谈大跨度桁架钢结构施工中的关键技术问题

．第３９卷第２４期　１０６．　２　０　１　３年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨⅡＥＣ　兀ＪＲＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．２４　Ａｕｇ．　２０１３　文章编号：１００９—６８２５（２０１３）２４－０１０６－０２　谈大跨度桁架钢结构施工中的关键技术问题　刮休兀　（山西省第三建筑工程公司，山西长治０４６０１１）　摘要：对大跨度桁架结构施工中施工技术的选择、连接质量的保证、支承柱拆卸等一些关键技术问题进行了探讨，旨在提高大跨　度桁架钢结构的施工技术，从而促进建筑行业的发展。　关键词：大跨度，桁架，钢结构，技术　中图分类号：ＴＵ７５８．１１　０　引言　大跨度钢桁架结构施工是建筑物跨度超过３６　ｍ空间钢桁架　的施工方法。大跨度钢结构的成型过程是通过施工技术，如吊　装、整体（或部分）滑移、整体提升（或顶升）等施工技术从一系列　准结构逐渐安装形成最终结构的过程。大跨度钢桁架结构的施　工，尤其是空间钢桁架结构是困扰施工企业的技术难题，其中尤　以施工方案、吊装方案的制定为甚。由于结构外形、跨度、场地的　各异性，关键的施工技术很难有规范的经验可借鉴。本文着重分　析了大跨度桁架钢结构施工会共同出现的一些关键技术：施工技　术的选择、连接质量的保证（焊接或栓接等）、施工力学、后期拆除　方案、安全保证措施等。　１　施工技术的介绍与选择　根据施工现场遇到的实际问题，施工技术的合理选择至关重　要。目前大跨度钢结构的施工技术主要有：１）整体提／顶升法，提　升法是利用吊杆将构件提升至安装位置，顶升法是用千斤顶将构　件沿着垂直滑道顶到安装位置。可以不需要大型吊装设备，采用　小型力矩电机和液压千斤顶即可。２）整体吊装法，该方法是将大　型构件在地面拼装好后，吊装到指定的标高并加固。可以在场外　拼装，对于大型构件则需要注意其运输的可行性，另外必须匹配　功率足够的起重机。由于构件自身较大的重力，因此必须对吊点　个数、位置、钢丝绳的强度、吊耳强度等一一计算和校核。３）高空　散装法，该方法的优点是不需要大型的起重设备，但是需要搭建　很多的脚手架和辅助支承装置，同时高空作业时问长。主要用在　不需要大量焊接的桁架、网架的拼装场合，对装配位置精度要求　较高。４）高空滑移法，该方法需要搭建滑轨，分块／分单元由一端　滑移至另一端，最后拼装成整体构件。方法优点是节省空间和时　间，允许其他土建平行作业，不需要大型吊装设备。５）分条（分　块）安装法，将一个结构拆成许多小构件，用起重机吊至指定位置　进行拼装。如果拆分成的小构件刚度大，受力不易变形，采用此　方法是较合适的。该方法中小构件因为在地面上进行焊接、组　装，所以可以节省高空作业时间，效率高。　２连接质量　钢桁架结构的连接质量受定位精度的影响非常大。安装前，　临时支撑标高的定位或其他一些限位装置的定位都需要测量。　工程中一般采用测量放点可以保证定位精度。当构件与基础固　定时，地脚螺栓错位是安装时常见的问题。其原因主要是螺栓在　基础浇筑时没有固定牢靠或固定位置不准确。而且在混凝土初　凝前，没有去检查并校正，导致锚栓移位，造成构件局部应力集　中或者安装不上去的局面。钢架的固定一般采用普通螺栓或高　收稿日期：２０１３－０６—１７　作者简介：司保元（１９７３一），男，工程师　文献标识码：Ａ　强螺栓，使用前必须保证螺栓的合格。对于普通的螺栓，每个螺　栓的一端垫２个以上的垫片，螺母拧紧后，螺杆外露两个以上的　螺距。　当构件采用焊接时，需要注意以下问题：　１）焊接环境。在不适宜环境下的焊接会导致裂纹出现，比如　在雨雪天气中进行焊接作业。２）焊接的速度与角度。通常焊条　与焊件前进的方向的夹角为６０。一７５。。在焊件的厚度一致的情　况下，焊条与焊件的夹角应为４５。；在焊件的厚度不一致时，焊条　与较厚一边的焊件的夹角应大于与较薄焊件一边的夹角。