关于钢结构施工技术的探讨

摘要：本文作者对现代大跨度空间钢结构的施工技术以及施工的要点进行了分析，供同行参考借鉴。

关键词：大跨度；空间；钢结构；施工技术；探讨

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

随着经济的不断发展，世界各国对于大跨度空间钢结构建筑物的重视不断提高。大跨度钢结构施工方式在不断的发展，施工中的难度也不断的增加，对于施工质量的要求也逐渐提高，要不断的完善大跨度钢结构的施工技术，跟上现有的施工形式。在保证施工安全与质量的基础上，不断的进行创新技术的应用。

1 大跨度空间钢结构的结构特点

人们对建筑物要求的提高，高层建筑物不断增多，在很多建筑物施工中都需要大跨度空间钢结构施工技术。大跨度钢结构施工技术给很多建筑带来了改变，使得建筑物更加宏伟壮观。随着科学技术的不断发展，相关部门的重视，使得大跨度钢结构的形式日益多样化，并且变得复杂化。大跨度钢结构刚刚兴起时，只是传统的单一模式，如今的大跨度钢结构形式在传统形式的基础上，不断的创新与发展，使得结构的类型越来越新颖，更能体现现代社会的发展趋势，跟上了时代的潮流。奥运会时的水立方，采用了多面体空间钢架结构技术，此技术是在泡沫理论的基础上形成的；羽毛球馆采用的是弦支穹顶结构，在当时羽毛球馆采用的结构模式是世界跨度最大的钢结构；奥运会的鸟巢选用的钢架结构是复杂且扭曲型的。我国还有很多采用大跨度钢结构施工技术的建筑比如广州的国际会展中心等。

现代人对建筑物要求的越来越高，不断的追求极限，建筑物的跨度越来越大，并且使用的材料的等级越来越高，质量越来越好，钢板的厚度也随之增厚。几百米的跨度对于建筑物来讲，是非常普遍的，广州国际会展中心的跨度超过了一百米，国家体育场鸟巢的跨度二百六十九米，还有南京的奥体中心体育场的拱跨度超过了三百米等等，可见结构的跨度不断的增大，使得国家超限委员会的专家专门研究并提出了一个有关超限跨度的审查规定。并且这些钢材在材料的选择上，都是建筑业级别最高的材料，钢板的厚度不断的增加，有的甚至厚度超过了一百毫米。

现代的大跨度钢结构建筑很多都是对生态建筑的模仿，所以对建筑的造型要求非常高，为了满足造型的要求，使得大跨度钢结构采用各种各样的节点类型，例如锻钢节点、铸钢节点等形式。

由于大跨度钢结构在进行施工时，施工的截面以及截面的类型非常多，并且大小不一，给施工带来了很大的难度，所以在进行施工前要对施工中的有些弯曲的构件进行专门的研究，然后再进行施工。大跨度钢结构的构件在进行加工时，加工的难度非常大，由于大跨度钢结构的建筑是国家的重点建筑，对于工程的质量要求非常高，所以对于工程构件的加工上，要精细，严格按照要求的质量来做，对于构件之间的焊接要求也非常高，要进行一级的焊接。要想保证整个工程的施工质量，前提要保证构件的质量。

大跨度钢结构建筑中，是把每个部分经过焊接联系到一起的，工程的质量要求非常高，所以对于焊接技术的要求相对来讲也非常高，施工现场的焊接量非常大，且焊接的工作环境复杂，所以必须要保证焊接的精度，要采用先进的施工技术进行施工。

2 大跨度空间钢结构重点施工问题以及安装方案

大跨度空间结构施工要求的质量非常高，施工的环境相对来讲比较复杂，所以在进行施工过程中施工的技术方案的选择是非常重要的，在施工前要科学合理的对工程进行分析，然后制定出一个行之有效的施工方案，保证大跨度钢结构的安全、经济合理。目前，随着科技的不断的发展，大跨度钢结构施工方法已经不再是传统那样单一，向多元化、综合化、科技化方向发展，这就要求施工技术不断的扩大创新，不断的跟上时代的步伐，跟上施工的形式，满足未来施工方式的要求。在对施工技术进行创新与改进的时候，要着重考虑一下几方面：

