大跨度屋面钢结构吊装施工要点
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大跨度屋面钢结构吊装施工要点
摘要：大跨钢结构吊装施工工艺中，最突出的问题是其变形问题，一旦出现变形问题，将会对大跨度钢结构的吊装工作产生很大的影响，从而导致重大的安全事故。本文着重从实施大跨钢结构吊装的关键技术入手，对其技术的发展和提高起到一定的推动作用。
关键词：大跨度；屋面；钢结构吊装；要点
前言：
大跨钢结构自上世纪50年代兴起，其结构形态在随后的数十年中呈现出多元化的发展态势。目前，由于其独特的优势，大跨钢结构已经成为目前国内应用范围最广的一种建筑类型。作为一名现代大跨复杂钢结构的设计者，必须对其成型过程、施工程序、最终设计状态、施工方法和设计状态等问题给予高度关注。
1大跨度空间钢结构的特点
1.1空间钢结构跨度大，钢材等级要求较高
随着科学技术的发展，建筑业的建设理念不断更新，建筑空间钢结构的跨度不断扩大，以适应人们的实际需要。尽管空间的横向延伸可以丰富建筑的内部空间，但同时也会给建筑结构带来一定的压力，因此，如何确保空间框架的安全，提高钢结构的承载能力，就成为保证结构质量的重要因素。为此，国家有关部门制定了严格的施工安全审查标准，规定大跨径建筑应选用高强度、高质量的高强钢，并定期对其进行检查，以保证能及时发现问题，达到预防的目的。
1.2结构形式多样化
由于传统的大跨空间钢结构的功能比较单一，所以其结构形式也是固定的。随着现代建筑理论的不断发展，大跨空间钢结构的发展也日趋多元化。比如基于生物仿生的奥运鸟巢建筑，基于泡沫理论的水立方等。大跨空间钢结构的设计思想和现代技术相结合，不但可以使建筑的外形更加丰富、更加美观、更加科学合理。
1.3现代预应力技术的运用
采用现代预应力技术，可以有效地改善大跨空间钢结构的强度，提高建筑的安全性能。现代预应力技术是一种新的应用技术，它能提高建筑物的强度，并能提高建筑物的寿命。
1.4施工技术难度大
大跨空间钢结构房屋需要大量的节点，为了保证其强度和强度，各种节点都要进行焊接，这是一项浩大的工程。大型的建设项目，一般都是以万为单位，建造的规模和大小都不一样，这就增加了建造的难度。而国家重点项目的建设，对项目的质量要求很高，都需要高精度的施工[1]。
2大跨度屋面钢结构施工技术要点
虽然不同的建筑形式不同，但其施工过程和技术要点却大相径庭。下面，就以最基本的框架结构为例子，按照步骤，从大跨屋顶钢结构的施工中，进行详细地分析和讲解。屋顶大跨钢结构施工工艺按施工程序可分成以下步骤：施工场地规划、钢结构构件制作、构件组装、焊接稳定、检测、安装及加固。
2.1 施工场地规划
大跨度屋顶建筑首先要进行建筑的工程设计，根据建筑的功能和面积要求，合理地规划建筑的结构，在施工和设计中，首先要考虑到材料的选择，并根据建筑物的实际结构稳定要求，选择合适的钢筋和相应等级的混凝土。在完成了项目的设计后，就可以进行工地的规划，并在工地上进行合理的工作和休息。另外，在工地上也要留出一条起重机的通道。
2.2钢结构构件制造 选择合适的钢种后，根据设计图纸上的零件尺寸和规格进行生产，施工时要注重钢结构的连接处和桁架的质量控制，钢结构构件的连接和桁架的连接部位应选用SM490B-Z25作为标准，并根据实际需要合理地规划板厚[2]。
2.3构件组合拼接
以网架结构为例，其屋面为双向外挑式帽檐，每节框架的承重达20吨以上，所以构件的拼装必须在空气中进行。但是，在完成吊装前，必须先将车架进行搭接。
2.3.1胎架现场拼接工艺
