摘 要：為解決鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架在安裝過(guò)程中面臨的技術(shù)難題和安全風(fēng)險(xiǎn)，本文以瀟河國(guó)際會(huì)展中心鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝工程為例，對(duì)桁架預(yù)起拱、屋蓋樓面拼裝、屋蓋桁架提升以及鋼絞線(xiàn)導(dǎo)向架等關(guān)鍵施工步驟進(jìn)行了深入研究。通過(guò)對(duì)施工過(guò)程中力學(xué)模擬分析和實(shí)際應(yīng)用案例的對(duì)比，揭示了現(xiàn)行施工方法中的不足之處，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施和優(yōu)化方案。本文旨在為工程技術(shù)人員提供科學(xué)合理的施工技術(shù)指導(dǎo)，以保證工程質(zhì)量和施工安全，提高施工效率。

關(guān)鍵詞：建筑工程；鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架；施工技術(shù)文章編號(hào)：2095-4085（2025）02-0001-03

0 引言

隨著現(xiàn)代建筑技術(shù)的快速發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架以其卓越的美學(xué)效果與寬敞的實(shí)用空間備受青睞。然而，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的安裝施工涉及復(fù)雜的技術(shù)難題，如重大構(gòu)件的精準(zhǔn)提升、安全穩(wěn)定的臨時(shí)支撐和精確的節(jié)點(diǎn)連接等。這些技術(shù)難題的存在，增加了工程的施工難度和安全風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)施工安全和工程質(zhì)量的保障提出了更高要求。因此，深入研究鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的安裝技術(shù)，探索更為科學(xué)合理的施工方法，對(duì)于確保工程順利進(jìn)行至關(guān)重要。本文旨在通過(guò)對(duì)項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝工程的案例分析，找出現(xiàn)有施工技術(shù)的不足，并提出切實(shí)可行的改進(jìn)措施［1］。

1 工程概況

瀟河國(guó)際會(huì)展中心位于山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)，是省重點(diǎn)項(xiàng)目。該工程展現(xiàn)了超大規(guī)模和高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建筑特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在其復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋設(shè)計(jì)上。工程的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋被劃分為四個(gè)角頂、十字交通走廊的玻璃頂以及中心的圓頂?shù)热蟛糠帧Ｆ渲?，四個(gè)角頂?shù)目缍冗_(dá)到63m，這在結(jié)構(gòu)工程中屬于非常罕見(jiàn)且技術(shù)要求極高的設(shè)計(jì)。根據(jù)《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》（中華人民共和國(guó)住建部令第37號(hào)），本工程由于采用非常規(guī)起重設(shè)備與方法，以及單件起吊重量超過(guò)100kN，加之鋼結(jié)構(gòu)安裝工程的跨度超過(guò)36m，屬于高風(fēng)險(xiǎn)分類(lèi)，必須進(jìn)行專(zhuān)家論證。這種規(guī)模的結(jié)構(gòu)不僅要求精確的工程計(jì)劃和高效的執(zhí)行能力，還需要嚴(yán)格的安全監(jiān)管措施以保障施工過(guò)程的安全。工程地處瀟河產(chǎn)業(yè)園區(qū)，周邊交通便捷，東臨真武路，西側(cè)和南側(cè)均毗鄰瀟河北路，北側(cè)為姚村規(guī)劃路。這樣的地理位置為會(huì)展中心的訪客流量和后期運(yùn)營(yíng)提供了便利條件。建筑主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部采用型鋼混凝土和鋼構(gòu)件，顯示了其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性與創(chuàng)新性?；A(chǔ)部分使用的是預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)混凝土管樁承臺(tái)，配有樁筏和防水板，確保了基礎(chǔ)的堅(jiān)固與穩(wěn)定。此外，建筑屋面的造型復(fù)雜且富有美感，結(jié)構(gòu)屋蓋頂標(biāo)高超過(guò)24m，展現(xiàn)了建筑設(shè)計(jì)的創(chuàng)意與挑戰(zhàn)。整個(gè)工程的設(shè)計(jì)與實(shí)施不僅是工程技術(shù)的展示，也是城市發(fā)展和現(xiàn)代建筑理念的體現(xiàn)，預(yù)示著瀟河國(guó)際會(huì)展中心將成為區(qū)域內(nèi)的標(biāo)志性建筑項(xiàng)目。

