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摘要：针对大跨度钢结构屋盖吊装施工工艺，以某建筑工程为例，阐述屋盖吊装施工技术，明确该施工工艺的优势，其次从1点、2点、3点、4点着吊这四个方面展开受力分析，需要在今后施工中维持3点、4点着吊，提高屋盖吊装施工稳定性。
关键词：大跨度；钢结构；屋盖吊装施工；力学评价
现代城市中大型公共建筑施工过程中，开始应用大跨度钢结构屋盖结构，这象征着钢结构施工技术水平的提升。屋盖吊装施工期间，大跨度钢结构主要从爱用分部整体吊装以及整体提升等工艺，保证施工效率与施工质量。但是采用整体吊装法组织大跨度钢结构屋盖吊装，如果起吊方案不完善，便会对安装操作、部件内杆件内力发等造成影响。所以，力学评价非常重要。
1 工程概况
某工程建筑面积为13445.23m2，建筑高度是16.23m。采用单层混凝土排架结构，屋面施工则运用轻型屋面梯形钢屋架，钢屋架跨度为30m，标准间柱距为7.5m，双坡屋面数量为243榀。施工过程中梯形钢屋架材料的选择以Q235B级钢为主，檩条、支撑则运用Q345B级钢。檩条与墙梁之间的连接使用普通螺栓，钢架连接则采用高强螺栓。屋盖吊装施工采用桥式吊车，该类型吊车的起重量为32/5t。吊车轨道中心距为27.2m，吊车梁材料以Q345D焊接H型钢为主。为了避免大跨度钢结构屋盖吊装施工期间产生质量问题，专门组织相关人员展开力学评价。
2 大跨度钢结构屋盖吊装施工技术
2.1准备阶段
钢结构正式安装之前，需要展开全面检查。基础强度必须要与设计规定相符，且附近回填工作全部完成。基本轴标、高程、参考点要具备准确性和完整性，基础顶面要保证平整性，二次浇筑基面提前做好凿刻工作，地脚螺栓不能出现破损，轴高程要具备准确性[1]。
当检查工作结束之后，需要开始安装钢柱。核对相关部件的尺寸、螺栓孔所处部位与直径、接头数量、焊接情况、防腐涂层情况等，如果发现出入则要及时校正。按照钢柱形状、端面以及长度等选择吊装方式。针对普通钢柱使用一点正吊的方法，运用法兰板螺栓孔，同时也可以在柱顶位置放置吊耳。针对细长型钢柱，以免钢柱出现变形的问题，建议使用两点、三点正吊[2]。对重型钢柱则可以运用双机抬吊。将钢柱放置于基础顶部位置，施工人员对柱脚进行稳固，此时钢柱下降，钢柱连接板、地脚螺栓则要保证平齐。钢柱下落到基础表面之后，需要使用螺母固定钢柱。
对于钢柱的校正，需要做到以下几点：第一，结合钢柱长度、柱底平整度以及柱顶距柱底部间距调整柱基标高；第二，钢柱安装之前，施工人员需要使用经纬仪在现场划出十字线，钢柱柱身同样标注中心线，后期钢柱安装的过程中要将钢柱中心线、基础十字线重合；第三，钢柱十字线延长线设置经纬仪测量垂直度。
2.2 钢屋架梁安装
如果顶梁安装已经满足规定要求，撬杆、定位销便要在梁端部位置，与柱头构成连接板，高强度螺栓能够自由穿透，通过悬挂锤校正梁保证垂直度，使用扭力扳手反复调整梁的张力。当第一根钢梁已经放置于相应的位置之后，顶梁、钢柱、风柱连接螺栓则需要及时调整，连接螺栓则要进行紧固处理。因为顶梁中具备防风柱，所以带有稳定性的特点。当第二根梁吊起之后，徐亚安装横梁中间部位的拉杆，将钢梁连接起来，使钢架更加稳定，同时也能够对所有部件尺寸进行精准控制，按照顺序进行其他梁的安装。
2.3 屋顶围护结构施工
第一，大跨度钢结构屋盖维护设备施工。其中包括顶部内板、房顶隔热设备、外板、反光板、顶部边缘防护设备的安装与施工。
第二，大跨度钢结构屋盖顶部内板基准线。基准线一般被安装于承重墙屋脊线垂直线，结合其他基准线所处位置，标注不同钢板横截面的有效宽度定位线，按照设计图纸展开铺设工作。铺设过程中按照实际情况将所处位置与边缘进行调整。内板为单层板，需要使用铆钉、凛条进行固定。本工程大跨度钢结构屋盖吊装施工期间，针对顶部开孔这一操作，首先组织切割，随后再开始安装异形板。切割过程中对孔尺寸、所处位置进行了验证，孔边缘也及时关闭。车顶内板的安装，在面板下部架设了工作平台，使施工人员的工作更加便利。所有跨度中间设置了移动操作平台，且平台的主要材料为钢管、角钢，经过焊接之后形成钢平台。车轮两端安装为起重机梁移动提供方便[3]。
3 大跨度钢结构屋盖吊装施工工艺的受力分析
3.1 1点着吊
屋盖吊装期间若面临松缆这一现象，整个拱架可能只有1点着吊，因为1点着吊会导致拱架围绕吊点旋转，从而产生切向惯性力，所以需要展开受力分析。3个着吊点的拱架最大应力分量不同，最不利受力杆件应力也存在很大差异，具体见表1、2。因为16Mn钢的强度设计值是315 MPa，所以拱架只有1点着吊，那么其中杆件应力便会大于设计强度，从而导致杆件破损，为之后的施工埋下安全隐患。屋盖吊装过程中必须要制定有效的举措，避免1点着吊的现象。
3.3 3点与4点着吊
一旦使用主从吊机进行屋面吊装施工，拱架便有可能产生3点着吊的现象。针对不同吊点的实际情况，拱架最大内应力与最不利杆件应力呈现出很大的差异[4]。分析可知，一旦拱架为3点着吊，拱架杆件内部的应力分布带有均匀性，最不利杆件应力逐渐降低。实际施工期间，若出现松缆问题，3点着吊转变为2点、1点着吊，便会引发安全事故。屋面吊装施工过程中2台吊机同时运行，这时便会产生拱架4点着吊的现象。如果施工现场出现拱架4点着吊，那么拱架杆件内部应力的分布更具均匀性，最不利杆件应力也会随之降低。如果4点起吊施工过程中，吊车数量超过2台，那么起吊过程中所有吊点必须要同步进行，否则将会影响工程质量。
结束语
综上所述，大跨度钢结构屋盖吊装施工工艺的力学评价工作关系到整体工程质量，施工人员需要对其给予足够的关注。一方面需要选择合适的施工技术，规避施工中存在的质量问题，另一方面则要做好受力分析，以免因为受力问题影响整体施工效果。
参考文献
[1]常文慧.大跨度、大柱距门式轻钢结构在储煤棚中的应用[J].建材与装饰，2019（12）：43-45.
[2]李文娟，张丹丽，谢强.大跨度空间钢结构施工拆撑过程仿真模拟分析[J].工业建筑，2019，49（04）：142-146+163.
[3]崔莉，吴海英.支座沉降对大跨度钢结构连廊地震受力性能影响分析[J].地震工程学报，2019，41（02）：319-325.
[4]吴凡.分析大跨度高空散装钢结构屋盖网架施工技术[J].建材与装饰，2019（10）：17-18.
论文作者:周春胜
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/16
标签：钢结构论文; 大跨度论文; 螺栓论文; 应力论文; 过程中论文; 屋架论文; 屋面论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;