王重群

摘要：近30年的時間，大跨度空間鋼結構在美國、歐洲、澳大利亞、日本等發(fā)達國家得到了快速的發(fā)展，它的跨度、規(guī)模變得越來越大，新的材料、技術的應用更為廣泛，結構形式變得更加豐富。我國大跨度空間結構基礎相對薄弱，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展和實力水平的提高，近年來的發(fā)展相對迅速。2008年的奧運場館建設為大跨度空間鋼結構的發(fā)展帶來新的契機，涌現(xiàn)了一批結構新穎、技術水準較高的建筑，同時，也給中國的建筑業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。

關鍵詞：大跨度 空間 鋼結構 施工技術

中圖分類號：TU392文獻標識碼：A

一、分析大跨度空間鋼結構的特點

現(xiàn)階段，我國大跨度空間鋼結構的基礎相對較弱，但其發(fā)展速度和應用規(guī)模達到了新的高度，這反映了我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。大跨度空間鋼結構的特點主要包括以下幾個方面。

1、節(jié)點形式更為復雜

在現(xiàn)階段，大跨度空間鋼結構的一個特點就是節(jié)點形式變得更加復雜。節(jié)點形式不但有鑄鋼節(jié)點，而且有球鉸節(jié)點、鍛鋼節(jié)點等各種形式的節(jié)點。

2、結構形式多樣化和復雜化

大跨度空間鋼結構發(fā)展初期，結構比較簡單，但經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展對大跨度空間鋼結構提出了新的要求。大跨度空間鋼結構變得更加復雜，新的組合、形式不斷出現(xiàn)，使得大跨度空間鋼結構的發(fā)展更加活躍。鳥巢體育館采用的結構是扭曲空間析架結構，這種結構較為復雜，從另一個側面反映了大跨度空間鋼結構的發(fā)展狀態(tài)，它的形式和結構趨于復雜。

3、構件加工的難度加大，加工精度的要求提高

國家級或城市的標志性建筑這些重大工程對精度要求一般較高，它不僅要求精度較高的構件，還要求十分嚴格的焊接技術，這在某種程度上使得大跨度空間結構的施工對質量提出了更加嚴格的控制。

4、鋼材等級變高，鋼板厚度加厚，結構跨度變大

現(xiàn)代大型建筑規(guī)模和跨度變得越來越大，從幾十米跨度到上百米甚至幾百米的跨度，發(fā)展異常迅猛。此外，鋼材的等級也在不斷增加，鋼板的厚度加厚，據(jù)相關數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，某些建筑采用的鋼板厚度超過了120mm，而且還有不斷增加的趨勢。

5、構件數(shù)量、截面類型多，設計難度變大

現(xiàn)代房屋的構件數(shù)量不斷增加，從幾百個、上千個到現(xiàn)在的幾萬個。這些構件的橫截面積并不完全相同，在尺寸和長度上有所差異，給房屋的施工帶來不便。

6、大量應用現(xiàn)代預應力技術

預應力技術有助于提高構件的剛度，使其更加持久、耐用，這一技術在弦支彎頂結構有所應用。以北京工業(yè)大學體育館為例，它是奧運會的羽毛球館，采用的就是應用了預應力技術的弦支彎頂結構。

7、加大現(xiàn)場焊接工作量和施工技術難度

采用大跨度空間鋼結構構件數(shù)量的建筑工程在不斷增加，這些工程提高了對精度的要求，這也使得焊接工作的工作量增加，施工難度加大，要采用先進的管理、技術，才能保證施工的質量。

二、大跨度空間鋼結構房屋施工中應該注意的技術問題

在大型的空間鋼結構建造過程中，施工技術是非常關鍵的。制定合理的施工方案、科學的分析施工過程，才能保證房屋結構的安全和經(jīng)濟?，F(xiàn)階段，一些大型空間鋼結構的施工，突破了傳統(tǒng)的施工方法，向高科技領域不斷邁進，使傳統(tǒng)的施工技術面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。科研、設計和施工單位應該共同合作，創(chuàng)造出更加科學、合理的施工技術。在研究、開發(fā)和創(chuàng)造過程中，應注意以下幾個方面。

1、使用施工監(jiān)測分系統(tǒng)

要分析施工過程中影響目標實現(xiàn)的因素，需要使用施工監(jiān)測分系統(tǒng)進行檢測。使用該系統(tǒng)可以監(jiān)測施工過程中的相應參數(shù)，包括誤差參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)和結構設計等，確保工程在合理的范圍內。