2 具體施工

2.1 桁架預(yù)起拱

在本工程中，鋼屋蓋是采用非對(duì)稱(chēng)多坡度下凹斜向桁架設(shè)計(jì)。由于每個(gè)桿件的位置都對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)特的三維坐標(biāo)，因此整個(gè)結(jié)構(gòu)的檁托、主次檁條等部位的定位必須嚴(yán)格依照三維坐標(biāo)進(jìn)行測(cè)量和定位。這種復(fù)雜的幾何形狀導(dǎo)致在高空操作時(shí)，嵌補(bǔ)桿件的安裝與焊接工作量特別大。在整個(gè)提升和安裝過(guò)程中，由于各部分受力可能不均勻，容易引起整體或局部結(jié)構(gòu)的變形。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，工程團(tuán)隊(duì)通過(guò)精確計(jì)算和力學(xué)分析，預(yù)先確定了可能出現(xiàn)的變形值?；谶@些數(shù)據(jù)，在深化設(shè)計(jì)階段采取了反變形起拱的措施。所謂反變形起拱，即是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工前，根據(jù)預(yù)測(cè)的變形值故意增加相反方向的拱度，以此來(lái)抵消實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的變形。這種方法不僅可以在施工過(guò)程中有效控制桁架的變形，還能保證整體結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確對(duì)位和結(jié)構(gòu)安全。通過(guò)這種預(yù)起拱的技術(shù)處理，可以大幅減少施工中因變形導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全風(fēng)險(xiǎn)，確保施工的順利進(jìn)行。此外，這一技術(shù)的應(yīng)用也提升了施工效率和質(zhì)量，為類(lèi)似復(fù)雜大型鋼結(jié)構(gòu)的安裝提供了有力的技術(shù)支撐和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)［2］。

2.2 屋蓋樓面拼裝

在鋼結(jié)構(gòu)屋蓋樓面的拼裝施工中，整個(gè)過(guò)程進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，共分為六個(gè)關(guān)鍵步驟，以此確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和精確對(duì)接。首先，拼裝胎架的設(shè)計(jì)為屋蓋桁架拼裝提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其主要采用Q235B鋼材構(gòu)成的底座、垂直支撐、托桿及斜支撐，允許通過(guò)拖桿調(diào)整桁架標(biāo)高。在A區(qū)和B區(qū)，拼裝從標(biāo)高-0.1m的樓板上中間向兩側(cè)逐步展開(kāi)，這樣的順序有助于保持結(jié)構(gòu)的平衡和對(duì)稱(chēng)，降低安裝誤差。接下來(lái)，利用全站儀精確放線(xiàn)和放置胎架支撐，完成兩榀主桁架胎架的安裝后，進(jìn)行主桁架的分片拼裝。在預(yù)拼裝后，胎架向兩側(cè)擴(kuò)展，協(xié)調(diào)各分片的對(duì)接，確保結(jié)構(gòu)整體的一致性和穩(wěn)定性。最終，采用相同方法繼續(xù)拼裝，直至整個(gè)結(jié)構(gòu)的完工，這一階段的完成標(biāo)志著屋蓋結(jié)構(gòu)安裝的圓滿(mǎn)結(jié)束。針對(duì)C區(qū)和D區(qū)的特殊要求，C區(qū)被劃分為C-1至C-5五個(gè)小分區(qū)。C-1區(qū)在12.500m樓面進(jìn)行拼裝，而C-2區(qū)則在8.300m標(biāo)高樓面拼裝，后將兩區(qū)連成整體并提升至設(shè)計(jì)位置。C-3區(qū)的拼裝在-0.100m樓面進(jìn)行，單獨(dú)提升到設(shè)計(jì)位置后，與C-1和C-2區(qū)連接并添加嵌補(bǔ)段，焊接完畢后進(jìn)行整體卸載。C-4區(qū)和C-5區(qū)則需要進(jìn)行對(duì)稱(chēng)分片吊裝。由于D區(qū)的施工流程與C區(qū)相同，這樣的對(duì)稱(chēng)操作確保了整體結(jié)構(gòu)的均衡與效率。通過(guò)這一嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆植绞┕ち鞒?，不僅保證了施工質(zhì)量和安全性，還優(yōu)化了資源配置和施工效率。屋蓋樓面的拼裝工作在保證結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固的同時(shí)，也展現(xiàn)了高度的技術(shù)精確性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。這種系統(tǒng)性的施工策略，為類(lèi)似的大型工程提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和參考模板［3］。

