大跨度空间钢结构施工技术及质量控制研究论文_刘辉

摘要:面对快速发展的经济现状,人们对建筑物的要求逐渐提升,在使用大跨度空间钢结构施工技术的过程中,由于其具备经济性强、形式多样以及良好的观赏性等方面的优势,从而受到了人们的青睐。如今,大跨度空间钢结构经常被用在会展中心以及机场建筑等一些屋盖结构中,并且取得了很好的成效。鉴于此,本文就大跨度空间钢结构施工技术及质量控制展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。

关键词:大跨度;空间;钢结构;施工技术;质量控制

1.大跨度空间钢结构施工特点

1.1结构样式丰富

如今,我国越来越多地用到了钢结构,空间钢结构的建设形式要高于以往单一的框架形式,在多数建筑设施中,鸟巢是比较典型的建筑。鸟巢的建设是由空间桁架结构组成的,由于其桁架结构相对复杂,因此,需要在扭曲性设计的配合下完成各项工作。目前,我国对综合建筑设施性能的要求不断提升,实际空间钢结构的跨度范围也逐渐扩展。很多建筑设施都会用到高强度的钢材部件,甚至实际的板厚能够高出100mm。

1.2预应力技术的应用

预应力技术的使用能够从一定程度上增强建筑设施的安全性。在很多空间钢结构中都使用仿生态的研究方法来提升自身的美观度,在建筑设施特点的选择上,也使用了节点设计的方法,以此来对预应力技术的应用要点进行综合分析。如今,我国大跨度空间建筑的数量越来越多,工程项目用到的构件量也相对较大,实际单个部件的长度以及截面尺寸之间的差异也相对较大,这就会对施工技术的使用产生一定的影响,严重阻碍技术的控制工作,而且还会有一部分扭曲的部件出现,因此,需要做好技术以及部件方面的质量检验工作,在确保其满足标准要求之后才能继续使用。大跨度空间钢结构施工技术属于国家重点工程中的内容,因此,对件数设施的内部质量要求也相对较高,应该从控制部件的加工精度入手,实施一级焊缝作业[1]。但是,在具体施工过程中,该项工作的难度相对较大,为了能够最大限度确保施工的精确度,就需要做好一系列的准备工作,提前完成拼装整合工作,并且开发新的施工技术,正确落实疏导以及渗透工作。

2.大跨度空间钢结构施工技术

2.1划线

划线前,如果钢材出现不平整或者弯曲的现象,就需要对其进行调整、校正,该项工作的实施一定确保钢材表面的洁净度,如果钢材表面有锈渍、瑕疵以及裂纹,就需要对其做出相应的处理之后才能够实施划线作业。在划线的时候,要先将基准线画出,之后再开展其他的划线工作[2]。

2.1.1切割,放样

该项工作可以使用多种方法开展,比如,气割下料、机械剪切下料以及等离子切割下料等。通常情况下,首先应该使用机械下料,之后再用火焰切割下料,原则上是尽可能选用下料精度较高的下料方法。

2.1.2机械剪切下料

在使用钢板机械下料的时候,应该在剪板上完成直线剪切操作,运用冲减、切削以及磨擦等一系列操作来完成,如表1所示为剪切间隙表。

表1剪切间隙参照

面对具有较大的重叠剪切的钢板,需要在使用辅助装置的基础之上吊起或者托起钢板,同时做好一系列的紧固工作,值得注意的是,应该确保钢板的高度比切口位置稍低。同时,在剪切任务比较繁重的时候,需要用到后挡量设备,之后对剪床下刀刃以及后挡板之间是否对齐进行检查。在实施角钢、圆形钢以及工字钢的下料作业的时候,需要严格按照工艺要求,选择对应的下料方式。

2.2焊接

在实施焊接作业的过程中,要求施工方评定初次用到的焊接材料、钢材以及焊接方法等,并且依据评定报告选择对应的焊接工艺。按照钢材的不同,焊接方式也应该不同,比如,碳钢、低合金钢以及碳素钢等,按照钢材的类别,在实际实施建设工作的过程中,应该按照相关规程执行各项作业[3]。