３）焊　缝的处理。为避免温度突变产生的应力集中而导致的焊接裂缝，　应对焊接的部位进行预热，并在焊接的过程中随时进行加热。焊　接完成后还需要再进行热处理，以消除温度造成的应力，并进行　焊缝的外观检查和探伤。４）清渣。在进行下一地点的焊接作业　前，应及时清除熔渣。　３支承柱拆卸　如图１所示，在结构的拼装阶段，需要设置一些临时的支承柱。　Ｓ＋—一　图１临时支承柱　当所有构件安装完成后，临时支承柱便失去了作用，必须将　它们拆除。拆除临时支承柱后，原支承点处的支承外力（相对于　构件而言）将消失，构件受力状态发生变化，因此构件内部应力将　重新分布。拆除某一根支承柱时，该支承柱的压力会按照某种关　系卸给其余所有支承柱。因此，需要精确地计算拆除支承过程中　整个构件应力变化情况，进而寻找出最佳拆除顺序以保证构件不　发生大的变形以及施工安全。当全部的临时支承柱被拆除后，构　件即处于承受设计载荷状态。有如下原则需要在拆除过程中给　予考虑：１）拆除过程方便，安全可靠，便于施工。２）组成构件的杆　件或者临时支承柱均要工作在弹性范围内，不允许出现塑性变　形。３）拆除过程中，构件内应力是时变的，但是比较缓慢。具体　实例可见文献［１］。　４施工力学　对于现代大型和大跨度复杂钢结构，施工过程中遇到了很多　在中小型钢结构建造过程中从未遇到过的问题，如吊装过程中大　型构件的强度、稳定性等以及拆撑过程中临时结构与永久结构之　第３９卷第２４期　２　０　１　３年８月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．２４　Ａｕｇ．　２０１３　・１０７・　文章编号：１００９—６８２５（２０１３）２４－０１０７—０３　混凝土裂缝的原因分析及其控制措施　王晶晶　（苏州大学附属第二医院后勤处，江苏苏州２１５００４）　摘要：根据国内外大量调查结果，分析了由于温度变化、混凝土收缩、原材料质量等导致混凝土产生裂缝的原因，并提出了有针　对性的预防控制措施，从而解决了混凝土裂缝问题，确保了建筑物的安全稳定。　关键词：混凝土，裂缝，控制措施　中图分类号：ＴＵ７５５．６　文献标识码：Ａ　１　概述　‘　国ＧＢ　５００１０－２０１０混凝土结构设计规范规定钢筋混凝土结构不同　混凝土作为建筑材料，已被广泛应用到民用和工业建筑、水　环境下的允许裂缝宽度为０．２０　ｍｍ～０．４０　ｍｍ，美国规范规定裂　利工程及交通工程中，它是一种由砂石骨料、水泥、水以及其他外　缝宽度为０．４０　ｍｍ，欧洲规范认为对于干燥或者永久潮湿的环境，　加材料混合而形成的非均质脆性材料，是一种各组分具有不同性　裂缝控制仅保证可接受的外观；若无外观条件，０．４　ｍｍ的限值可　质的多相复合材料，其微观结构相组成之间主要的结合力是范德　以放宽。英国规范规定中等环境（永久处于水中，不接触盐）裂缝　华力，因此其抗拉强度远低于抗压强度。由于混凝土自身特性问　宽度限值取０．２５　ｍｍ。从不同的国家来看，各国的规范对混凝土　题，施工中常常会出现自身的约束、形变等，导致混凝土内部产生　构筑物的裂缝都有不同的控制范围和要求，混凝土结构出现裂缝　拉应力超过其抗拉强度，进而产生裂缝。混凝土的裂缝不仅会降　是不可避免的，但我们可以把裂缝的宽度控制在一定的范围内，　低建筑物的强度、抗渗性、抗腐蚀性，会引起钢筋的锈蚀、混凝土　保证混凝土的施工质量，确保建筑物的安全和稳定。　的碳化、降低构件的耐久性，并进一步降低建筑物的承载能力。　２混凝土裂缝的成因　但从近年来关于混凝土的研究及大量的工程实践表明，混凝　引起混凝土结构开裂的原因较复杂，主要分为两大类作用，　土结构裂缝是不可避免的，裂缝是人们可以接受的一种材料特　即外荷载作用和变形作用，国内外大量调查说明，由于变形作用　性，因此，各国设计规范均规定了混凝土结构允许的裂缝宽度，我　引起的裂缝约占８０％以上，变形作用包括：温度变化、混凝土的收　间的相互作用等。