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摘要：文章介绍了大跨度空间钢结构的主要特点，分析了大跨度空间钢结构的主施工技术和方法，并结合实例探讨其在房屋施工中的应用。
关键词：大跨度空间钢结构；主要特点；技术方法；应用
一、大跨度空间钢结构的特点
1、结构形式多样化和复杂化
新型大跨度空间钢结构形式多样，并不拘泥于传统的单一结构，在其发展中不断地涌现出各种各样的结构形式。
2、结构跨度大、钢板厚
现代建筑对审美和功能性要求比较高，因此空间钢结构之间的跨度就愈来愈大。端方向上的跨度已超过百米的建筑越来越多，例如“鸟巢”的短向跨度已达到296m，这种钢结构选用的都是高强度的钢材，高板厚度甚至超过10cm。
3、预应力技术的大量应用
预应力技术的充分应用，使其涌现出了一批新型的建筑结构，如张拉整体结构、索穹顶及索膜结构。
4、节点形式复杂多样
现代大空间结构为了满足建筑造型的需求，通常选用各种节点形式的仿生态建筑。例如锻钢节点、铸钢节点、球铰节点等。
5、构件数量及截面类型多、设计难度大
针对大型建筑来说，它通常是由上万个，甚至于是几十万个构件组成，而且构件的长度、形状、尺寸、截面均有不同，所以给建筑施工单位的放样工作带来了很大的难度。对于部分弯扭构件必须进行专门的试验才能投入使用。
6、现场的焊接工作量大，施工技术难度高
在当前的大跨度空间钢施工过程中，存在着较多的需要进行焊接处理的施工环节，并且其对焊接工作的质量要求较高，给焊接施工带来了较大的挑战。
二、大跨度空间钢结构的主施工技术和方法
1、整体提升法
大跨度空间钢结构中的整体提升施工法对支撑结构体系的质量要求较高，且其通常情况所耗费的施工成本相对较大，所以其在各种大型体育场馆建设中的运用相对较少。由于该施工技术方法对于支撑结构的体系要求以及钢结构的质量要求较小，其在单位面积或者网架结构形式的房屋建设中得到了较多的应用。
2、滑移施工法
对于滑移施工法的运用，需要一定的钢结构基础，其所采用的钢结构应具有规范化、整齐划和规则化的基础，比如长方形结构或者的圆形结构。除此之外，在滑移施工法的运用过程中，还应注意保持主桁结构的一致性，其支撑轴线应具有一定的规范性和整齐性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在工程实际建设过程中，滑移施工法较多的运用在土建结构和支撑柱的施工中，其能有效的在较小的施工场地上进行区域内的构建组装。
3、高空原位单元安装法
高空原位单元安装法是在对散装法的改善基础上发展而成的，其主要施工工序由焊接工序和拼接工序，且其能通过有效的减少相应的临时支撑的建设，降低施工中所耗费的成本，达到了一定的经济效益。首先，单元安装法在对起重机能力以及结构形式考虑的基础上，对吊装单元进行合理的划分。其次，通过对空间梁柱结构反弯点静分段的设置，形成具有一定稳定性和强度的空间钢结构，并且对以上单元在工厂进行预拼接，从而保证现场单元的顺利拼接，确保施工质量。
三、房屋施工中大跨度空间钢结构的主要施工工序
1、煨弯及切割
通常来讲，对于主桁架的选择应保证其具备一定的弧度，从而满足设计和造型方面的要求。煨弯过程中的冷煨弯和加热煨弯是钢结构施工过程中较为重要的工序之一，一般情况下在进行煨弯处理时，通常采用校正的方式来保障工程的顺利开展，如果出现煨弯时的较大误差，可能会给相对贯口的施工增加一定的难度。
2、铸钢件施工
铸钢件有着良好的力学性能和成型性能，能够较大程度的满足房屋建筑施工所需要的质量要求，但是钢结构节点位置上的设计相对复杂，所以在施工过程中可以采取铸钢件的节点方式，但是需要注意以下情况：首先其所选取的铸钢件的力学性能应符合要求，同时应达到相关焊接标准，避免其对施工质量产生的影响。其次应注意铸钢件表面是否存在着气孔并对其外形和蜂窝麻面、规格、外形和尺寸进行检查。第三，在铸钢件焊接过程中应注意环境温度和预热温度的控制，使焊条烘烤条件能够满足相关要求。
