楊政武

(貴州路橋集團第五分公司，貴州 貴陽 550000)

大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的技術(shù)問題

楊政武

(貴州路橋集團第五分公司，貴州 貴陽 550000)

在城市進行各種大型橋梁的修建施工時，因橋梁自身具有一定的寬度，進而使得大多數(shù)的橋梁建設(shè)均采用大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)進行施工的。采用鋼結(jié)構(gòu)相比于普通的混凝土結(jié)構(gòu)具有更好的優(yōu)勢，即對其施工過程中的若干技術(shù)問題進行了研究與探討。

大跨度；鋼結(jié)構(gòu)；技術(shù)問題

1 大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)常用的幾種施工方法

1.1 分條或分塊安裝法

此種安裝方法如下：(1)將網(wǎng)架分為條/塊狀單元；(2)使用起重機將各單元吊裝至設(shè)計位置；(3)將各單元拼裝為整體。在此方法下，無需架設(shè)地面支架，需以起重機相關(guān)參數(shù)，合理確定單元規(guī)格，保證施工作業(yè)的順利開展。

1.2 高空散裝法

此種安裝方法如下：(1)將結(jié)構(gòu)分為小單元的散件；(2)以懸挑施工、滿堂支架施工等方法，將各散件拼裝為整體。對于高空散裝法，其主要適用于空心球節(jié)點、螺栓球節(jié)點等含節(jié)點較多的非焊接連接的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

1.3 整體吊裝法

對于整體吊裝法，其主要是指將結(jié)構(gòu)在地面先拼接成整體，然后再利用起重設(shè)備將其吊裝到設(shè)計標高并進行固定的方法。因整體吊裝法是在地面進行焊接接連工作的，焊接質(zhì)量相對較高，同時還可較好的掌握結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，基于此，其較為適用于通過焊接連接的網(wǎng)架。

1.4 高空滑移法

高空滑移法可劃分為兩種：

一是單條滑移，即：逐條滑移、逐條連接，具體操作過程如下：(1)將結(jié)構(gòu)劃分為條狀單元；(2)分條滑移至高空設(shè)計位置；(3)逐條拼裝成整體。

二是逐條累計滑移，即：分段式連接、滑移，具體操作過程如下：(1)將結(jié)構(gòu)劃分為條狀單元；(2)將第一條單位滑移至一定距離后(可拼裝第二條單元)，再將第二條單元滑移與第一條單元拼裝，完成拼裝后將前兩條單元作為一個整體繼續(xù)滑移至一定距離(可拼裝第三條單元)，滑移、拼裝第三條單元。(3)以此類推，直至完成拼裝工作。

1.5 折疊展開安裝法

對于折疊展開安裝法，其主要適用于由桿件構(gòu)成的網(wǎng)殼狀鋼結(jié)構(gòu)，同時還可分解此類鋼結(jié)構(gòu)空間立體作用。對于此種施工方法的基本思路，主要是在將整體結(jié)構(gòu)中的局部的、少量的構(gòu)件抽掉，并將其分為若干個區(qū)域，然后利用可活動的節(jié)點將各區(qū)域連接成一個整體。通過此種施工方法形成的鋼結(jié)構(gòu)可以進行折疊，能夠為在靠近地面高度進行桿件連接、設(shè)備安裝與局部裝修等操作提供便利，之后再展開結(jié)構(gòu)，并通過液壓千斤頂?shù)仍O(shè)備將結(jié)構(gòu)頂升到設(shè)計位置，最后再將缺少的桿件補齊，從而使其成為一個穩(wěn)定的整體。

2 大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的一些力學問題

對于高空焊接作業(yè)，其不僅存在一定的危險性，且操作也較高，施工效率也較為低下。基于此，可以空間框架、整榀平面作為吊裝的單元，確保在地面或是近地面處完成絕大部分的焊接、拼裝工作，確保施工質(zhì)量與安全。此種作業(yè)方法也存在一定的缺陷，大跨度桁架結(jié)構(gòu)施工時，吊點選擇、桁架吊裝穩(wěn)定是需要重點關(guān)注的問題。下文主要就吊裝工序中平面桁架以及空間桁架的平穩(wěn)性問題展開了具體論述：