2.3 屋蓋桁架提升

屋蓋桁架的提升過(guò)程是鋼結(jié)構(gòu)安裝中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，涉及精密的操作和多階段的檢查以確保整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全與準(zhǔn)確性。第一步，在-0.100m樓面上拼裝A-1區(qū)屋蓋結(jié)構(gòu)。此階段完成后，安裝提升支架及提升設(shè)備，并進(jìn)行設(shè)備的調(diào)試工作。提升支架和設(shè)備的安裝要確保它們穩(wěn)固可靠，能夠支持接下來(lái)的提升操作。第二步，完成提升準(zhǔn)備工作并進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)所有設(shè)備功能正常，結(jié)構(gòu)安裝準(zhǔn)確無(wú)誤后，開(kāi)始試提升分級(jí)加載。此過(guò)程中，屋蓋桁架會(huì)脫離胎架約100mm，然后靜止放置約12h。這一步驟是為了測(cè)試結(jié)構(gòu)在實(shí)際提升過(guò)程中的穩(wěn)定性和承載能力。第三步，A-1區(qū)屋蓋桁架整體提升至設(shè)計(jì)位置。達(dá)到預(yù)定位置后，立即停止提升，并啟動(dòng)提升器的機(jī)械鎖，確保桁架安全鎖定在目標(biāo)位置。第四步，在桁架穩(wěn)定鎖定后，進(jìn)行柱頂嵌補(bǔ)桿件和邊桁架的安裝。這一步驟是為了進(jìn)一步增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體的連接強(qiáng)度。第五步，屋蓋整體卸載。完成上述步驟后，拆除提升支架、提升設(shè)備以及其它臨時(shí)結(jié)構(gòu)。這標(biāo)志著提升工作的結(jié)束，以及結(jié)構(gòu)進(jìn)入最終固定和使用階段。

關(guān)于提升支架的設(shè)計(jì)，本工程根據(jù)其位置和功能需求分為兩類(lèi)。Ⅰ類(lèi)提升支架為臨時(shí)性質(zhì)，主要設(shè)置在無(wú)結(jié)構(gòu)柱的區(qū)域，采用格構(gòu)式支撐胎架，形成門(mén)形結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)支撐穩(wěn)定性。Ⅱ類(lèi)提升支架安裝在混凝土柱頂部，由提升梁、分配梁、聯(lián)系桿和立柱組成，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保能將荷載有效傳遞至建筑的主體結(jié)構(gòu)中。通過(guò)這些精細(xì)且系統(tǒng)的步驟，屋蓋桁架的提升操作不僅安全而且精確，為建筑工程的順利完成奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.4 鋼絞線(xiàn)導(dǎo)向架

在大型鋼結(jié)構(gòu)工程中，如屋蓋桁架的提升與安裝，使用提升器來(lái)控制和管理鋼絞線(xiàn)的張力和導(dǎo)向至關(guān)重要。導(dǎo)向架的配置和安裝是確保提升過(guò)程順暢及安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其主要作用是確保在提升或下降過(guò)程中，將由于提升器頂部可能余留的鋼絞線(xiàn)過(guò)多而產(chǎn)生的影響降至最低。若余留鋼絞線(xiàn)過(guò)多，可能會(huì)干擾提升器的正常運(yùn)行，影響天錨和上錨的鎖定與釋放，甚至可能引起鋼絞線(xiàn)的纏繞或結(jié)構(gòu)損害。為了防止這些潛在問(wèn)題，導(dǎo)向架的設(shè)計(jì)和安裝需滿(mǎn)足以下要求。