3、吊点的设置
吊点的设置相对来说是比较简单的一道工序，但是对于异行施工空间来说，其需要进行相应的建模计算，并根据起重机的位置和吊装物的基本特征确定出吊点的长度以及位置等信息。
4、地面拼接
地面拼接的主要拼接方法有侧拼、正拼和倒拼，其拼装方法的选择主要是根据建筑结构组装空间、分段位置、桁架结构以及矢高等因素而决定性，其安装效果可能会受到安装精度以及地面拼桩质量的影响，所以在进行地面拼装的过程中应注意对胎架刚度、拼装方法、放线和安装顺序进行控制，从而保障正确的焊接精度和节点位置。
四、结合工程实践分析大跨度空间钢结构施工技术
1、工程概况
某建筑工程总面积为20680m2，建筑设计为了使空间利用最大化，在屋盖设计时选用了大跨度钢拱支撑空间管桁架+实腹式工字钢梁结构受力体系。主体结构由两个拱和十八个榀钢架组成。桁架拱跨度为91+48m，矢高为29m。平面桁架最大跨度38m，实腹式工字钢梁最大跨度16m，梁高800mm。
2、施工方案分析
在本工程施工中，难度最大的要属桁架拱的安装，在屋顶结构设计时选用了格构式的构造，这样在很大程度上降低了其吊装过程中的重量，但在本工程中整体吊装法在吊装高度达到33m高度难以实现。在通过对几种施工方案的对比选择之后，最终采用了分段吊装法施工。在本工程中桁架拱的尺寸比较大，在对拱做分段处理时，必须要全面考虑吊装中的各部分构件变形及其经济性。通过反复对比分析后最终选用了大约24m的分段，可采用散件出厂，现场拼装的方式来进行运输。
3、结构施工
3.1主体构件加工
桁架拱的截面是三角管的形状，为本工程钢结构的主要构件，其总跨度约为140m，根据上述方案采用的是分段吊装的方式，其桁架拱单元吊装尺寸为24m，各桁架边长均大于5m。
①主要材料
本工程主要运用的钢构件有圆钢管和H型钢两种。
②胎架布置及要求
依据现场实际施工情况，最终采用路基箱、H型钢以及千斤顶共同搭设而成的平台来进行桁架拼装焊接。胎架的布置必须要在安全的基础上满足施工所需强度，保证路基箱与胎架底部焊接安全可靠。
③构件拼装流程
在进行构件拼装时首先要在两侧胎架上下部位各放置上弦杆和第一根下弦杆，并且将上下弦杆之间的腹杆焊接，然后在其中一侧的胎架上方布置第二根下弦杆，最后在第二根下弦杆和上弦杆之间焊接腹杆。
3.2结构吊装
从建筑的结构特点以及工程现场的施工环境，桁架拱的施工应该选用分段吊装法，此方法的实施需要一台不低于150t的履带吊车，吊装桁架拱时，必须对其分成最少六段进行吊装。对两榀桁架拱间的工字钢梁进行吊装施工时应选用一台不低于50吨的履带吊，吊装开始时必须要在桁架拱节点的正下方的位置进行措施桁架的搭设，桁架搭设完成后还必须对桁架拱的位置进行调整找正，完成后再进行分段吊装。两榀桁架拱之问的字钢梁工字钢梁是由一个直线段和两个v形段所组成，由于v形段的水平长度超过了3m，因此在吊装过程中在直线段与v形段相交处的正下方进行临时支撑措施的搭设，搭设完成调整完成后开始吊装。吊装开始时先吊装v形段，将其与桁架拱相拼接后，再吊装直线段。需要注意的是，在进行吊装时，必须结合场地的实际情况选择符合的吊装机械，以此来确保整体拼装的精度。
结束语
当前大跨度空间钢结构技术的发展势态还相对较为迅猛，随着社会经济的不断发展和房屋建筑设计及造型的需要，大跨度空间钢结构的施工难度也会随之进一步增强，应在当前的施工过程中不断的进行经验的总结，从而为后期的大跨度空间钢结构施工积累相应的技术和经验。参考文献：
[1]叶杭锋.关于现代大跨度空间钢结构施工技术的研究[J].中国水运（下月），2013，04：287.
[2]覃忠.浅谈大跨度空间钢结构施工[J].中国高新技术企业，2013，16：79.
论文作者:郭党
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/6
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