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摘要：钢结构由于强度高、自重轻、跨度大等优势，在体育场、会展中心、音乐厅、机场等大型公共建筑及不同类型的工业建筑中得到了广泛的应用。随着我国建筑行业快速发展，大跨度钢结构工程施工越来越多，人们也越来越重视大跨度钢结构施工技术，文章重点论述了大跨度钢结构施工技术的具体应用，仅供参考。
关键词：大跨度；钢结构；施工技术；应用
1导言
工程建筑是社会发展的主要领域，与社会发展的各个领域都相互关联。目前，我国建筑工程施工体系全面优化，工程建设技术在实践中不断创新，双曲面大跨度钢结构网架，就是现代建筑工程施工技术创新的代表。该技术中不仅保留了钢结构体系受力支撑效果佳的特征，同时也进一步改建建筑钢结构形态，应用曲面重力分担的方式，提高钢结构受力能力，为进一步探索建筑工程钢结构应用，寻找到了新技术探索的要点。
2简述大跨度钢结构
主要说的是钢结构超过60m横向跨度的建筑结构，具体的结构形式主要包括：网架结构、壳体结构以及悬索结构等等，主要用在公共基础建筑与工业建筑，例如：体育馆、影剧院、高铁与机场的候车厅、大型商场等等。钢结构属于柔性构件，抗震等级较高；施工速度快、工期短，构件加工、安装尺寸相对精准，可控性强。在大跨度钢结构实际应用中，整体结构变得越来越大，例如：被《时代》杂志评为2007年世界十大建筑奇迹的“鸟巢”，就是世界上跨度最大的钢结构建筑，一个个钢结构构件将“鸟巢”造型巧妙“编织”，在第29届奥林匹克运动会上吸引了全世界数十亿人的目光；宛若“巨蛋”的国家大剧院，“蛋壳”由一根根弧形钢梁组成，东西向长轴跨度超过200m，6000多吨重的巨大钢铁天穹下没有一根柱子支撑，创下了世界上最大的钢结构穹顶纪录，在钢结构领域声名大噪；新近建成的贵州500m口径世界最大天文望远镜FAST，这个“国之重器”坚固硕大的圈梁，同样是被50根6~50m高低不等的钢柱支在半空的钢结构，人在其上宛如在一座钢桥上行走。“鸟巢”“巨蛋”“水立方”等建筑杰作的“钢筋铁骨”中，钢结构技术的点滴进展都弥足珍贵。正是一次次科技上的突破，助力我国钢结构建筑作品屡屡夺取“世界之最”的桂冠。如今，大跨度钢结构在体育馆、会展中心、展览馆、车站、候机楼等大空间公共建筑中的应用越来越多，钢结构也已从一种结构设计工具变为一种建筑思潮，一个个钢构件成为建筑设计的组成元素，甚至是表达逻辑的支撑点。从这个角度看，钢结构已然具有建筑美学和建设工具双重内涵，在冷冰冰的外表下，蕴含着丰富的人文灵感。钢结构享有业内公认的“绿色”标签。业内普遍认为，钢结构是绿色建筑的不二选择，钢结构建筑拆迁后，90%以上建材可以再利用，在建筑的全寿命周期内，都能最大限度地节约能源、保护环境、减少污染。受益于“一带一路”建设快速推进，我国钢结构正在逐步实现“走出去”。据了解，目前钢结构行业海外出口业务大幅上扬，有些钢结构企业的海外订单甚至超过了国内市场。
3大跨度钢结构安装中安全管理问题
在大跨度钢结构施工过程中，高处作业在屋盖施工期间安全技术管理难度较大，这就要求施工单位在制定安全施工计划时综合分析，对安全管理中的重点、难点内容严格控制。
（1）人员意识问题，由于作业人员对安全的不重视，现场管理人员的玩忽职守，觉得一点点小问题没事情，导致小隐患成为大隐患，最终酿成事故如：工人在作业时安全帽未按要求系帽带，高处作业未按要求系挂安全带等。（2）机械设备问题，钢结构工程因跨度大、体量大因而需要采用大型工程机械及大量的工机具。但是因施工持续时间长、环境复杂容易受到外界环境的影响。如焊机因长时间露天露天作业导致绝缘失效触电等。（3）交叉施工问题。从此次选择的工程案例结构看，属于大规模的空间钢结构，跨度大、高度高并且由于使用逆作法施工，在屋盖整体提升后钢结构在上边施工，土建在下边施工由于水平防护不到位，零件板或者焊条掉下去易造成砸伤。
4大跨度钢结构施工技术的应用
4.1环桁架弦杆钢梁的安装