（1）安裝位置。導(dǎo)向架應(yīng)安裝在提升器上方，位置高于提升器的天錨1.5～2m，以確保有足夠空間來(lái)導(dǎo)出余留的鋼絞線(xiàn)。導(dǎo)向架的位置應(yīng)偏離提升器中心5～10cm，以便調(diào)整鋼絞線(xiàn)的導(dǎo)出方向，防止其直接下墜可能導(dǎo)致的干擾或危險(xiǎn)。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。導(dǎo)向架的設(shè)計(jì)應(yīng)確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能夠承受在提升過(guò)程中可能發(fā)生的各種力的作用。導(dǎo)向架通常采用高強(qiáng)度的鋼材構(gòu)建，表面處理要能抵抗長(zhǎng)期使用中的腐蝕和磨損。

（3）附加設(shè)備。導(dǎo)向架不僅要順利導(dǎo)出鋼絞線(xiàn)，還應(yīng)考慮安裝油管、傳感器等輔助設(shè)備的空間和位置。這些設(shè)備對(duì)于監(jiān)控提升過(guò)程和確保提升器正常運(yùn)行非常重要。

（4）安裝與調(diào)試。安裝后，需對(duì)導(dǎo)向架進(jìn)行全面的測(cè)試和調(diào)試，要確保在實(shí)際提升操作中，鋼絞線(xiàn)可以順暢通過(guò)導(dǎo)向架，且不會(huì)影響提升器的功能。

通過(guò)精心設(shè)計(jì)和安裝導(dǎo)向架，可以大大減少施工中的風(fēng)險(xiǎn)，確保鋼結(jié)構(gòu)提升工作的順利進(jìn)行。此外，合理的導(dǎo)向架設(shè)計(jì)還可以提高工作效率，降低維護(hù)成本，是鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中不可或缺的一部分［4］。

2.5 確保施工正常有序開(kāi)展

為確保施工正常有序進(jìn)行，項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)采用了BIM（建筑信息模型）技術(shù)。首先，通過(guò)利用BIM技術(shù)對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行詳細(xì)建模，并與其它專(zhuān)業(yè)的模型進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)了全過(guò)程的模擬，包括各專(zhuān)業(yè)交叉施工工況。這種模擬幫助識(shí)別并解決了潛在的沖突，確保了各施工階段的順暢進(jìn)行。在施工開(kāi)始前，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)深入溝通了所有專(zhuān)業(yè)的具體要求，特別是對(duì)交叉作業(yè)節(jié)點(diǎn)及復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的交底。這樣的做法不僅提升了各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間的理解和協(xié)調(diào)，還減少了項(xiàng)目初期各專(zhuān)業(yè)間的磨合期。施工管理人員通過(guò)BIM技術(shù)的輔助，能夠提前熟悉施工細(xì)節(jié)并及時(shí)介入解決問(wèn)題，從而有效避免了施工過(guò)程中的誤差和延誤。此外，利用BIM技術(shù)的信息化管理優(yōu)勢(shì)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠?qū)崟r(shí)查閱構(gòu)件詳情，安排吊裝作業(yè)的順序和時(shí)間，確保了施工現(xiàn)場(chǎng)的有序和高效。這種技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了施工效率，也大大提升了施工安全，為項(xiàng)目的順利實(shí)施提供了有力保障［5］。