施工監(jiān)測不僅能對工程施工進行控制，而且能夠確保在施工過程中結構的安全和標準。施工監(jiān)測主要的工作是通過儀器儀表，測量構件的幾何尺寸，材料的容重、彈性的模量，環(huán)境溫度，以及施工階段的變形、位移和應力等。施工監(jiān)測的監(jiān)測內容主要包括變形監(jiān)測、應力監(jiān)測。變形監(jiān)測多采用測距儀、水準儀、全站儀、光電圖像式撓度儀等，以對鋼結構的關鍵節(jié)點進行監(jiān)測。同時，對溫度進行監(jiān)測時，要注意應在構件或結構溫度趨于穩(wěn)定后方可進行，以免使結果產生的誤差較大。應力監(jiān)測采用電阻傳感器和鋼弦式傳感器，電阻傳感器使用不便、持久性差，只適用于較短時間的荷載增量應力測試。對于現(xiàn)場情況相對復雜、持續(xù)時間較長的監(jiān)測，鋼弦式傳感器比較適合。

2、安裝施工仿真技術

近些年來，大跨度空間鋼結構施工的關鍵問題主要是仿真技術的應用。仿真技術可以模擬整個施工過程，了解施工過程的要點如構件受力情況，能夠對施工中安全問題進行預測。在仿真工作中，需要把施工環(huán)節(jié)的安全因素考慮在內，以確保施工過程的順利進行。采用仿真技術主要是仿真五個方面：第一是仿真大型構件的吊裝過程；第二是仿真施工各個環(huán)節(jié)的具體工況；第三是仿真構件的預變形情況；第四是仿真構件的拼裝過程；第五是仿真施工完成后相關部件的拆卸。在仿真技術應用過程中，對一些問題和施工過程中不太確定的環(huán)節(jié)要仔細分析，以便能夠保證施工的準確度和安全性。

3、合理選用安裝方法

構件的安裝有很多方法可供選擇，對于這些方法要仔細分析，有些可能適用，也可能只有某一個方法適用，這就需要工作人員做出準確的判斷。在施工過程中只有對施工對象進行合理、科學的評估，才能夠選取恰當?shù)姆椒ā３Ｒ姷氖┕し椒ㄓ懈呖丈⒀b法、高空滑移法、分條或分塊安裝法、整體提升法、整體吊裝法、整體頂升法等六種，相對復雜的施工可以將兩種或多種方法結合起來進行施工，必要的時候進行相應的創(chuàng)新，采用高空曲線滑移技術、網(wǎng)殼結構折疊展開式整體提升技術、滑架法施工技術和其它相關的技術，都可以使整個施工過程更加順利的進行。

4、關于CAD設計和CAM制造技術的問題

CAD設計和CAM制造技術的采用，在很大程度上有助于大跨度空間鋼結構的施工。CAD設計和CAM制造技術通過結合計算機的相關技術，可以進行三維實體建模，對施工過程各個環(huán)節(jié)進行高度模擬，進而能夠對整個施工過程進行更好的控制。此外，CAD設計和CAM制造技術還可以大幅度提高施工工作效率，減少施工誤差，對房屋施工的質量進行嚴格控制，從某種程度上講，CAD設計和CAM制造技術對大跨度空間鋼結構所起的作用是非常顯著的。

結語：

隨著大跨度空間鋼結構的向前發(fā)展，它的施工難度會加大，技術要求也會提高。施工技術是一門應用學科，它的發(fā)展需要廣大科研工作者投入巨大的精力不斷地研發(fā)和創(chuàng)新，通過實踐不斷地進行探索，在研究的過程中要及時地總結經(jīng)驗，這種做法能夠積累一定的經(jīng)驗，使大跨度空間鋼結構的工程在實際施工時有規(guī)律可循。房屋施工的關鍵問題要結合實際情況以采取應對措施，保證房屋施工的順利進行。筆者對基于大跨度空間鋼結構的房屋施工技術進行了一些研究，以期能夠給以后的工程項目和施工工作提供相應的參考。

參考文獻：

[1] 宋慶飛,李朋.超厚筏板中上層鋼筋型鋼支撐施工技術[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家. 2013(09)

[2] 閆亞東.鋼結構焊接變形的基本形式及控制矯正探討[J]. 河南科技. 2013(14)

[3] 程書宏.煤化工氣化裝置鋼結構施工關鍵技術研究[J]. 河南科技. 2013(14)

[4] 白雪,姚傳勤,白蓉,王超,馬海彬.大跨度鋼桁架頂推滑移施工技術研究及應用[J]. 四川建筑科學研究. 2013(04)

[5] 江明山,唐小衛(wèi),屠偉.在級配砂石回填地基上拼裝400t鋼結構桁架施工技術[J]. 建筑. 2013(16)

[6] 張馨予.奇數(shù)段法吊裝鋼管拱施工技術[J]. 城市建筑. 2013(14)

[7] 柷園田.鋼結構廠房柱梁的施工工藝[J]. 安裝. 2013(07)

[8] 萬體焙.淺談鋼結構壓縮廠房的施工質量控制[J]. 川化. 2013(03)