、整体提升法
将结构在地面整体拼装后，在结构上方设置起重设备，用吊杆把结构吊到设计位置，把这种方法称为整体提升法。
这种施工方法可以使吊装成本降低，首先因为安装大型钢结构其可以利用小机群进行安装，其次是提升设备能力较大，提升时可将防水层、屋面板、电气设备及采暖通风等全部在地面施工后，然后再提升到设计标高，这样就大大节省了施工的费用。
6、整体顶升法
在结构各支点的下面安装千斤顶，利用柱作为滑道，把结构逐步地顶升到设计位置，把这种施工的方法称为整体顶升法。整体提升法与整体顶升法类似，区别在于提升设备的位置不同，两者的作用原理相反。一个位于结构支点的下面，一个位于结构支点的上面。
7、折叠展开安装法
该方法把一个穹顶看作从径向的拱绕竖向中轴旋转一周而成。因此穹顶的立体空间作用可以分解为环向箍作用与径向拱的作用的叠加。在接近地面的高度，利用穹顶临时具有的自由度，把穹顶就可以折叠起来，然后进行安装。随后把折叠的穹顶利用气压和液压顶升等方式沿其仅有的一维自由度方向顶升到设计高度，完成穹顶的施工过程。
四、大跨度钢结构的施工质量控制
1、对桁架钢构件制作质量的控制
对于钢构件制作的胎架划线和搭设尺寸、钢构件拼装时的基准线和定位方式等进行严格检查控制。在制作焊接完成后，对钢构件结构的每一支点的三维空间位置验收结构尺寸。
2、钢结构焊接阶段的质量控制
在钢结构焊接前一定要充分了解钢结构的钢种和技术交底。同时一定要认真检查操作人员的技术资格。检查内容包括：母材及焊材种类、焊接位置、焊工合格证的有效期等。严把接头装配质量关。对坡口质量，根部间隙，对口错边量等几个关键部位进行严格把关。当发现焊接表面潮湿、有油污，或者当焊接环境不适宜，例如温度过高、遭遇雨雪、大风等恶劣天气环境时，要及时调整焊接方案，特别是焊低氢焊条时更容易出现问题，监理人员要加强对于焊接质量的检查。严格按照标准规定要求对焊接部位进行预热，以便减少焊接过程中的焊接应力，避免出现焊接裂纹。同时做好焊接的后期处理工作，在焊接完成后应及时按标准要求进行后热。对按照设计及国家规范需要进行探伤的焊缝，应对每条焊缝按比例要求进行无损探伤。探伤工作应由专业的NDT人员进行，检验后NDT人员应出具探伤报告，对发现的探伤要在报告中明确标明。同时，焊缝完成后质检人员及时按设计和相关标准要求进行外观检查和无损检验，不合格部分及时通知焊工返修。
3、钢结构安装阶段的质量控制
在钢结构安装前，施工单位要做好对产品合格证、设计文件与预拼装记录的检查工作，如果发现钢结构的变形和缺陷超出允许偏差要及时进行校正或者替换处理。这就要求施工方在开工前应编制详细的测量和矫正方案，并采取一定的工艺试验来保证可行性。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度，以便减少长时间的承重造成的下降。钢结构吊装就位后，要及时做好钢结构的安装检查工作，要组织专门人员对构件的定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量并做好标记，检查吊装对接接头，避免出现虚焊现象。 4、高强螺栓施工质量控制
高强螺栓是进行钢结构连接的主要部件，对于通过其进行连接的钢结构，首先要注意高强螺栓摩擦面的加工质量――要严格按标准要求对每吨、每种规格、每种加工工艺的高强螺栓摩擦面进行抗滑移系数试验，保证高强螺栓安装后不影响钢结构的寿命和质量。控制钢结构组架的变形率。钢构件角度偏差将严重影响构件组装时的高强螺栓穿孔率，进而影响构件之间的间隙。所以必须准备一定数量的胎架模具用来控制钢结构的变形，同时在运输时也要采取有效的固定措施来减少其变形。加强对钢结构防污染、锈蚀的保护。同时对高强螺栓包括操作顺序、安装方法、紧固顺序、初拧、终拧等步骤的安装工艺进行严格控制检查，对拧螺栓的扭力扳手应进行标定，确保各项指标都达到要求范围。
五、结束语
从实践出发对大跨度钢结构施工过程中所遇到的问题以及措施等相关知识，进行了粗略的分析和研究。综上分析，技术管理工作的主要任务是运用科学的方法，促进技术工作的开展。
参考文献：
[1]王驰.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].中国建筑金属结构，2013（10）.
[2]段艳刚.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].房地产导刊，2013（02）.
[3]李贵平.浅谈大跨度钢结构施工过程的结构分析方法[J].化学工程与装备，2010（05）.
[4]李时，汪大绥.大跨度钢结构的抗连续性倒塌设计[J].四川大学学报：工程科学版，2011，43（6）.