钢结构六大施工方法.docx

钢构造六大施工措施

伴随体育馆、博物馆、美术馆、大型商业等建筑形式迅速发展，我们身边出现了更多的大型钢构造建筑。下面来看看大型钢构造施工重点技术均有哪些吧。
高空原位单元安装法
高空原位安装法包括高空原位散装法和高空原位单元安装法。
（1）散装法。一般采用悬挑法或满堂脚手架法直接将构件在设计位置拼装。
此法为满足高空搁置及工人施工条件，需搭设满堂脚手架进行操作平台支撑。合用于跨度较小、工期规定较宽松的网架、网壳等构造中。
长处：由于单件的重量较轻，可有效减少起重设备的起重规定。
缺陷：支撑搭设时间长，高空作业多，工期跨度大，且需用大量支撑材料，占用大量建筑物内场地。
（2）单元安装法。采用构造分块措施，将合理分块的单元吊装安装。此法在条件容许状况下，可预先将单元在工厂进行预拼装。吊装单元的合理划分，一般应把握如下几点。
1）单元的大小视起重机能力和构造形式而定。
2）梁柱构造一般将分段位置设在反弯点位置。
3）网架、网壳构造可采用分块、分条的方式。
4）单元须有足够的稳定性、刚度及强度，自成一体。
滑移安装法
滑移安装法一般分构造滑移法、支承滑移法。
（1）构造滑移法。将构造整体(或局部)先在具有拼装条件的场地组装完毕，再运用滑移系统整体移位完毕安装。这种安装技术拼装场地和组装用机械设备可集中于一块相对固定的场地，与原位安装法相比，可减少临时支承与操作平台的措施用量，节省场地处理和管理成本。采用此法至少应注意几种要点。
1）构造支承处有助于铺设滑移轨道，滑移路线长，效率越高。
2）滑移单元应为几何不变体系，滑移过程中有足够的刚度和稳定性，尽量减少滑移时的抵御力。
3）当采用多点牵引来实现滑移时，为防止构造在滑移过程中发生扭转，牵引的同步性须得到控制，若难以保证，则应充足计算评估因牵引不一样步给滑移单元导致的影响，必要时可为滑移单元进行临时加固。
4）滑移单元在最终固定之前，构造在移动方向与其正交方向存在着“轻易滑移”的趋势，由于与设计支承条件不一样，要防止设计外(即滑移平面外)的变形，有必要采用防止“滑落”的对策，例如在两侧支承附近设置自平衡的刚性拉杆或柔性拉索。
（2）支撑滑移法
支撑滑移法是在构造的设计位置搭设支承架，以给构造在原位安装提供支承和操作平台，待该部分构造安装完毕后，支承滑移即与已装毕的构造脱离。这样即为相邻构造的原位安装发明了条件，如此循环，直至构造完毕整体安装。采用此措施需注意支承构架除满足常规的整体及局部稳定外，还要考虑水平动荷载(启动及刹车作用引起的水平惯性力)。
整体吊装法
整体吊装法是指分散的构造构件在地面的时候将其拼接成整体，然后在运用起重设备将其吊至高空设计的位置施工将其安装，这个措施多于中等的跨度下桁架构造非常合用，同样对起重设备的规定会比较高，并且在使用整体吊装的过程里对于地面上的建筑工程的施工会有很大的影响。在施工过程中应注意如下几点。
（1）根据网架构造形式、起重机械（起重机械拔杆）性能及现场条件，决定整体吊装块的大小，重量多少，多方论证优化方案，制定出切实可行的详细整体吊装方案，以保证网架吊装过程中的同步控制及空中移位的安全保证。
（2）起重滑轮组穿绕措施，大吨位起重滑轮组的钢丝绳穿绕与否对的，会直接影响到吊装工作能否顺利进行。常用的措施为顺穿法和花穿法，需根据详细状况选择合适的措施。
（3）起重机或拔杆性能与构件吊装重量、起重滑轮组、铁扁担、索具、缆风绳、地锚、卷扬机或搅磨、地基、吊点、网架空中移位、拔杆拆除等均应验算，必要是可进行试验检查。
分条或分块安装法
所谓分条或分块安装法是指将钢构造的构件在地面上进行焊接，将其变成条状或者是块状的拼装，接着由起重机械吊装至设计位置构成整体架构，因此它也被称为小片安装法。相比较高空散装法可以节省诸多的地面支架，并且分块或分条的大小一般是由起重设备的承受范围所决定的，因此施工方案的制定会比较灵便。此法重要有如下特点。
（1）承重支架除用扣件式钢管脚手架外，由于分条或分块安装法所用的承重支架是局部不满堂的脚手架，因此也可以用塔式起重机的原则节或其他桥架、预制架。
（2）网架分条分块单元的划分，重要根据起重机的负荷能力和网架的构造特点而定。其划分措施有下列几种。
1）网架单元互相靠紧，可将下弦双角钢分开在两个单元上。此法可用于正放四角锥等网架。
2）网架单元互相靠紧，单元间上弦用剖分式安装节点连接。此法可用于斜放四角锥等网架。
3）单元之间空出一种节间，该节间在网架单元吊装后再在高空拼装，可用于两向正交正放等网架。
（3）网架挠度的调整
合拢前应先将其顶高，使中央挠度与网架形成整体后该处挠度相似。由于分条分块安装法多在中小跨度网架中应用，可用钢管作顶撑，在钢管下端设千斤顶，调整标高时将千斤顶顶高即可，比较以便。如设计时考虑分条安装的特点而加高了网架高度，则分条安装时不需要调整挠度。
