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摘要：大跨度复杂钢结构的工程应用项目逐渐增加，施工过程中的技术问题得到了广泛关注。本文在分析大跨度复杂钢结构特点以及常用的施工方法基础上，对施工过程中的相关技术问题进行了探讨。
关键词：大跨度复杂钢结构；施工过程；技术问题
1 概述
随着社会经济的发展，人们审美观的更新提升，在桥梁建设时不仅要改变桥梁外观，还需要借助现代化施工技术提升桥梁施工质量。大跨度复杂钢结构在现代桥梁建设施工中得到越来越广泛的应用。为了提升大跨度复杂钢结构施工过程的安全性、可靠性，应用科学的施工技术、制定合理的施工方案至关重要[1]。
2 大跨度复杂钢结构特点
2.1 应用预应力技术
预应力技术是现代建筑设计中广泛应用的一种新兴技术。预应力技术的使用能够显著提高结构的刚性和耐久性。该项技术主要应用在索穹顶新型结构中，如果结构在使用的过程中需要承受较重的负荷，一般需要根据负荷量对结构添加相应的预应力。
2.2 构件数量多
大跨度复杂钢结构工程的工程量较大，不同种类、不同尺度、不同质量、不同用途的构件数量庞大，可以达到几万甚至几十万个，使得施工过程开展难度大。
2.3 对材料质量要求高
为了满足工程施工需要，大跨度复杂钢结构跨度大，并且随着社会的发展钢结构的跨度不断增大。为了保证钢结构的安全性、稳定性，对钢结构的材料提出了更高的要求，必须使用复合设计标准、强度较大的钢材。
2.4 对构件加工精确度要求高
城市现代化建设对一些大型工程项目提出了更高的要求，在满足安全性的同时需要提升观赏性，这种类型的建筑通常要求有较高的质量。因此，施工使用的构件精度必须符合一定的设计标准，特别是在原材料焊接时，焊缝一定要在国家一级水平状态。
3.大跨度复杂钢结构常用施工方法
3.1 分条或分块安装法
此安装方法首先根据施工场地情况选择合适的起重设备，再依据起重设备的起重能力确定条状、块状单元的尺寸、重量。然后在地面上将不同的构件组合成确定尺寸与重量的条状或块状单元。再用起重设备将这些条状或块状单元吊装至高空位置进行整个钢结构的拼接。应用该方法不需要在地面上铺设大量的支架，并且可以根据场地、起重设备情况灵活的设计施工方案[2]。
3.2 高空散装法
高空散装法是一种比较传统的钢结构施工方法。该方法将整体钢结构划分为一定数量的散件，并应用悬挑法或者满堂支架法将这些散件在高空中直接进行拼装。高空散装法适用于空心球节点、螺旋球节点等含节点数目较多的非焊接连接的网架结构。
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3.3整体吊装法
整体吊装法是将整个钢结构的所有构件在地面上拼接完成，形成完整的钢结构后再用起重设备整体吊装至设计标高并固定的方法。该方法所有构件的组装、焊接均在地面上完成，因此能够更好的保证组装、焊接的质量，也能更好的控制结构的几何尺寸。此外，减少了高空作业量，大大降低了施工风险水平。整体吊装法适用于通过焊接连接的网架。
3.4 高空滑移法
该方法一般可分为单条滑移法和逐条累计滑移法。单条滑移法采取逐条滑移然后逐条连接的方法，也就是将分割的条状单元一条一条的滑移到高空中指定位置，然后再依次进行拼接直到拼完所有条状单位形成钢结构整体。逐条累计滑移法采用分段连接和滑移的方法，也就是说将第一条状单元滑移到可以拼接第二条状单元的位置后，将两个条状单元连接，然后作为一个整体进行滑移到可以拼接第三条状单位的位置后与第三条状单位连接，以此类推直到完成所有条状单元的连接。
3.5 折叠展开安装法