采用施工力学可以对施工过程进行预分析、预　在拆除施工时，应关注天气情况，避免在大风暴雨天气作业；　判断，进而指定合理施工方案保证施工安全。文献［２］指出时变　吊装前应仔细检查千斤顶、油表的完好性。精轧螺纹钢应旋上双　结构力学可分为三大块：快速时变结构力学；慢速时变结构力学；　螺帽，以防止螺帽松脱。横梁、扁担梁等加工件，必须严格按设计　超慢速时变结构力学。施工力学属于慢速时变力学研究领域。　图纸加工，确保焊缝质量。吊重时吊机下严禁站人，现场设专职　针对施工过程中结构几何及边界条件随时间不断变化这一特点，　安全员。　文献［３］利用有限元软件“生死”单元法进行了求解。　６结语　５安全措施　本文浅析了大跨度桁架钢结构在施工中所遇到的一些关键　１）构件拼装稳定性安全措施。　技术问题。由于其应用广泛，形态多样，发展方向宽阔，所以还有　构件拼装过程中及拼装完成后，一定要做好安全防护措施，　许多施工难点仍然需要仔细探讨。施工技术的进步亦是建筑建　根据构件的外型尺寸、受力特点、现场环境等综合分析计算，设置　造行业发展的标志。　临时支撑、缆风绳等安全防护措施。　参考文献：　２）起重安全管理措施。　［１］　郭彦林，缪友武．澳门某体育馆钢结构屋盖主桁架整体提升　起重用工索具严格按相关规范要求取用安全系数，保证其使　方案及塔架分析［Ｊ］．建筑结构学报，２００５（１）：３２－３３．　用安全。起吊物品时，扒杆与被吊物下严禁站人。拆除起吊时，　［２］　李国豪．桥梁结构稳定与振动［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，　应先提高离地面２０　ｅｍ左右进行试吊，待确认安全无误后，方可继　１９９６．　续吊装。　［３］潘多忠，魏德敏．大跨度钢结构分步施工模拟方法［Ｊ］．华南　３）拆除施工安全措施。　理工大学学报（自然科学版），２０１０，３８（９）：１０・１１．　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ－ｓｐａｎ　ｔｒｕｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ＳＩ　Ｂａｏ－ｙｕａｎ　（Ｓｈａｎｘｉ　３ｒｄ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｚｈｉ　０４６０１１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｌｏｒｅｓ　ｓｏｍｅ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ　ｔｒｕｓｓ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，　ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｇｕａｒａｎｔｅｅ　ａｎｄ　ｂｅａｒｉｎｇ　ｃｏｌｕｍｎ　ｄｅｍｏｌｉｓｈｍｅｎｔ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ，ｗｉｔｈ　ａ　ｖｉｅｗ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｕｒｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｌａｒｇｅ—ｓｐａｎ　ｔｒｕｓｓ　ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｓ　ｗｅｌ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｒａｇｅ—ｓｐａｎ，ｔｒｕＳＳ，ｓｔｅｅｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　收稿日期：２０１３－０６—０７　作者简介：王晶晶（１９６９一），女，工程师