摘要：本文以某广告牌项目为例，简要介绍了工程概况，分别从施工工艺、基础工程设计、变位控制及结构分析等方面探讨了此项目的设计与施工过程，探析了此类工程当中一些最为常见且带有典型性特点的问题，力图找出大型钢结构广告牌在设计及施工中存在的基本规律，以此为相关研究提供理论依据。
关键词：钢结构；广告牌；设计；施工特点
伴随着我国改革开放的持续深化，经济建设的迅猛发展，随之而来的广告业也得到了较快发展。在广告牌结构设计过程中，对其效益、规模及造型的要求也日益提升，大型广告牌归属于永久性建筑物，通常设置于城市出入口以及交通较为发达的枢纽地带，部分广告牌还设置于已建成的建筑群之中，所以在对广告效果得以满足的情况下，其结构安全性也十分重要。本文以某火车站广场两侧的广告牌为例，依据此结构工程设计与施工经验，探讨大型钢结构广告牌的结构设计思路及施工特点。
1.工程概况
此广告牌位于某火车站广场两侧醒目位置的花坛内，两边花坛宽度相同，均为3m，一侧为素混凝土路面，另一侧则为混凝土浇筑的广场。经钻探得出如下资料，即工程场地图层可划分为三，填土（Qm1）为其表层，厚度区间：2.4~2.6m，内含有机质、块石及砖块等，经计算得出其静力触探比贯入阻力区间为Ps=0.81~3.63Mpa，压缩模量区间为ES=2.9~3.4Mpa，承载力区间为fk=60~85kPa，此层均为土质松软的填土，强度低，软硬不均，结构松散，未通过处理则不能将其当作建筑物相应基础持力层；粉质粘土(Qm1+p)为其第二层，厚度区间0.2~1.9m，有氧化铁含量，计算得出其静力触探比贯入阻力区间为Ps=0.82~1.84Mpa，压缩模量区间为ES=4.4~6.7Mpa，承载力区间为fk=85~145kPa；粘土(Qm1+p1)构成其第三层，离面＞4m，此层未实施钻床操作，均为硬塑状态土质，内含诸多铁锰结核及氧化铁；计算得出其静力触探比贯入阻力区间为Ps=3.46~5.094Mpa，压缩模量区间为ES=245~356Mpa，承载力区间为fk=10.4~14kPa，此层多为黏土，强度高且厚度大，可作为结构基础持力层。
2.广告牌结构设计
2.1 设计要求
此广告牌独立钢柱高17m，在距离地面有11m处，将5.5m×17.5m矩形钢结构广告灯箱撑起。此地区地震设防裂度6度，基本风压w=0.2kN/m2。
2.2 结构设计
对于大型钢结构且独立钢柱广告牌的主体结构而言，当前，主要有两种形式，其一乃是T型，由上部一根横向主梁及一根独立钢柱以T型进行焊接而成主骨架，此体系主体结构具有明确的受力，计算简便，将一根横梁焊接于立柱顶上，进而构成与地基形成固结的T形刚架结构体系，对于广告灯箱面板而言，则利用斜撑及各挂件与T形刚架结构之间形成连接。其二为桁架式，此式主骨架则由上部几道处于平行状态的横向主梁与一根独立钢柱经焊接而成，而在主梁间，则由斜向支撑及水平支撑相连接，最终便构成了空间桁架体系没然后在主骨架上直接挂上广告灯箱。通过对比可知，此广告牌结构型式选用桁架式较为适宜，原因：（1）风载乃是广告牌结构的控制设计荷载，风压在面板上形成直接作用，然后通过面板向骨架传送，此时，高程不同的几道主梁，则均匀的将风载向立柱传送，因此，能够将位于立柱与主梁连接处的应力集中予以减小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）如若采用平行式桁架结构，则槽钢为其主梁，就会有比较平整的结构外形，为广告面板挂靠提供便利，还可将主骨架与面板连接进行强化，进而实现面板变形的减小，为广告面的感观效果提供保证。（3）平行式桁架结构可将内检修梯设置在每道主梁高程，便于后续结构的检修与维护，利于广告布的挂、卸，还可为操作人员的人身安全提供保证。
2.3基础工程设计