该方法是在这个钢结构中抽调局部的少量的构件，使钢结构分解为若干个区域，不同的区域之间通过活动节点连接为一个整体。这样形成的钢结构能够折叠，在靠近地面的位置能够很方便的进行构件连接、单元安装、装修维护等作业，然后将整个结构展开，应用千斤顶、起重设备等将结构放至设计位置。最后将事先抽出的杆件补上，使整个钢结构成为一个稳定、安全的整体。折叠展开安装法适用于由杆件组成的网壳状结构，该类钢结构的空间立体形状可以进行分解，以进行杆件抽出操作。
4 大跨度复杂钢结构施工过程中的技术问题
4.1 仿真技术问题
钢结构应用于建筑行业的初始阶段，人们更多的关注钢结构使用过程中的受力问题，而忽略了施工安装过程中的实力问题。随着钢结构越来越复杂、跨度越来越大，在我国钢结构施工过程中出现了很多安全问题。使用和安装过程中钢结构受力存在很大的差异，因此，研究和探索钢结构在使用和施工过程中受力就显得至关重要。仿真技术是该项研究中较为有效的方法，该方法应用在钢结构施工过程中主要表现在以下几个方面：吊装作业时，对大型起重设备进行仿真；施工时，对施工工况进行仿真；钢结构安装时，应用预变形技术确保安装精度。通过仿真技术可以模拟施工过程，从而研究施工过程中钢结构的受力情况，找出施工系统的薄弱环节，以指导采取合理的控制措施，确保安装过程的精确性、安全性。
4.2 柔性结构的成型问题
索穹顶结构是最主要的空间张拉结构，成型工程的施工技术与计算是该类结构施工过程中的关键问题。依据不同的顺序和方法，施加不同大小的力作用适当的时间逐渐形成索穹顶结构。国际上对穹顶技术的相关介绍较少，在世界桥梁史的相关介绍中只给出了一些简单的方法。随着我国桥梁技术的发展以及大量复杂钢结构的需求与应用，我国在穹顶技术上取得了显著成果，为大跨度复杂钢结构的应用与进一步发展奠定了坚实基础[3]。
4.3 滑轮力学问题
滑轮由于其力学效应，在大型复杂钢结构吊装中应用较为频繁。一次吊装过程中往往需要对结构构件安装多个滑轮，以调整其作用，促使滑轮结构的提升，在结构与构件上升时，使滑轮处在最佳姿势和位置，在接近的组件与链接中体现精确性。将绳子、构件以及滑轮进行不同的组合，可以满足钢结构吊装过程中不同的应用要求。滑轮应用过程中的一系列问题被称为滑轮力学问题，又叫做滑轮机械问题。
4.4 安装方法选择问题
在第三部分介绍了分条或分块安装法、高空散装法等5种大跨度复杂钢结构安装方法。施工过程中需要综合考虑不同因素来确定安装方法，包括：钢结构的尺寸、质量；钢结构的主要拼接方式，如焊接为主；施工现场的工况，如天气、地理位置，周围建构筑物情况等；施工工期。钢结构安装方法的选择必须确保安装过程的可靠性与安全性，同时也要综合考虑适用性与经济性。此外，针对特定的施工工程，还需要结合计算机技术等，对传统的安装方法进行创新和提升，以推动钢结构安装方法的进一步发展。
5 结束语
我国经济社会的发展对大跨度复杂空间钢结构提出了更高的要求，使得钢结构施工难度加大，也就要求更高、更现代化的施工技术。科研工作者、施工技术人员需要不断的努力，应用不同的方法从理论、仿真、工程实践等不同角度创新大跨度复杂空间钢结构施工技术，促进我国大跨度复杂钢结构技术的发展，更好的为社会主义现代化建设服务。
参考文献：
[1]马秀超.大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题[J].建材与装饰，2017（10）.
论文作者:傅武旭
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签：钢结构论文; 方法论文; 过程中论文; 条状论文; 构件论文; 结构论文; 大跨度论文; 《基层建设》2018年第5期论文;