高空大跨空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的實(shí)踐分析

李世成 常文杰 翁文林

海洋石油工程股份有限公司 天津 300452

在建造大跨度鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，建設(shè)者必須全額投資，這有助于更好地反映正在施工的地層的安全性和狀況，但是，當(dāng)今的大型鋼結(jié)構(gòu)直接影響安裝結(jié)構(gòu)以及構(gòu)成該結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。所以，研究跨度大的鋼結(jié)構(gòu)空間建設(shè)的過(guò)程中的施工技術(shù)時(shí)，施工建設(shè)在大跨度的空間結(jié)構(gòu)的過(guò)程內(nèi)腰使用科學(xué)合理的定量分析的方式，才可以有利于實(shí)現(xiàn)施工的經(jīng)濟(jì)合理化，保證施工的安全性[1]。

1 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際發(fā)展中的現(xiàn)狀

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)，建筑施工技術(shù)水平也隨著得到了質(zhì)的飛躍。從以往建筑施工機(jī)械設(shè)備以及高端的施工技術(shù)需要從國(guó)外引進(jìn)，到現(xiàn)在我國(guó)擁有了自主研發(fā)的建筑施工科學(xué)技術(shù)以及被在世界建筑施工過(guò)程中廣泛應(yīng)用的建筑施工技術(shù)專利，并在建筑施工領(lǐng)域中居于世界前列。但是統(tǒng)籌來(lái)講，在高空大跨空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)上我國(guó)的技術(shù)水平還是比較落后，近幾年雖然有一定程度的發(fā)展，但是應(yīng)用的建筑工程還是比較少，主要在建造大型體育館上應(yīng)用的多。由于奧運(yùn)會(huì)和冬奧會(huì)在我國(guó)陸續(xù)開(kāi)展，我國(guó)加大了各地區(qū)大型體育館的建設(shè)力度，比如在2008年舉辦北京奧運(yùn)會(huì)，國(guó)家建設(shè)了舉世矚目的鳥巢、水立方等大型體育館。這些體育館的建設(shè)正是運(yùn)用了高空大跨空間結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。從這以后，國(guó)家加大了對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究及引用。隨著以后我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和建筑施工技術(shù)越來(lái)越成熟，高空大跨空間結(jié)構(gòu)施工技術(shù)會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，在建筑工程方面的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。

2 高空無(wú)支托拼接施工的技術(shù)

在高空大跨空間結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)的拼接方式是一項(xiàng)非常重要的施工工藝，這項(xiàng)工藝不僅關(guān)乎到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，同時(shí)也影響到建設(shè)項(xiàng)目的整體美觀。在我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的大跨度鋼結(jié)構(gòu)拼接技術(shù)就是高空塊體的擴(kuò)大單元無(wú)支托組裝技術(shù)。該技術(shù)的施工原理是將整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭澐?，根?jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的布置及施工組織設(shè)計(jì)要求，選擇合理的施工吊裝技術(shù)，在施工過(guò)程中不需要搭建支撐平臺(tái)，通過(guò)合理有效的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，利用自身的剛度形成穩(wěn)定的單元體，然后再將這些單元體依次進(jìn)行拼接，最后形成整個(gè)結(jié)構(gòu)體系。

3 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中要注意的問(wèn)題

由于施工技術(shù)在大型空間鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建過(guò)程當(dāng)中發(fā)揮著重要的作用，為確保結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益在施工過(guò)程中，要有合理的施工方案和科學(xué)的施工過(guò)程分析。在當(dāng)前很多大型空間鋼結(jié)構(gòu)的施工當(dāng)中，已將傳統(tǒng)意義上的施工方法進(jìn)行了創(chuàng)新，逐漸向著綜合化、高科技的領(lǐng)域進(jìn)軍，致使傳統(tǒng)的施工技術(shù)將面臨巨大的挑戰(zhàn)和施工技術(shù)難度的不斷提高。因此需要更多的科研、設(shè)計(jì)和施工單位一起進(jìn)行研究、開(kāi)發(fā)和創(chuàng)造新的科學(xué)性強(qiáng)的施工技術(shù)，來(lái)促進(jìn)發(fā)展中所需[2]。

4 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的分類與主要特點(diǎn)

由于三維空間形體作為空間結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)，而且三維受力特性的結(jié)構(gòu)通過(guò)荷載作用下會(huì)有所顯示。要利用合理的曲線形體來(lái)有效降低外荷載的直接影響，在空間結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)中還有其形式的多樣化和造價(jià)相對(duì)較低特性等，而且空間結(jié)構(gòu)自身重量較輕，有一定合理的受力。因此，在近年來(lái)，我國(guó)新型鋼結(jié)構(gòu)被廣泛采用。例如，索膜結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)等。由于采用的不同空間結(jié)構(gòu)，所以建筑物的展現(xiàn)形式也各不相同，比如會(huì)議中心、展廳、飛機(jī)庫(kù)和體育館等。這些建筑不僅成為一個(gè)城市的亮麗風(fēng)景，還體現(xiàn)出國(guó)家科技發(fā)展水平的高低，最重要的是大跨度與超大跨度的建筑和空間結(jié)構(gòu)核心技術(shù)成為了科技發(fā)展的主要指標(biāo)。

4.1 空間結(jié)構(gòu)形式的多樣化

由于傳統(tǒng)的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的功能過(guò)于單一，不能滿足當(dāng)前對(duì)于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的需要，因此結(jié)構(gòu)形式逐漸被固定。然而隨著目前建筑理論的不斷發(fā)展，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的形式也呈現(xiàn)出越來(lái)越多的形式，具有廣闊的發(fā)展空間。

4.2 施工的技術(shù)難度較大

由于大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑對(duì)節(jié)點(diǎn)支撐的需求量大，為充分滿足建筑的結(jié)構(gòu)形式與堅(jiān)固性，各個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要進(jìn)行相應(yīng)的焊接工作，這對(duì)于建筑施工來(lái)說(shuō)是一個(gè)大工程。在大型建筑工程中，通常是有成百上千個(gè)構(gòu)建，并且每個(gè)構(gòu)建的大小和尺寸都是不同的，這就給施工加大了相應(yīng)的難度。但是作為國(guó)家的重點(diǎn)工程建設(shè)對(duì)于工程的質(zhì)量是有比較嚴(yán)格的要求的，對(duì)于施工的準(zhǔn)確性和精準(zhǔn)度是有很高要求的。

4.3 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于鋼材等級(jí)的高要求

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平不斷進(jìn)步，建筑領(lǐng)域中的一些傳統(tǒng)的施工觀念和建筑理論也在不斷的更新?lián)Q代，人們對(duì)建筑物的功能要求也在日益變化，高空大跨空間結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用也因此得到進(jìn)一步的應(yīng)用和推廣。在建筑有限的空間范圍內(nèi)，如何使其進(jìn)一步擴(kuò)大逐漸成為建筑學(xué)研究發(fā)展的方向。建筑空間橫向擴(kuò)展必定會(huì)更加豐富其內(nèi)部使用功能，但由此也會(huì)造成建筑物頂部結(jié)構(gòu)的重量會(huì)越來(lái)越重，兩側(cè)的墻體也會(huì)難以承受其重量[3]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，大跨度鋼結(jié)構(gòu)的建造需要考慮多種因素，并根據(jù)實(shí)際工地的具體情況對(duì)應(yīng)用的施工技術(shù)進(jìn)行修改，采用更具針對(duì)性的更改。 確保整個(gè)項(xiàng)目施工效率的措施。