（4）网架尺寸控制
分条（块）网架单元尺寸必须精确，以保证高空总拼时节点吻合和减少偏差。如前所述，一般可采用预拼装或套拼的措施进行尺寸控制。此外，还应尽量减少中间转运，如需运送，应用特制专用车辆，防止网架单元变形。
无支撑安装法
大跨度悬挑钢构造无支撑安装法是在不搭设支承机构的条件下，以悬挑钢构造本体的刚度为依托，运用吊装机械进行高空散件安装，采用逐渐延伸、阶段安装的方式进行施工。合用于构造本体刚度大、稳定性好，高度较高的悬挑钢构造。采用该工法，受自重影响，悬挑段一定会下挠，由此带来的困扰是构件的安装坐标未知，当碰到对安装位形有规定或存在合龙情形时，施工过程中构造的位形控制是最大的技术难题之一。此技术实行需注意如下几点。
（1）运用有限元软件模拟施工各阶段的变形及应力，根据计算成果设置钢索张拉并采用预变形控制措施，实行过程监控桁架的位移与变形。通过计算机全过程施工模拟，针对各工况进行加载分析，验算构造的位移变形和应力比，精确计算出不利工况下的钢索受力状况，以控制构件的整体变形。在不一样的施工阶段反复监控并记录柱梁节点部位的位移数据。
（2）对主桁架对应的钢柱连接牛腿标高控制在3 mm偏差范围，并对悬挑桁架下弦杆进行预起拱，防止桁架下挠。增设辅助支撑体系，吊装前计算好钢柱的重心位置，通过钢丝绳和手拉葫芦调整钢柱受力平衡，吊装后用辅助管支撑将钢柱与低层钢梁的吊耳连接，钢柱牛腿层形成局部稳定框架、焊接完毕后再进行拆分，必要时辅助钢索张拉，实现安装过程的变形控制。
（3）超高空焊接作业时，如风力较大，须采用钢构造焊接防风措施。钢柱对接时搭设用三防布围挡的操作平台；框架梁和竖向支撑焊接时，采用与钢柱进行螺栓连接的可拆卸移动式防风罩，以保证钢构造的焊接质量。
（4）可按区域将构造分解成悬挑梁、柱及竖向斜撑，悬挑梁与斜撑采用组合单元安装，与钢柱形成三角稳定体，安装平面内钢梁，在悬挑梁安装立柱和上层框架梁、次梁，然后安装延伸悬挑段桁架。过程中通过构造的自身稳定性，分步依次作业，通过钢索张拉技术控制节点标高和位移，从而保证位移控制在合理范围内，大幅提高了施工的速度和安全性。
折叠展开安装法
折叠展开安装法是运用网壳穹顶的构造，其使用原理在于它的立体空间可以被当做是环向箍的效果与径向拱的效果来叠加。这种施工技术是将网壳去掉一部分杆件，让其成为一种可以机动的构造体，将网壳构造在地面上将其折叠的部分进行展开，来减低安装高度，最终通过提高设备的方式补全剩余的构建设计位置，使整体的构造恢复之前的静定构造。该措施有如下技术要点。
（1）构造抗瞬变
当网壳可动铰之间连线的夹角靠近180°时，会发生几何瞬变现象。瞬变铰部位运动速度很快，提高力迅速减小，提高索松弛，网壳杆件内力增大直至破坏。可采用如下措施处理。
1）在网壳的两侧各设置4根临时拉索，当吊点提高到网壳靠近瞬变时，减慢提高速度，张紧临时拉索，通过滑轮组缓慢释放索内张力，以防止瞬变的发生。
2）在节点板的合适位置添加限位装置，限制节点的转动范围，防止节点在不利状况下的忽然大幅度转动。
3）点动短距提高，为防止网壳提高中构造瞬变反拱现象，构造设计时要考虑关键阶段进行短行程提高，每次行程20mm，必要时缩短为10mm，以便于施工人员的观测、测量及浪索调整等工作。
（2）提高过程中的同步控制
提高时假如各吊点不一样步，除了网壳会发生变形外，两侧不一样高差引起的水平力还会导致偏移，甚至吊索发生松弛导致构造失稳现象。在提高过程中网壳梁端是固定铰支座，中间铰支座不固定，这种构造提高时如同步控制不好将增长构造的不稳定性。因此必须控制提高过程中各吊点的高度偏差、动作同步及负载均衡，可通过如下方式处理。
1）因一种吊点与其他吊点之间存在高差对构造内力有影响的区域集中在该吊点和临近吊点附近，对构造的其他区域影响很小。可通过合适增大应力变化较大杆件的截面来抵御高差的影响。
2）当吊点高差到达一定数值时，较高吊点临近的一种吊点将发生吊索松弛。通过超大型钢构造整体提高计算机控制系统来保证提高过程中的高差。
3）采用人工辅助监测。监测内容包括网架提高高度、水平偏移、提高架垂直度以及液压千斤顶压力等。如发现超标立即告知提高控制室及时调整。
（3）内应力控制
网壳提高时有多种铰轴，各铰轴之间须互相平行，每一种铰轴上的铰须多铰同轴，否则会产生过大的内应力，严重时将发生网壳变形，甚至损坏。因此网壳的拼装精度须符合规定。
1）严格控制网壳制作和拼装误差，网壳在地面拼装后各铰轴必须互相平行，同一铰轴上各个铰的同轴度误差≤3mm。
2）提高中严格控制各吊点负载的变化差异，使网壳保持动态平衡。
3）在施工中采用了高精度的偏差控制技术、高稳度的负载调整技术、多点同步调整技术和点动短距提高技术等先进措施，保证了施工质量和施工安全。