(1)選擇吊點的原則。

大跨度平面、空間桁架結(jié)構(gòu)吊裝中，科學選擇吊點的位置、數(shù)量十分關(guān)鍵，以簡單的直線型支架為例，在吊裝時不僅需要保證位置準確、拼裝順利，更要保證起吊平穩(wěn)，較小兩端的相對形變，對此吊點的合理分布極為重要。當?shù)觞c靠近梁的兩端時，梁體中間的力矩大于兩端的力矩，中間部位凹陷，兩端翹起；當?shù)觞c接近梁的中心部位時，兩端的力矩超過中間的力矩，兩端向下彎曲，中間翹起。因此，應(yīng)該選取合適的吊點，使中間和兩端的力矩達到平衡，使整個簡支梁盡量保持平直。這個吊點的位置可以通過公式導出

(2)平面外失穩(wěn)問題分析。

在進行吊裝施工時，要保證吊件平面內(nèi)、外均穩(wěn)定：一是平面內(nèi)穩(wěn)定，主要是指單個構(gòu)件不會發(fā)生不平穩(wěn)的現(xiàn)象，且強度也不會遭受破壞；二是平面外穩(wěn)定，主要指的是框架整體穩(wěn)定性，影響因素包括吊點位置、數(shù)量等，掉點越多、穩(wěn)定性越強。片狀桁架平面外發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象的引發(fā)因素眾多，在確定吊裝方案時，需做好計算工作，加強模擬分析，確保吊裝的科學性、可行性。

3 臨時支承柱設(shè)置問題分析

一般情況下，在所有大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工中，臨時支撐柱的設(shè)置是必然會遇到的問題，且其不僅改善了結(jié)構(gòu)的受力性能，還改變了結(jié)構(gòu)的設(shè)計受力狀態(tài)，進而導致臨時支承點以及其附近區(qū)域的內(nèi)力增大，最終導致安裝過程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。在不加臨時支承柱的情況下，其拱腳在水平方向上對外施加一個較強的推力，在垂直方向上承受桁架的全部重力，當設(shè)置臨時支承柱后，拱腳對外的推力及承受的重力大大減弱，但支撐點附近的構(gòu)件受到較強的反作用力。目前主要有單柱支撐、聯(lián)體支撐、網(wǎng)架支撐三種不同的臨時支撐方案，在實際施工中，需要根據(jù)剛體結(jié)構(gòu)、支撐高度、支撐點數(shù)量、支承柱載荷等選擇合適的支承方式。

4 拆撐問題分析

在完成了安裝工序之后，需將臨時支撐柱拆除。拆撐工作是一個逐步開展的過程，通過體系內(nèi)力相互作用，重新分布結(jié)構(gòu)內(nèi)力，確保拆撐工作完畢后，鋼結(jié)構(gòu)受力達到設(shè)計要求。拆撐工作要點具體如下：(1)拆撐應(yīng)是循序漸進的，保證體系內(nèi)力變化緩慢進行；(2)做好受力桿件彈性允許值內(nèi)的微調(diào)整，適應(yīng)內(nèi)力變化，避免局部受力過大導致永久性形變、損壞；(3)重視拆撐安全問題，確保拆撐方法可行、易控，鋼結(jié)構(gòu)受力符合設(shè)計要求。拆撐是鋼結(jié)構(gòu)安裝施工的最后一步、也是最關(guān)鍵的一步，做好拆撐方可確保整個結(jié)構(gòu)受力合理、可靠，建造出一個安全、優(yōu)質(zhì)的建筑物。

5 結(jié) 語

現(xiàn)階段，大跨度鋼結(jié)構(gòu)各種公共建筑中應(yīng)用十分廣泛，相應(yīng)的大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)不斷成熟，新材料、新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，進一步提高了建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與可靠性。但是，目前我國大跨度鋼結(jié)構(gòu)實際施工中，依舊存在不少技術(shù)問題，進而為施工造成一定的困擾?；诖?，必須要對大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的技術(shù)問題進行深入的研究，進而全面提高工程施工質(zhì)量與水平，促進建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

[1] 田黎敏，郝際平，鄭江，等.大跨度復雜鋼結(jié)構(gòu)施工力學模擬的研究與應(yīng)用[J].西安建筑科技大學學報：自然科學版，2012，(44)：324-330.

[2] 陳丹生.基于大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究[J].新材料新裝飾，2014，(8)：67-69.

[3] 劉愛花.論大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工之若干問題[J].四川建材，2011，(37)：208-209.

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1008-3383(2017)11-0114-02

2017-05-16

楊政武(1975-)，男，貴州銅仁人，高級工程師，研究方向：公路橋梁隧道施工技術(shù)與管理。