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摘要：普通的大跨度钢结构工程对于工期的要求都比较高，要求短时间内完成，所以，对于工程性能的要求也会较高，因为工程要求高，牵涉到的工作比较多，实际开展施工时就会遇到较多的困难。本文主要分析了大跨度钢结构施工技术的工作原理和特点，概述了大跨度钢结构在施工过程中的一些技术要点。
关键词：建筑；大跨度；钢结构；施工；焊缝
随着国内社会经济的不断发展，建筑行业的发展也有目共睹，建筑日益朝着高层发展，这对建筑的性能和质量提出了更高的要求，而钢结构因为具有高硬度、强可塑性、施工简便等优点，也被越来越多的运用于其中。但是，大跨度钢结构因为自身结构比较复杂，在实际运用时需要注意很多方面的内容。
1 大跨度钢结构施工技术简介
大跨度钢结构在施工时会因为施工阶段的不同在受力方面发生改变，并且会出现连续性的变化。前一段时间的施工会对后一段时间的施工产生直接影响，会导致位移和受力的变化，所以，每完成一个阶段的施工，就需实时的计算、监测受力情况和位移挠度，确保将位移效应降到最低。计算时必须将外界的温度条件、预增加应力以及后续增加构件数考虑在内，以便提升计算的准确度。选择结构施工方案时要注意把结构本身的设计状态当成核心依据，并且，还应通过详细的验算来确保建筑结构的安全性。总结起来，大跨度钢结构的特点主要有：
第一，焊接工艺对于技术的要求高。预拼接是大跨度钢结构施工阶段的一大重要手段，通过这个工艺能有效提高施工的准确性。这种方式是在现场外做好预拼接工作，进入现场后再进行现场焊接，这就确保了施工工作的正常开展。
第二,建筑的构件数量、界面种类会直接关系到设计的难易程度。大跨度钢结构的工程量比较大，工艺复杂，所要配备众多的零配件。并且构件种类多样，数量繁多，因而与之相对应的界面种类也会多种多样，这就大大提升了施工的实际难度。并且，施工现场多多少少会出现一些弯扭构件，为了保证工程的施工质量和工程进度，作业人员必须认真研究设计图纸，领会设计的要旨。
第三，大跨度钢结构的结构本来就很复杂，随着社会经济的日益发展、科学技术的不断进步，钢结构也发生了很大的变化，已经由原来单一的形式变为了结构复杂、品种多样的新型钢模式。比方说，我国举办奥运会时的鸟巢，就是一个典型的例子，它通将各种桁架结构进行扭曲组装，为我们打造了一件举世瞩目的艺术建筑物。
第四，钢结构构件虽说具有很高的精度，但是难度比较高。这种结构常常是用于国家级的大型项目中，所以对工程质量的要求相当高，而高质量更要求提高构件的加工精度，必须控制好每一个施工细节，而处理钢结构中数量众多的焊缝时必须确保满足一级标准，这就更加增加了施工难度。
第五，节点多元化。现在人们在居住方面越来越注重生态理念,所以钢结构也在向满足人们需求的方向发展,在这种形势下, 注重人们需求的仿生态建筑便应运而生,这种建筑在满足人们需求的同时可以充分利用当地的自然资源优势,并且能够结合不同的需求将各种元素进行调整。大跨度钢结构的节点逐渐朝着铸钢节点和锻钢节点的多元化方向发展。
2 大跨度钢结构施工要点分析
大跨度钢结构的施工过程比较复杂,需要尤其注意焊接与吊装等相关工艺的施工,总结起来,主要包括下述几个方面的内容:
2.1 焊接前后的控制要点分析
在焊接钢结构前，一定要选择质量过硬的焊接材料,另外,焊接的电压和电流也一定要适当。焊接时一定要将焊缝处理干净,以便提升焊件的力学性能。第二，为了确保钢结构具有较高的精度，应该使用装焊接胎夹具的方式进行校验和装配操作。第三，在进行焊接操作时，一定要尽量避免钢结构出现变形，最后一步才是进行零件装焊加工。
2.2 构件的制作工艺控制
在制造大跨度钢结构构件前，需要选择适宜构件吊装地址，并且严格分析吊车运输路线。立体桁架的两片面桁架中间位置需要保证上下水平支撑效果，在制作中采取成熟工艺，满足施工与制造安全质量要求；H型钢结构整体组装、坡口加工、焊接是工程施工技术重点。
2.3支撑柱设置问题
一般而言，在进行大跨度钢结构施工时，在整体结构达到设计受力状态之前，需要采取措施对钢结构承担一部分作用力，此时就需要用到支撑柱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆虽然说支撑柱在短期内能够支撑钢结构，有利于钢结构施工，但是从长久来看，支撑柱可能会给钢结构带来比较严重的负面作用。由于支撑柱只是在进行钢结构施工时而对其的一个短期承担，并非一直支撑着，施工完成后需要拆除，因而在前期对其进行设计时，应充分考虑施工周期、交叉影响、吊装半径、分段受力状态等因素，特别是整体结构受力，避免钢结构中的一些作用力分布出现问题，临时支撑点处及附近区域内力加大，从而对工程整体的安全性和稳定性带来影响，引起安装过程中结构构件的破坏。