2.3组装

应该控制焊接组装的偏差值在一定的范围内,比如,应该控制薄壁构件的错位小于0.5mm;用铆钉连接的板应该确保其紧固性,并且用0.3mm的塞尺对其紧固性进行检查。

2.4运输

在对构件进行运输的时候,应该根据构件的基本形式,再结合现场的运输车辆以及起重设备制定合理的装运方案,之后,基于构件的重量、长度以及外形制作不同类型的构件支撑架。在此过程中,为了能够避免装运过程中有裂缝出现,就需要在确定了装运方案之后,做好构件在最不利截面处的抗裂度验算工作。最后,基于上述条件选择对应的运输车辆[4]。

2.5吊装

做好基础位置的复测工作,其中包括锚栓中心线相对于基准线的位移偏差、锚栓的露出长度、基础标高以及锚栓的间距等,对于不满足标准规定的,需要对其加以处理之后才能够实施吊装作业。

2.6安装工艺流程

在安装钢结构之前,需要检查基础轴线以及定位轴线等,之后做好钢构件质量的检查工作,查看其是否存在松动以及变形现象。其次,安装钢构件的时候需要根据实际的工程项目情况做好测量以及调整作业,值得注意的是,对于一些关键工件以及特殊的钢构件,应该先完成工艺试验工作之后才能够进行安装[5]。

3.施工质量控制措施

3.1做好钢结构构件的进场验收

结构构件在大跨度空间钢结构施工过程中是非常关键的部件,一旦钢结构的质量无法满足标准要求,就会对钢构件的安装质量产生直接的影响。在钢结构构件进入到施工现场之后,需要做好构件外观、编号、端口几何尺寸以及壁厚的检查工作。同时还需要复测耳板的连接位置,查看钢节点内壁是否存在微裂纹、气孔以及夹渣等缺陷。

3.2做好钢支座的定位预埋工作

(1)在落实钢结构施工作业之前,需要做好图纸的审查工作,并且检查钢支座的预埋件,核查临时支撑座底部位置的预埋铁。一旦在混凝土结构和主筋之间存在碰撞,就需要及时与设计方进行交流;(2)在开展大型球绞预埋件施工作业的过程中,应该先做好样板,并且实施检验工作,在确保其达标之后才能够投入到生产中;(3)吊装大型的预埋件的时候,需要用到套架式装配法以及限位法,之后再借助全站仪落实双向定位复测工作,确保锚栓位置的准确度与标准要求一致;(4)完成预埋件的安装作业之后,钢结构测量工作者以及质量检测人员还需要做好钢筋绑扎以及混凝土浇筑的跟踪调查作业,以免有偏位的情况出现。

3.3对施工方案的落实情况进行检查

在整个施工过程中,由于施工条件具有多变性、流动性以及复杂性等特点,导致施工人员在实际操作过程中难免会出现差异,面对这种现象需要及时予以纠正。例如,在面临暴雨天气的时候,应该安排专人在雨后对无法及时焊接的位置进行检查,并且在落实焊接工作之前,需要完成一系列清洁工作之后才能够封焊。同时,还需要检查杆件之间是否存在错位的问题,尤其是钢节点和主杆件之间的受力缝隙,在实施装配工作的过程中,需要对装配过程是否出现由于道太宽或者太紧而存在的被顶紧的现象。

结语

总而言之,在建筑工程中,跨度空间钢结构施工技术的使用具有非常重要的意义,不仅可以在一定程度上提升建筑物的观赏性,同时还能够最大限度保障建筑工程的经济效益。施工单位在开展施工作业的过程中,需要立足于工程项目的实际情况,制定科学合理的质量管理措施,确保整个建筑工程的顺利开展。

参考文献:

[1]袁斌.超大跨度空间钢结构设计的发展趋势及现状[J].建材与装饰,2019(33):101-102.

[2]姜帅臣.大跨度空间钢结构关键施工力学分析与监测[D].合肥工业大学,2019.

[3]杨丽强.大跨度空间钢结构的发展与现代施工技术应用分析[J].中国住宅设施,2019(02):19-22.

[4]丁奇.大跨度空间钢结构施工全过程监测平台开发与控制应用[D].青岛理工大学,2018.

[5]李培荣,张泽平.大跨度空间钢结构支吊架的施工抗震技术研究[J].地震工程学报,2018,40(05):926-931.

论文作者:刘辉

论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期

论文发表时间:2020/4/14

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