在以往的施工中，考虑的非常单一，只考虑结构在使用时的受力情况，而忽略了结构在施工过程中的受力情况。然而就是忽略的这部分问题，是施工中最容易出现的问题，使得日益扩大的工程出现很多安全隐患。很多工程设计人员认为，使用时的受力情况和施工阶段的受力情况相似，所以忽略了对这一阶段的计算，事实上，施工阶段与使用阶段的受力情况有很大差别。所以在工程施工阶段要进行仿真技术的应用，可以从以下几方面进行仿真：对大型构件进行吊装过程的仿真模拟；对施工各个阶段钢结构的受力情况进行仿真模拟；对结构安装时预变形进行仿真模拟，模拟出变形的位置；结构构件的拼接模拟；卸载过程的仿真模拟。进行仿真模拟可以预算出工程中薄弱的环节以及需要重点控制的部位，在施工前就已经知道施工中应该注意问题了，可以提高工程的施工质量，更好的控制施工的全过程。

对CAD设计与CAM制造技术的重视。随着科学技术的不断更新，很多信息化技术和先进的数控设备被应用，空间结构产品需要信息化技术，设计技术，制造技术，管理技术的综合运用，提高生产效率实现制定的目标，从而提高大跨度空间钢结构产品的创新与提高。在对钢结构进行制造时，可以选择钢结构CAD设计与CAM制造技术有机的结合到一起，使结构产品设计以及生产满足工程质量的要求，提高工程的质量。

在进行大跨度空间钢结构进行施工时，要选择适合的安装方法，在安装方法选择上，要考虑到安装的经济与合理，并且要考虑到安装过程中的安全问题，只有综合这三点选择安装方法，才能使得安装达到一个平衡点。传统的施工方法有，高空散装法、分条或者是分块的方法等，但是随着现代大跨度空间钢结构的形体不断扩大，跨度不断增大，用的材料不断的更新，使得传统的安装方法不能满足现有的结构体制，所以要对安装方法进行创新，通过实际的施工，可以选择高空曲线滑移技术，网壳结构折叠展开式整体提升技术，滑架法施工技术等。在进行施工时，都是采用多种安装方式结合的方法进行施工的，保证工程施工的正常进行。

根据不同的工程特点选择不同的安装方案，举出以下技术措施辅助工程顺利进行：

验收标准编制。国内对于弦支穹顶结构没有现成的施工验收规范和标准， 为此专门编制了施工质量验收规范作为工程的检查和验收依据。

施工全过程仿真分析计算。对整个结构按不同施工阶段在各工况下进行仿真验算，明确预应力张拉方法、顺序，张拉力大小；同时分析单层网壳结构的初始缺陷对预应力张拉的影响及下部支承架对张拉的影响等， 使施工过程完全得到控制。

考虑预应力施工的二阶平台设计。预应力索与网壳的施工是一个交替过程， 且网壳安装过程的支承条件对预应力索穿索、张拉存在影响。胎架设计过程中考虑分两阶段搭设， 并且采取措施避免与环向索和径向钢拉杆相碰。

3 结束语

近几十年来，大跨度钢结构施工技术在世界各国纷纷兴起，并且得到各个国家的重视，大跨度钢结构施工技术的应用已经不单单是建筑行业的比拼了，成了各个国家的人文景观的象征。大跨度钢结构形式越来越丰富，越来越新颖，很多利用大跨度钢结构施工建成的人文景观给人们留下了深刻的印象，例如各个国家奥运会举办的场所，尤其在二零零八年中国奥运会时鸟巢与水立方的建立，利用大跨度钢结构施工技术，给人们留下了深刻的印象，在世界各国面前，展现出别具一格的中国，向世人展现出了中国特色。

参考文献：

[1] 董石麟.罗尧治.赵阳.大跨度空间钢结构的工程实践与学科发展[C]第十一届空间钢结构学术会议论文集.2008.

[2] 严慧.我国大跨度空间钢结构应用发展的主要特点[J].钢结构与建筑.2011.（4）.