当工地上的脚手架布置完毕后，可以组织工人在平台上铺设主体是方管、副结构是4#角钢的胎架，首先用水平尺在地上画出胎架的中线。然后以中间线为基础，进行钢筋胎架的拼接，在拼装过程中，要经过多次定位、焊接和焊接后的校正。在进行胎架固定时，必须保证操作的准确性， H型钢梁和方形钢梁必须与胎架中心线对齐，不能在中间位置不对齐就强行进行组装。如果出现接头部位不匹配的问题，可以在现场进行剪裁，使其顺利地对接。
2.3.2胎架焊接工艺
在焊接前，为了防止油污、锈迹等原因，焊接不牢，虚焊等问题，影响胎架的稳定性。在焊接作业的初期，应先对 H型钢的中心位置进行调整，以保证 H型钢在横向和纵向上不会出现偏差。首先，应从钢截面的下部开始焊接，在 H型钢的上部增加2 mm的空隙，以弥补在底部焊接时因温度过高而产生的弯曲。如焊接时出现焊接点的变形，或有明显的缺陷，应及时用砂轮或其它设备将焊接部位打磨平整，再重新焊接。一般情况下，采用手工电弧焊接工艺，使用CO2气体保护焊，使用4 mm的手工焊条，在焊接过程中，要将焊接温度控制在110~150℃，然后在每次焊接完毕后，在滑动装置上进行最后一次焊接，并进行记录。
2.3.3涂装工艺
胎架焊接完毕，待其完全冷却后，检查胎架的结构是否稳定，如果达到稳定状态，即可进行涂装。在喷涂前，要用喷砂机将河砂作为基本的研磨材料，大跨屋顶钢结构的施工工艺要求对胎架进行表面处理，除锈级别不得低于 Sa2.5级，然后对经过表面粗糙度检测合格的胎架进行喷涂。
2.4桁架吊接
在施工场地狭窄的情况下，大跨钢结构桁架的安装因地理条件的制约，无法实现地面组对、整体吊装。只能将其拆分为单个构件，然后在空中进行整体组合。由于单层桁架刚度小、强度低，在吊装时易出现不稳定现象，因此在施工之前必须对其进行加固，避免出现严重的安全事故。对各桁架的起重顺序进行了合理的选择。桁架采用两台起重机和三台起重机来完成。该方法适合于120米以上各种钢结构桁架的安装，尤其是在场地狭窄，大型，超重，单机或多机不能同时进行整体吊装的情况下。充分发挥起重机械的作用，将其拆分为单个构件，然后在空中进行整体组合[3]。通过对桁架自身的刚度和强度进行强化，确保在安装时不会出现不稳定的情况。
钢结构的制造，必须按照设计图纸和相关的技术规范进行，并在工厂进行预制。按装船容量进行分段加工，运到工地后，组装完成。在吊装过程中，使用双台吊车，因吊车的起重能力和位置差异，需要分别计算吊车的吊重，从而确定吊车的吊点。
当一条桁架已经被抬起，而另一条桁架恰好在它的下面，当主吊车无法直接就位时，就需要在空中进行吊索。每一条桁架在吊装就位后，要马上把它的下弦和支架紧固起来。对于无法一次性完成的超长桁架，可以将其分为两部分，并设置临时支撑。当两个桁架被吊起后，应该立即进行连接，使之成为一个相对稳定的整体。在施工过程中，可以在上下弦段等间距处进行连接。当桁架形成比较稳固的整体后，就可以进行吊杆等的安装。
结束语
总之，随着建筑业的发展，对高跨空间钢结构的施工技术要求越来越高，空间钢结构也顺应了这个发展趋势，为我国的建设作出了巨大的贡献。我们要继续努力，把更多的技术人员引进来，把我国的建筑事业推向一个新的高峰。施工控制技术的不断改进与发展，既得益于国内技术人员的努力，也得益于广大人民群众的不懈奋斗。相信国内的建筑控制问题在完善后将会得到更好的发展，发挥更大的作用。
参考文献:
[1]施锋. 大跨度屋面钢结构吊装施工要点[J]. 大众标准化,2022(11):163-165.
[2]孙林. 大跨度钢结构屋面吊装施工技术浅谈[J]. 科学与财富,2017(4):150-150,151.
[3]冒柳新,陈霞,唐浩. 大跨度钢结构屋面工程施工技术[J]. 建筑技术开发,2021,48(17):41-43.
