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摘要：在大跨度钢结构施工的过程中，有许多工程力学和技术方面的问题出现，设计和施工人员应该对这方面的问题加以注重。例如在大型期间装吊过程中所需的强度，刚度以及稳定性，拆撑过程中的安全问题以及相关计算，大跨度钢结构的整体提升方案等，都需要进行现场的数据测试。保证施工工程的安全进行，充分的发挥大跨度钢结构在我国建筑工程中的重要作用。
关键词：结构分析法；大跨度钢结构，施工过程探讨
0.前言
建筑设计人员在对工程进行施工设计时，往往会把施工过程以及施工方案对工程结构的影响给忽略，对于小型的房屋建筑或是跨度较小的工程来说这没有差异，但是对于大跨度的建设施工工程来说，这是不明智的，这将会造成施工完毕之后与设计预期不符的情况出现，并且给建筑结构买下了安全隐患。近10多年来，我国的许多钢结构设计建筑取得了不错的施工效果，通过实际的检验表明，对于大跨度钢结构的施工过程仔细的分析，精确的检测，才能使钢结构施工安全顺利的完成[1]。
这里重点简述了吊装过程中的稳定性问题以及相应的解决方案，并且笔者结合广州新体育馆主场馆来讨论拆撑过程中的安全问题，以及探讨了施工过程跟踪模拟计算及方法
1.吊装过程中的稳定性问题及其解决办法
采用整榀平面和空间桁架为吊装单元能够有效加快工作进程，减少因为空中拼接所产生的缺陷，在进行大跨度的平面和空间桁架结构吊装的过程中，有几个方面需要注意：首先是吊点的数量以及位置选择，吊装过程中桁架发生平面外失稳问题[2]。
1.1吊点的选择问题
在大跨度钢结构施工过程中，吊点的数量选择以及位置选择是十分重要的，简单的结构如图1所示，采用吊装让设计的标准高度与两端的柱头连接，吊点的位置以及间距的确定分布要保障上吊的横梁在自身重力的作用下，两端的相对变形接近于0，这样梁的位置就能够准确到达设计位置，不会过长或是过短。根据以上的方法，吊点选择有这几个条件：首先是吊件的轴向相对变形接近于0，其次是吊件的变形以及弯矩分布均匀[3]。由此计算出最适宜吊点位置是：
a=c=（√2-1）*L/2，b=（2-√2）*L
2.拆撑过程中的安全问题分析
在设计整体成型结构时，有搭建一些临时的支撑柱，具体如图3 所示，在所有的部件按安装完成之后就要拆掉临时支撑柱。对于临时支撑柱的拆除。是结构受力转移以及内力重新分布的过程，拆除所有的支承柱之后，结构就可以开始设计了。拆除过程考虑以下的几个方面：第一，受力体系的变化引起的内力变化是非常缓慢的，所以要考虑力的转移，来进行逐个的拆除；第二，在受力的各部件当中，要在它的弹性范围内进行逐步调整，趋向设计位置，不能出现结构永久变形；第三，拆除的过程是容易控制的过程。
在整个拆撑的过程当中，屋顶的结构会随着临时支撑管的拆除而下降，并且这是一个动态的过程。动态计算出吊装因素外，还需要考虑以下几点：首先利用对临时支撑柱的调整，将千斤顶调节到设计标准高度，保持拆撑的初始模型是吊装的终止模型，即使技术模型的连续化。但是吊装过程中的受力转移变化，在拆撑的初始模型中要考虑进去，要保证拆撑初始模型在临时支撑柱的位移为0，并且要保证临时支撑柱中存在吊装终止时的压力值。其次，计算每次动态变化的压力值，包括拉力和压力，当支撑柱的压力本应是拉力时，要人为的改变整个支撑柱的位置，并进行重新计算。最后，当临时支撑柱长度较长时，不可忽略支撑柱自身的压缩影响。例如，在支撑柱拆除时，千斤顶相对缩小一定值，压力减小，主桁架在此点的下沉量要小于缩短值，千斤顶的实际下沉量应小于控制下沉量。
计算时考虑以上3个主要因素，共进行了86次屋顶全模型的计算。计算结果显示，拆除某一支承柱时，该支承柱压力加给了左右就、两边的支撑柱。所以，在左右两边的千斤顶应加大负载，为了保证安全，要确定每次的拆除顺序和数量[6]。
3.施工过程跟踪模拟计算及方法
大跨度钢结构施工工程中的安全问题，特别是安装问题需要引起重视，在施工过程中采用的是跟踪模拟计算的方式，来准确的把握钢结构部件需要的强度以及稳定性。大跨度的施工过程需要连续施工，每个阶段的结构和部位受力都在不断变化。这要求我们对每个阶段所产生的内力变化以及位移进行跟踪计算。然后找出施工安全系数最低的阶段进行精确控制，保证施工过程的安全可靠。此外，由于安装过程中部件产生了位移，对后面部件的加工尺寸有所影响，所以跟踪计算具有重要意义，这样才可以及时采取补救的措施，修改加工的尺寸。例如，澳门综合体育馆的安装方案及安装过程控制，就是采用了跟踪模拟计算，来进行施工过程的管理[7]。
4.结语
在钢结构建筑的施工过程中有许多技术问题还需解决，而不仅是在设计方案中存在不足，钢结构建筑的建设工程快速发展的时期里。要勇于迎接挑战，虽然已经有了成功的案例，也得出了大跨度桥梁的施工过程中，采用力学原理进行分析可以保证施工全过程的安全可靠，提出的大跨度钢结构施工过程模拟跟踪分析法，已经可以在不同的平台实现计算。但是遇到的施工力学问题并没有系统的进行概括，力学理论研究跟不上实际施工步伐，对大跨度钢结构施工过程遇到的问题进行总结，有助于得出更加经济的施工方案。本文通过介绍力学原理方法，主要采用结构分析法加上实际的工程案例来探讨大跨度钢结构施工过程中出现的问题，并提出了建议，为大跨度钢结构施工实践提供参考[8]。
参考文献：
[1]崔晓强，郭彦林，叶可明.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].工程力学，2006，05：83-88.
[2]蒙炳穆.新汉口火车站大跨度钢结构施工阶段稳定性分析及施工全过程仿真模拟[D].重庆大学，2010.
[3]林志野.大跨度空间钢结构滑移法施工全过程力学行为研究[D].沈阳建筑大学，2011.
[4]潘多忠.大跨度钢结构施工力学分析及应用研究[D].华南理工大学，2011.
[5]郭彦林，崔晓强.大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨[J].工业建筑，2004，12：1-5+22.
[6]田黎敏.大跨度空间钢结构的施工过程模拟分析及研究[D].西安建筑科技大学，2010.
[7]王驰.大跨度钢结构施工过程的结构分析方法研究[J].中国建筑金属结构，2013，10：42.
[8]李贵平.浅谈大跨度钢结构施工过程的结构分析方法[J].化学工程与装备，2010，05：111-112+66.
论文作者:赖洪卫
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/7
标签：钢结构论文; 大跨度论文; 过程中论文; 过程论文; 结构论文; 力学论文; 位置论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;