大跨度复杂钢结构施工技术论文

【摘要】通过本文，希望这些技术能够为中国的钢铁建筑行业的生产力水平，将有助于提高，从而使我们的空间跨度钢结构施工技术进入到世界先进水平。

随着建筑理念的不断更新，也出现了许多新建筑，特别是机场大楼、会展中心、体育馆等大型公共建筑都会采用跨度比较大、复杂空间钢结构当做建筑体系。建筑的审美需求和功能的多样化，导致了施工工艺的变化，这意味着不能只停留在一个简单的更新建设上，还需要钢结构提升到新的制造技术，比如滑移曲线、非对称整体等增加了新的施工技术。计算机辅助技术，在如今的工程实践中，会经常被使用到动态控制结构之中，从而促进建筑行业从传统的施工方法，向跨行业、机械化、高科技领域前进。因此，施工企业在激烈的市场竞争中如果想要站稳脚跟，就需要根据项目的需要不断尝试新的技术和创新。

一、整体滑移施工技术

大跨度钢结构施工过程中，最关键的问题是在空间结构形成整体之前的稳定问题，滑移施工技术解决了这个问题滑移控制同步过程是使用牵引装置，将被划分成多个稳定的车身结构沿着目标轨道运行，由设计位置水平移动到装配位置的施工技术。这个过程的优点是：能够解决起重设备很多辐射吊装安装结构解决不了的问题，节省施工现场起重设备的要求低。缺点是：结构平面刚度要求高，需要铺设轨道，牵引困难时，多点同步控制难度很大。

为了防止在提升的过程中，由于吊点强度和稳定性对析架产生影响，需要进行不同步检测。提高系统设置一个标准提升点、系统的动态采样，另外，增强位移值，以确保差异在15mm之内。千斤顶只能给结构提供向上的力量，只能提供单向垂直约束，所以计算结果的合理性，需要进行严格的测试。各个提升点的位移差出现增强的应力状态的时候，结构将发生变化，因此需要计算位移差时可能会发生结构的受力状况，确保提升析架过程中安全、可靠。提升点有几十个之多，有多种位移不同步的工作状况，需要选择更危险的情况。提升点的位移差会造成位移构件内力变得更大一些，计算位移差析架体系能够在各种位移差工作条件下，对杆件内力进行稳定性的分析，能够确保提升过程中，只要严格控制提升点和标准点Lpl2之间的差不超过15mm，那么该结构是安全的在实际的提升过程中，由于提升点与标准点之间的位移差在允许范围内，析架体系没有杆件发生局部失稳。

二、柔性结构的成型问题及分析

索育顶结构是典型的空间张拉结构体系，成型工程的施工技术和计算方法是在施工过程中存在的主要问题。索弯顶结构包括脊索、斜索、环索、支柱拉伸钢圈和外压钢圈梁等构件。文献上的索穹顶结构的形成过程进行了详细的理论分析，通过不同的顺序和不同的方法施加预应力，使得结构逐步形成。总体而言，施工索穹顶结构也就是存在两种顺序和方法：第一，首一先将巾央朽架或中间拉力环提升一至设计位置并用临时施工塔架支承，然后对其中间结构部分进行定位，然后一个一个从外圈开始向内拉紧斜拉桥。第二，需要先固定脊

索、坡道和外部电缆的连接，然后再一个一个从外侧倾斜向内拉紧电缆、起重桅杆，并最终提高内拉环。但是由于技术保密的原因，外国文献中提到的施土方法只是简单的介绍，近年来国内一些学者已经进行研究这方面的工作，并取得了一定的成绩，为索弯顶在中国的应用奠足了理论依据

三、复杂空间钢结构施工过程的动态结构计算机控制

计算机控制是近年来计算机技术的动态结构，建设一个新的技术领域，是对于施工来说是非常有效的。通过各种不利因素的分析和计算，可以有效的进行方案可行性分析、优化施工方案、确保施工质量、安全和利一学的程序，验证负面因素对结构的影响范围是否合理，从而，提出合理的控制方法，将有助于指导施工的全过程。具体项目的应用如＼呀：广州机场4300 t钢屋顶吊点非对称动态结构中，通过计算机控制的整体提升过程；广州新白云机场航站楼钢屋盖滑移曲线分析和控制；钢棒拉杆组合结构目标位移控制结构预拱。

四、施工过程跟踪模拟计算及分析

在施工过程之中，为了能够保证大跨度和超大跨度结构在施工过程中能够安全有效的进行，施工队伍往往需要在施工的过程中进行跟踪模拟计算，从而能够确定结构或构件的条件能够满足强度、刚度和稳定性的具体要求。对于大跨度结构的建设而言，它的工程项目是一个持续时间较长的过程，在一个持续的施工过程中，我们不敢保证每一个阶段的结构或构件内力和位移都是固定不变的因此必须跟踪计算，以便采取有效的措施，以防止或变更加工尺寸精确运动场安

装程序和安装过程控制，就是根据全过程跟踪模拟计算来进行仿真结果的确定。

五、滑轮力学问题及分析

结构或构件在吊装过程中往往配置多个滑轮，一是能够调整其作用提升力结构，二是方便调整结构或构件在空中的姿势和位置，以支持相邻组件和连接的精确性。从原来的结构、绳子和滑轮，形成新的结构是独一无二的，它的力和位移计算极其复杂，并要求刚体力学中应用和关节的弹性解决方案。为了解决结构中以满足现场配置和内力分布的平衡条件下，可以在两端添加一个水平析架杆，对其进行有限元分析。结构达到平衡配置的条件是经过反复的迭代，使得水平连杆的内力为零。为了便于讨论，笔者对这一类的问题被称为滑轮机械问题。

六、高空无支托拼装施工技术

高空无支托拼装施工技术，其建设原则是：将结构系统分段，选择.吊装顺序，使施工过程中不用塔设支撑平台，利用单元组件的刚性结构形成一个稳定的单元本身，最后形成一个整体结构。某会展中心是目前国内规模最大的双悬臂式空间析架结构屋顶，悬臂长度从北到南35米，东21米，双向悬臂。双向屋顶外挑结构封顶，单榀质量80 t，施工阶段析架偏转难以控制。空间析架系统，使用单棍吊装时，施工阶段的负载和最终使用负荷的差距比较大使用高空无支托拼装施工技术，通过扩大稳定的结构单元组装，并最终形成一个整体结构。厦门国际会展中心的悬臂式结构，正是利用这一计划进行建设的，充

分的利用结构本身的优势，降低建设投资，为下部空间创建了一个工作表面，加快施工进度高空无支托拼装施工技术已经成为一个重要空间结构悬臂施工技术的创新。

七、总结

本文在介绍了一系列大跨度钢结构施工技术的基础上从一些复杂的空间的角度来看近期大跨度钢结构工程，包括两个方面：1）从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。希望这些技术能够为中国的钢铁建筑行业的生产力水平，将有助于提高，从而使我们的空间跨度钢结构施工技术进入到世界先进水平。

参考文献：

[1]郭彦林 广州新白云国际机场航站楼钢结构整体曲线滑移施工技术，[J]，建筑结构学报，2009。

[2]周观根 厦门西站屋面钢结构施工关键技术，[J]，施工技术，2010。

[3]郭彦林 复杂钢结构施工力学问题的研究与应用，[J]，施工技术，2009。