大跨度建筑如何进行钢结构的安装

【摘要】大跨度建筑有网架结构、悬索及索衍架结构、网壳结构等三种结构。本文论述了网架结构。悬索及索衍结构、网壳结构的大跨度建筑如何进行钢结构的安装。

【关键词】大跨度建筑；网架结构；悬索衍架结构；网壳结构

大跨度建筑通常是那些跨度在30米以上的建筑物，一般常见于影剧院、体育场馆、展览馆、大会堂、航空港以及其他大型公共建筑以及其他的飞机装配厂、 车间库、飞机库和其他大跨度厂房建筑。一般来说，大跨度建筑的结构主要有着以下几种：

1 网架结构

在生活中，具有着网架结构的建筑物一般就是体育馆、展览馆、影院、饭堂等。它们都有着屋盖结构，具有工业程度化高、自重比较轻轻、稳定性好、外形美观等优良的特点。

从大体上来说，网架的钢结构有着焊接球节点、螺栓球节点与钢板节点这三种节点方式。网架结构建筑物的基本单元一般是三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等等，平面形状的三边形、四边形、六边形、圆形或其他任何形体都是有这些基本单位组建的。

2 悬索及索桁架结构

这种结构的特点是要以一系列拉索为主要承重的构件，这些拉索按一定的规则组建成不同的各种形式，并且悬挂于相应的支撑结构上，使建筑物的材料强度在受拉情况下能得到充分发挥的结构形式。这类建筑物外形美观、设计施工技术比较复杂，一般常见于大跨度的屋顶。

3 网壳结构

同第一种网架结构差不多，这类结构的网壳也是由许多杆件按一定规律组建，通过节点连接成空间杆系的结构。不同的是，网架结构网架的外形是呈平板状，而网壳结外形则呈曲面状。

这类结构一般来说为单层或者双层，按其外形来分，有单曲面或者双曲面构成的网状穹顶、网状筒壳，以及双曲抛物面网壳等等多种多样的形式。

这类网壳结构有着外形美观、通透感好，建筑空间大、用材省，设计施工较复杂等优良的特点，一般来说比较受欢迎。

结合大跨度建筑的这些特点，在大跨度建筑的钢结构安装时，也要因地制宜，用不同的方法来安装。

3.1 对大跨度空间网架建筑物钢结构的安装

在对大跨度空间网架建筑物钢结构的安装时，一般使用整体吊装方法。因为它吊装时可以在高空平移以及旋转就位，所以适合于各种类型网架结构建筑物的安装。而在整体吊装上则分为两种方法：

起重机吊装

第一种就是起重机吊装。当人们使用起重机起吊的时候，如果机器性能适合结构吊装的条件，而场地的施工条件也适合起重机的需要时，网架可拼装在结构跨内，也可以在结构的跨外。当使用三台起重机时候，建筑的网架结构以及现场施工条件允许另一台起重机可在高空接吊时候，网架也可构建在跨外。但使用多台起重机时，网架应该在结构的跨内。另外，拼装就位网架的轴线与就位的轴线距离应按各台起重机的性能确定。

在起重吊装时，设计单位应详细验算起重机的起重高度等数据。并且道路是起重机能安全吊装的基础，并且起重机要在确保安全的情况下才能进行正式起吊。

拔杆吊装

当整体吊装大中型网架是用单根或多根拔杆时，建筑的网架就要装在结构跨度内。同时，吊装的方法技术由吊装设备能力等诸多因素来决定。

当用单根拔杆整体吊装网架时，要进行试吊。整体起吊时在正式起吊前，在网架四角上分别挂上一把长钢尺，钢尺控制四角的高差不超过100mm的量具。当网架提升越过柱顶安装标高0.5m时，应停止提升。然后靠调整揽风滑轮组和溜绳配合，将网架横移到柱顶或围柱内，再每次下降0.5m或每次下降100mm进行降差调整，直至将网架就位到柱顶设计位置。在网架就位各支座总有偏差，可用千斤顶调整，然后进行支座固定。如果有上翘现象，为保证设计要求，可用手拉葫芦进行拉压，由拉力计控制设计拉力，量出实际空隙尺寸，用钢板一次填垫进行施焊固定或拧紧支座螺栓固定。在拔杆拆除时候，用“依附式拔杆”进行逐节拆除，最后补装因独脚拔杆位置预留的未组装的杆件和该处檩条等杆件。

当采用多根拔杆整天吊装网架时，要把支承网架的柱子安装好，接着将网架就地错位拼装成整体，然后将网架整体提升安装在设计位置上。网架提升安装分先是整体提升，然后空中移位，最后是落位固定。在制定网架就位总拼方案的时候，网架的任何部位与支承柱或拔杆的净距不应小于100mm；当支承柱上设有凸出构造，需采取措施以防止网架在起升过程中被凸出物卡住；在由于网架错位需要，对个别杆件暂不组装时，这时就要设计单位的同意。

3.2 大跨度建筑悬索及索桁架钢结构安装

在进行第二种大跨度建筑悬索及索桁架刚结构安装时。一般是无法使用塔式起重机，这时要进行吊装方法的选用，先是选桁架，然后是选屋面门式钢架。并且要选用汽车吊进行桁架和屋面钢架的吊装，并配备一台汽车吊进行地面构件的倒运和辅助拼装。 根据构件屋架的外形尺寸，打折拼装胎膜的尺寸，用工字钢和枕木作为基座。

在主桁架吊装的时候，要采用分段吊装、设临时支撑、空中对接的方法。等每个区域的主桁架安装完成之后，并测量校正合格后，再安装主桁架之间的次桁 架。当所有次桁架安装完成后，并测量校正到位后再进行其他构件（支撑及小梁）的安装。在焊接上则要求同一梁的两端的不得同时焊接，等一端焊接完毕后，且冷却后，方可进行另一端的焊接。焊后消除应力处理上采用锤击法消除中间层应 力，使用圆头手锤，不得对根部焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。

3.3 大跨度网壳钢结构建筑的安装

跨度网壳结构的建筑物比较华丽精美，在很多公共场合的建筑物都采用。归纳起来，这种建筑物的施工安装方法有几种：

3.3.1 高空散装法。特点是散件比较多、而且发生在高空作业中。施工时要特别注意节点和杆件的空间定位及焊接节点的焊缝质量。实际施工中一般都采用满堂脚手架作为安装和操作平台来组装。

3.3.2 高空分块安装法。施工时采用少量立承架，把在地面上已组装好的小块网壳吊装到设计标高就位，然后与相邻的小块网壳连接成整体。

3.3.3 高空滑移法。施工时可以在地面上组装成条状的网壳，吊装后在高空滑移就位并连成整体。也可在网壳一端高空组装一段网壳，滑移后让出该段网壳的组装 平台，便可组装第二段网壳并与第一段网壳连成整体，再高空滑移一段距离，再组装一段网壳，如此重复，直至组装最后一段网壳，即完成整个网壳的安装工作。这 种网壳的施工安装方法称为高空积累滑移法。

3.3.4 整体吊装法。施工时网壳在地面上组装，然后采用把杆或其它起重设备体吊装就位。如汾阳网架公司铸造车间双曲扁网壳是采用这种安装方法施工的。

3.3.5 整体提升法。施工时网壳在地面上组装，然后采用升板机或其它提升设备把整个网壳提升到设计标高就位。

参考文献：

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[2]钱若军，杨联萍.张力结构的分析・设计・施工[M].南京：中南大学 出版社，2003.

[3]张其林.索和膜结构[M].上海：同济大学出版社，2002.