由于广告牌建设场地位于某火车站广场两侧的花坛内，花坛的宽度仅有3m，如果采取放坡开挖基坑，则必然会对广场两侧的水泥混凝土路面及混凝土地坪造成破坏，还可能对地下埋管造成破坏，修复费用高，至此，通过综合分析比较之后，最终选择了人工挖孔扩底桩基础，仅局限于花坛内实施基坑开挖。为将孔壁支护的困难予以减小，则可在基础上方约为4m深处，不进行扩孔操作，选用圆孔（1.5m直径）；从第三层粘土（4m深以下）实施扩孔操作，以此对基底相应受荷面积予以增大，并对地基在承受力方面的要求给予满足。采用方形基底，持续控制在3m×3m，总孔深度控制在6m，并于基础底下，完成十字正交齿墙设置工作，以此实现基础的抗剪切及抗扭能力的增强。对于桩基础结构方面的计算而言，需将其囊括在桩基础结构计算之中，选用m法和Cf法进行计算。最终结果可知，上述两方法结果较为相似，即桩顶最大水平位移4.85mm（m法则为4.77），桩身最大弯矩距地61mm（m法81mm）处。在对配筋及桩身材料强度进行计算时，通常情况下，依据钢筋混凝土结构相应偏心受压构件完成此操作。在基础设计过程中，需将诸如扭矩、弯矩及轴力等不同组合所具有的作用考虑其中，以此为抗剪强度均满足规范要求、刚度及地基的承载力及基础本身的强度提供保证。
3. 广告牌施工特点
对于基础工程而言，则需与施工场地的地质条件及现场地形相结合，此工程基础则选用的是人工挖孔扩底桩，在第三层粘土之中设置基础底面。当开挖基坑时，选用排水措施及孔壁支护，以此为施工人员人身安全及桩孔成形提供保证。当完成基坑开挖且验槽结束后，则需马上将100mm的厚碎石垫层完成铺设工作，然后则开始将钢筋骨架吊放在上面，且立即实施基础混凝土浇筑，将锚固螺栓完成预埋，将基础顶部钢筋加强网完成铺设，当混凝土浇筑高度达到设计标高时，则对于顶面而言，可采用1：3水泥砂浆以15mm厚度予以找平，而后加盖螺栓完成定位，并实施垫座钢板操作。当基础混凝土经掩护已经达到规定的龄期之后，则需要对事先预埋好的螺栓实施抗拔试验操作，以此检验螺栓所具有的抗拔承载力能否与设计要求相满足。针对钢结构工程当中全部的钢结构构件而言，均采用焊接方式予以连接，对于上部结构来讲，则采取工厂化生产。在工厂内完成钢柱用钢板卷焊操作之后，同样在工厂内完成上部桁架结构的拼焊工作；当完成梁柱主骨的焊接工作之后，就会形成整体化的上部结构，然后则对其实施加载试验操作，对主骨架强度及焊缝质量进行验证；当拼接好广告牌镀锌铁皮面板及面板骨架之后，则地面上便需将其在主骨架上完成挂焊，以此对面板表面是否平整进行校正，并对上部结构的整体外观及效果进行控制。对于拼接完成的整体广告牌而言，则可采用两台吊车自底部及顶端两个位置实施整吊，并进行安装，当完成吊装之后，则采用两台经纬仪，从两方向进行定位及纠斜工作。当紧固定位螺栓之后，选择合适的机会，完成素混凝土的浇筑工作，作为密封使用，防止螺栓出现外漏，避免发生腐蚀及生锈状况。该工程建成后，经过几次强风力考验，变位及垂直度方面均与要求相满足。而造价相比于同类型广告牌，节省资金幅度超过25%。因此，商业运用价值广泛。
4.结语
大型钢结构广告牌作为新经济环境下的新产物，具有十分强劲的生命力。然而对于其结构而言，易受外观效果、稳定及变形等方面的控制。至此，在对其设计的过程中，需合理把控设计要点与要求，注重施工细节及焊接工作，促进广告牌安全性的提升。
参考文献：
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[2]钟华东. 谈谈大型钢结构广告牌的设计和施工[J]. 华人时刊旬刊, 2013(3).
[3]阙永东. 浅谈钢结构广告牌的设计和施工[J]. 商品与质量, 2009(S3):43-45.
论文作者:刘俊
论文发表刊物:《基层建设》2016年18期
论文发表时间:2016/11/9
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