浅议大跨度空间钢结构施工

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1、浅议大跨度空间钢结构施工　　摘要：详细介绍了大跨度空间钢结构的特点、常用施工工艺与国内外最新研究成果，对大跨度空间钢结构施工的研究现状进行分析总结，指出现阶段这一研究领域存在的主要问题和发展方向，供相关研究人员参考借鉴。关键字：大跨度空间钢结构；施工工艺；存在问题中图分类号：U215.14文献标识码：A1.引言大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一。大跨度空间结构在荷载作用下表现为三维受力特性的结构，其常见形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等。大跨度空间钢结构按整体刚度差异可分为刚性空间钢结构、柔性空

2、间钢结构及混合空间钢结构。刚性空间钢结构主要有空间网格结构（包括平板型网架、曲面网壳、网格梁）、拱型结构和表皮应力结构；柔性空间钢结构包括悬索结构、全张力结构（索穹顶结构）和薄膜结构；混合空间钢结构则是上述两种结构的组合结构体系。2.大跨度空间钢结构的施工方法7确定大跨度空间钢结构的施工方案时应充分考虑结构在各施工阶段的力学特性及其构造特点；在确保施工质量、结构安全的前提下，综合考虑施工进度和经济效益并根据现有施工技术条件和设备资源配备情况选取合适的施工措施。现阶段大跨度空间钢结构的常用施工方法主要有高空散装法、分条分块吊装法、整体吊装法及

3、整体顶升法、滑移法。近年来，国内外工程技术人员通过大量的技术创新和工程实践，提出了一些新型施工方法，例如“折叠展开式”整体提升法、Pantadome法和高空曲线滑移法等。2.1.高空散装法高空散装法主要是将单一杆件连同节点直接安装到设计位置，广泛应用于螺栓球节点网架和网壳结构中，按照支撑形式可分为局部点撑悬挑法、分片滑动支撑法和满堂红支架支撑法。目前高空散装法施工过程中需注意以下几个关键技术问题：（1）合理安排拼装顺序，减少累计误差以控制拼装精度；（2）在拼装过程中应进行误差调整，确保拼装后的结构质量；（3）严格验算支撑的强度、刚度、稳定性

4、和最大沉降量，应特别注意对分片滑动的支撑系统平面外刚度的计算；（4）杆件拧紧扭矩应达到设计要求，且在后期的涂装过程中要控制节点的漆膜厚度以防结构成形后水蒸气进入而锈蚀节点。72.2.分条分块吊装法分条分块吊装法是当今大跨度空间钢结构安装的常用方法。分条分块的划分应首先根据现场条件确定吊机形式、位置与走行路径，然后基于吊机的吊装能力对整体结构进行吊装单元的划分，再根据划分后的吊装单元确定支撑位置。由于大部分的焊接和拼装工作均在地面进行，减少了临时支撑的数量，降低了施工面的布置难度，拼接质量可以得到有效保证。2.3.整体吊装法整体吊装法是现代吊

5、装技术发展的产物，可以最大限度地减少空中拼装和焊接工作，提高了结构安装效率和安装质量。整体吊装施工可以采用一台或多台吊机同时进行，在场地平整、吊机走行路线顺畅的条件下还可以采用空中移位技术，大大降低了对下部结构施工的影响，具有较高的综合效益。整体吊装施工中提升设备的布置应遵循以下两个基本原则：一是网架在吊装时的受力应尽可能接近结构成型后的受力；二是每台吊装设备所承受的荷载应该近似相等，并严格控制升降差以实现协同工作。2.4.整体提升法7与整体吊装法相类似，整体提升法也是将钢结构在地面拼装，但整体提升法需要将地面拼装构件置于安装位置的垂直投影

6、位置，且可以用小型设备安装大型网架。整体提升法特别适用于周边支撑和点支撑网架。按照提升单元的不同又可以分为单独提升法、升梁提网法、升网提模法和滑模提升法等。2.5.整体顶升法整体顶升法主要是利用结构柱作为上升滑道，将千斤顶安装在结构各支点的下面，逐步地把结构顶升到设计位置[1]，特别适用于采用双肢或四肢格构柱的结构。整体顶升法与整体提升法相类似，区别在于提升设备位置的不同，前者的动力设备位于结构支点的下面，后者则位于结构上面，两者的作用原理相反。采用整体顶升法施工时需要注意以下几点：一是整体顶升法需要有固定的导向装置，导向装置的设置要保证相

7、互平行；二是应特别关注顶升过程中的同步控制。2.6.“折叠展开式”整体提升（顶升）法7从结构设计方面看，超静定几何不变体系的力学性能最为稳定，是工程设计人员的首选；而从结构施工的角度看，几何可变体系具有一定的可运动机构，便于施工。折叠展开施工技术就是综合考虑以上两方面因素形成的一种新型施工方法，主要通过拆除部分杆件，使原本超静定的结构在施工过程中变成几何可变体系，在地面上形成了一个可折叠体系，通过大量的地面拼装，利用临时铰接点，然后将临时折叠的网壳提升到设计位置，之后补缺未安装的构件使结构变成超静定结构[2]。“折叠展开式”施工过程控制分析

8、涉及到机构运动学、机构运动与弹性变形偶合的强非线性计算、瞬态动力响应、同步的控制与分析等多个方面[3]。3.大跨度空间钢结构施工的研究现状及存在问题3.1.研究现状近年来，我国大