3 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝中，力學(xué)模擬分析幾何模型構(gòu)架

在瀟河國(guó)際會(huì)展中心的鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝中，進(jìn)行力學(xué)模擬分析是至關(guān)重要的步驟，可確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。針對(duì)本工程屋蓋提升支架的幾何模型構(gòu)建，主要考慮了三種不同類(lèi)型的支架，分別是Ⅰ類(lèi)支架、Ⅱ類(lèi)支架和Ⅲ類(lèi)支架，這些支架設(shè)計(jì)用于承受在網(wǎng)架安裝過(guò)程中產(chǎn)生的各種荷載。Ⅰ類(lèi)支架是一種格構(gòu)式的臨時(shí)支架，設(shè)置在樓面上。此類(lèi)支架主要承擔(dān)較大的豎向荷載，并提供必要的穩(wěn)定性來(lái)支持重型結(jié)構(gòu)件的安裝。具體來(lái)講，Ⅰ類(lèi)支架在樓面標(biāo)高-0.1m處，高度為30m，承受的豎向荷載為527KN；另一個(gè)設(shè)置在樓面標(biāo)高8.3m處，高度為16m，豎向荷載為665KN。這樣的設(shè)計(jì)可以適應(yīng)不同高度的安裝需求，并確保在整個(gè)施工過(guò)程中的安全與效率。Ⅱ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)支架則是利用現(xiàn)有的混凝土和鋼結(jié)構(gòu)柱來(lái)設(shè)置的較小支架，這些支架雖小，但也要承受相對(duì)較大的荷載。Ⅱ類(lèi)支架承受的豎向荷載為681KN，而Ⅲ類(lèi)支架的豎向荷載為377KN。這些支架通常用于維持結(jié)構(gòu)的局部穩(wěn)定性，并幫助進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整和定位。在進(jìn)行力學(xué)模擬時(shí)，這些支架的幾何模型和荷載數(shù)據(jù)被輸入到專(zhuān)用的結(jié)構(gòu)分析軟件中。通過(guò)模擬，工程師可以預(yù)測(cè)在不同加載條件下支架和整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的行為，包括應(yīng)力分布、位移和可能的失穩(wěn)情況。這一步驟對(duì)于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性、預(yù)防潛在的結(jié)構(gòu)問(wèn)題以及優(yōu)化安裝策略至關(guān)重要。通過(guò)這樣的分析，可以確保工程的施工安全，避免在實(shí)際安裝過(guò)程中出現(xiàn)不可預(yù)見(jiàn)的問(wèn)題，從而保證整個(gè)會(huì)展中心的建設(shè)質(zhì)量和安全性［6］。

4 結(jié)語(yǔ)

本文深入分析了建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的安裝技術(shù)，通過(guò)實(shí)例講解了桁架預(yù)起拱、屋蓋樓面拼裝、屋蓋桁架提升以及鋼絞線(xiàn)導(dǎo)向架的具體施工方法。在此基礎(chǔ)上，本文的力學(xué)模擬分析為工程實(shí)踐提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持，使施工過(guò)程更加精準(zhǔn)和高效。研究表明，綜合運(yùn)用現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)和力學(xué)分析工具，可以顯著提高結(jié)構(gòu)安裝的精度和安全性，減少施工過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。未來(lái)，隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的安裝方法將繼續(xù)向著更高效、更安全的方向發(fā)展，進(jìn)而為復(fù)雜大型結(jié)構(gòu)的建設(shè)提供更加可靠的施工保障。

參考文獻(xiàn)：

［1］徐桂琛.大跨度空間網(wǎng)架安裝方案比選與施工技術(shù)研究［J］.天津建設(shè)科技，2024，34（1）：73-75.

［2］陳勇.大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝施工技術(shù)實(shí)踐［J］.城市建設(shè)理論研究（電子版），2024（2）：135-137+141.

［3］王燦，彭睿，龔浪，等.大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝技術(shù)應(yīng)用［J］.四川建筑，2023，43（5）：246-248.

［4］裴龍昌.建筑工程鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架安裝施工技術(shù)分析［J］.中華建設(shè)，2023（9）：154-156.

［5］張艷平.基于公共建筑大跨度空間的鋼結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)［J］.中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2023，22（7）：4-6.

［6］熊宏武，蔡大鵬，張立朝，等.大跨度螺栓球節(jié)點(diǎn)鋼網(wǎng)架安裝施工技術(shù)［J］.城市建筑，2023，20（14）：195-197+217.