支撑架安装后开始安装桁架的弦杆钢梁。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆起重机作业半径均在4~6m内，使用100t履带式起重机。布置支撑架时，应距桁架梁对接点0.5m。因钢梁较重，吊装前须确定钢梁重心，以确保起吊时保持水平。用全站仪控制环形钢梁吊装标高，在用钢丝绳固定时应做好构件四角保护工作，防止构件变形和磨断钢丝绳。对不稳定的构件应采用支架，及时形成稳定的框架体系。安装前在钢梁一侧相应位置焊接挡板，吊装就位后在另一侧再焊接挡板以固定钢梁。吊装到位后进行预起拱（起拱值5~7cm），以保证支撑架卸载后桁架标高达到设计值。在每根构件两端上翼缘上各焊接2根脚手管，供拉设安全绳用。弦杆钢梁安装流程为：拉设缆风绳→满焊支撑H型钢（全熔透焊缝），安装桁架下弦→在中间满焊支撑H型钢（全熔透焊缝），安装桁架上弦→满焊支撑架立柱→拉设缆风绳→满焊支撑H型钢（全熔透焊缝），安装桁架上弦。
4.2钢屋盖地面拼装阶段的安全技术
钢屋盖是整个博物馆钢结构的主要构成部分，钢桁架拼装时是施工过程中的一个事故高发时期，因此在制定施工安全技术管理方案时，把钢屋盖拼装作为其中一个重点内容，从多个角度制定按以此来规避拼装期间的安全问题。钢屋盖地面拼装有以下几个问题：
（1）施工用上人爬梯。桁架在拼装过程中桁架上下弦无安全通道。为了方便施工人员上下桁架。需要在上下弦适当的位置处配置自制的施工用爬梯，爬梯上部与主结构绑扎搭接或点焊牢固，并且在爬梯上部设置防坠器。（2）生命线拉设（水平移动）由于高空作业的区域较多，需在主桁架、次桁架及部分次梁间上拉设安全绳。在拼装时由于四层桁架离地面不足2m暂不设置生命线，但是在提升之前应设置完善以备后续钢筋桁架楼承板安装使用。（3）桁架焊接平台（挂笼）。桁架地面拼装过程中，焊缝较多，较大，对焊接工艺要求高。且有较多焊缝位置处于高空（大于地面2m以上），位置特殊。
4.3整体安装技术
整体安装技术主要是在地面上把整个结构拼接好，再用起重机，或者液压顶升设备吊到设计好的标高，然后再固定。整体安装技术可以在地面上焊接，这样可以有效保证焊接的质量，也可以控制结构的尺寸，整体安装技术非常适合用在球架的焊接。
4.4网架结构建立
内部网架建立与建筑工程其他各个部分相关联，是保障双曲面跨度构建稳定的主要部分。一般而言，应用焊接节点和焊接螺旋栓的方式，按照双曲面钢结构设计图实行网架定位。其中焊接节点是双曲面模型初期分割的重要依据，因此，焊接节点进行连接控制时，结合数据模型，准确确定焊接节点位置至关重要。同时，保持双曲面钢结构上部钢板与下部钢板水平，再加上焊接螺旋栓基础部分固定，将双曲面钢结构跨度结构连接为一个钢结构部分跨度体。此外，双曲面大跨度钢结构形式设计，分别在上部设有安装杆，下部设有下弦球。当双曲面钢结构实行基础框架焊接与安装过程中，小球处于左右摆动状态，如果双曲面大跨度钢结构各个部分安装平稳，则双曲面钢结构中的小球保持在安装杆的顶部，也就是双曲面的最高点处。此时，由于小球双边受力平衡，因此其位置固定;反之，如果双曲面大跨度钢结构整体安装结构不完善，安装杆各个部分的平衡度较低，下弦球在双曲面顶部所受的重力失衡，则小球就会在安装杆内部来回摆动，此时需要重新需要重新进行双曲面钢结构安装调整，确保双曲面钢结构底部安装平稳。
结束语
综上所述，在钢结构施工过程中存在的安全风险甚多，为了保证施工顺利完成，施工单位需要在项目前期结合项目实际分析研究工程潜在风险，钢结构建筑在未来发展中会越来越多，因为未来的建筑会越来越多样化，越来越宜居，而钢结构可以打破传统钢筋混凝土结构建筑高度极限、跨度极限并可实现建筑的外观多样性，现在越来越多的建筑结构向大跨度钢结构靠拢，大跨度钢结构技术也越来越成熟。
参考文献
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论文作者:洪树桐
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/17
标签：钢结构论文; 双曲面论文; 桁架论文; 大跨度论文; 钢梁论文; 建筑论文; 跨度论文; 《基层建设》2018年第21期论文;