2.4 控制焊缝质量
大跨度钢结构工程结构复杂、工期紧、质量要求高、工程量大，焊接是钢结构重要工序之一，选择适当工序一焊接技术可以影响工程施工安全质量，从而高效、优质的完成施工任务。例如：在设计米熟料输送桁架时，需要使用大量倾向支撑。
所以，在施工中会有大量斜立焊、立焊焊缝结构，提高了焊接难度。如果焊缝为万余米，其中包括斜立焊、立焊总计长度5千米，占焊接施工总量50%。这种歇向、外部焊缝，需要在施工前进行多次工艺试验，选择适当工艺参数，并选调超焊接技术水平，在安全防护措施下，保证一次性合格焊接，避免二次返工。从而解决了繁重焊接量和工期紧两方面的矛盾问题，保证施工顺利进行。
2.5 大跨度钢结构装配工艺尺寸选择
大跨度钢结构装配中，应根据生产需求确定装配尺寸，尽量减小误差。根据相关图纸和装配流程要求进行设计和施工，确定公差尺寸。在放样过程中，企业应结合厂房建设的主要目的、屋架形式预留合理的收缩量，将放样连接板与操作平台进行焊接，通过铁挡进行型钢定位。为保证施工尺寸的准确性，应按照前一个拼装的屋架底模为标准进行焊接和装配，同时确保焊缝部位的清洁程度。
2.6 拼接和吊装
钢桁架整体拼接。对于有柱间支撑的钢桁架吊装，应对钢桁架进行分段吊装，分段长度为两柱之间的距离，待两段钢桁架吊装完成后，在两端钢桁架交接处进行拼接，拼接完成后松开吊钩，卸去荷载后方可进行下一段钢桁架的吊装。对于跨度较大的钢桁架吊装，钢桁架吊装前应先安装并固定好临时支墩(即胎架)，胎架顶端应平铺木方，木方与胎架顶端的工字钢绑扎固定，钢桁架的吊装分成三段，第一段桁架吊装并分别放置在混凝土柱和胎架上并用短木方和钢丝绳临时固定桁架，稳定后再吊装钢桁架第二段并放置在胎架上，吊装完成后在钢桁架交接处进行拼接，同理完成第三段桁架的吊装，然后安装该榀钢桁架与上一榀钢桁架之间的钢桁架，依此顺序，待整个架体安装稳定后，用千斤顶把钢桁架顶起，然后同步移除钢桁架下方胎架的木方，从而卸走胎架的荷载，移走胎架。构件安装采用焊接或螺栓连接的节点，安装定位焊缝不需承受荷载时，焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2／3，且不大于8mm，焊缝长度不宜小于25mm，位置应在焊道内。
对于大于20m的大跨度钢结构安装施工，常采取钢屋架整体吊装。吊装技术如下：采用三点吊装方式，以钢结构厂房的水平屋面为支撑，对拼装后的构件实现整体吊装。完成以1轴为中心的屋架吊装后,以此同样的方式进行二榀屋架的安装，注意控制屋架侧弯和倾斜。施工过程中，为确保稳定性，采用螺栓连接钢屋架与钢柱。完成屋架吊装后，应先检查其安装位置是否正确，螺栓固定的同时完成相邻屋架之间的垂直支撑安装与校验。大型面板H型钢采用焊接的方式连接。
3 大跨度钢结构施工注意事项
现如今，大跨度钢结构施工仍旧存在很多技术问题，而要更好的处理这些问题，必须注意相关施工事项。
(1)在施工时，首先要将主梁安装在支撑钢架上，并适时调节主粱的总体结构，进而安装次梁和龙骨。
(2)其次，在钢结构安装工作基本完成后，拆除建筑物中部的支撑钢架，而建筑物两边支撑点则要根据实际情况选择是否保留，待时机恰当可有效提升一些物件，比如主梁，可大概提高2m左右，再经过一段时间观察，基本掌握好整体结构的变化情况，最终确保锚点的顺利连接。
(3)在大跨度钢结构施工过程中，待整体钢结构提高到正常高度后，可以开始准备焊接。与此同时，结构综合质量应检测好。待所有的结构都达到相关标准后才可拆除提升设备，从而保证整个大跨度钢结构施工流程的顺利进行和整个项目的施工质量，最终推动施工工作的正常开展。
4 结语
总之，随着目前大跨度钢结构的逐步发展以及当今人们需求的日益加大．钢结构的施工难度也在不断增大，同时施工技术方面的要求也在不断提高。虽然犬跨度钢结构施工中依然存在诸多的技术问题．但是相信通过施工人员和社会各方的持续不断的努力．大跨度钢结构施工一定能够解决那些阻碍其发展的各种技术问题，从而取得更大的发展和创新。
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论文作者:黄夏维
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第11期
论文发表时间:2017/10/10
标签：钢结构论文; 桁架论文; 大跨度论文; 屋架论文; 结构论文; 构件论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2017年第11期论文;