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摘要:现代空间钢结构的一项重要技术,高空滑移法施工技术在近期得到了有关方面的高度关注。该项课题的研究,将会更好地提升高空滑移法施工技术的实践水平,从而有效优化现代空间钢结构的最终整体效果。
关键词:现代空间;钢结构;高空滑移;施工技术
1、现代空间钢结构施工技术的特点
1.1空间钢结构的跨度大,材质高档,钢板厚度大
随着社会科技和经济的发展,我国的建筑理念也不断的变化,为了满足广大客户的生活需求,建筑功能技术也有了革新。其中,现代空间钢结构的跨度向更大的范围发展。为了保证建筑物的质量及施工的安全性,国家超限专家审查委员会规定,此类建筑物必须采用高强度级别的钢材,并需要通过严格的监测,以保证钢板材料的厚度及质量。
1.2空间钢结构形式复杂多样
当前的空间钢结构在原有的形式基础上不的断创新、发展,已经有了新的组合模式。例如,以弦支窍顶为钢结构的奥运会羽毛球馆,以泡沫理论式多面体为空间钢结构的水立方,或是以仿生态为设计理念的现代空间钢结构,都使得建筑形式更加丰富。
1.3空间钢结构的构件数量多,设计难度大
在桥梁工程或是体育馆建筑等大型工程中,所需要的构件种类繁多、数量庞大,这就加大了施工的难度,影响了施工进程。因此,相关部门必须通过多次的试验和研究才能在保证施工质量的同时按时竣工。
1.4构件精确度要求严格,焊接施工难度大
如今,许多空间钢结构的建筑工程都是国家指派的重点工程项目,它们在施工质量标准方面有较高的要求。因此,相关部门在施工过程中必须要保证空间钢结构的构件精确度和焊缝技术,这些也加大了施工的难度。此外,施工过程中还要求对材质进行预拼装和焊接这些工作都需要借助从国外引进的施工技术及理念。为了保证工程施工的质量及安全性,在传统的技术手段上进行钢结构的创新,工作人员应该熟练掌握各种技术,克服施工中的困难。
1.5空间钢结构的施工结合了预应力技术
空间钢结构中的预应力技术是指采用预加应力的方法,调整空间钢结构的内力分布情况,并通过向空间钢结构施加压力,增强材料强度,扩大结构刚度。其中,预应力钢结构通过施加外力,改变了钢结构的受力状态,降低了内力峰值。这样不但能够平衡构建内部的荷载,还能够减小构建的截面积,从而减少用钢量。此外,预加应力还能够结合钢材的拉、压强度,加强空间钢结构的弹性承载能力,提高工程的施工质量。
2、空间钢结构施工类型
2.1网壳结构
网壳结构实质上与空间杆结构相似,平板网架型空间杆结构的原理根据规律将杆件组合成网格,结合壳体结构将其布置成具有一定空间结构的架构,因而其不仅具有杆系性质,还具有壳体性质。一般情况下,网壳结构是通过网壳内部两个方向的剪力、压力或者是拉力来进行传力。具体实例有1988年修建的北京体院体育馆,其主要是采用双层扭网壳(四块组合型且带斜撑),其主要参数为挑檐3.5m、矢高3.5m、平面尺寸为59.2m2,是我国跨度最大的双层扭网壳。
2.2悬索结构
悬索结构主要是柔性受拉索及边缘构件等所构成的一种承重结构。柔性受拉索的材料主要为圆钢、链条、钢铰线、钢丝绳、钢丝束等具有较好受拉性能的材料。悬索结构是主要利用具有较高强度和抗拉性能的材料,其结构优势是施工简单、节省材料、自重较小、跨度较大。该结构形式除在我国大型桥梁中的应用较为广泛外,还被广泛应用于仓库、展览馆、飞机库、体育馆等屋盖结构当中。
2.3网架结构
网架结构的主要原理是按照一定网格形式将多根杆件利用节点连结的形式组成一种空间结构。该种结构形式具有外形美观、稳定性好、自重轻、工业化程度高等特点,被广泛应用在大型建筑结构体系当中。
3、钢结构滑移施工关键技术
3.1施工及调整
钢管拱肋整体顶推纵向滑移是施工中最难控制的一个环节.必须保证钢管拱安全稳定的沿轨道前进。所有准备工作完成后,开始进行钢管拱的整体顶推施工。通过液压缸的推力先确保夹轨器夹紧钢轨,夹轨器反作用于钢轨上,由液压缸同步顶推前方的轮箱组前进。在液压缸上标注刻度用来控制顶推前进的距离,将各条轨道在出发点和就位点之间分成若于小单元,安排4名技术人员分别在4个拱脚监测轮箱的行进速度。顶推过程中,采用在俐轨面上抛洒粉砂的措施,保持摩擦配重块与钢轨的摩擦力。负贵监测前后方轮箱组的技术人员通过对讲机保持联系.发现任何部位发生异常立即哲停顶推并汇报,查明原因并解决问题后.再进行顶推操作。
钢管拱就位调整:钢管拱顶推到位后,对钢管拱进行精调,纵向位置偏差利用滑移量修正,竖向偏差采用调节钢轨标高修正,横向偏差利用轮箱轮子与轨道之间的缝隙塞铁片在滑移到位前提前修正。钢管拱修正到位后,安装拱脚预埋段与滑移系统拱肋之间的合龙段,并进行锁定焊接,安装腹板与其他附件,完成整个钢管拱的安装。
3.2施工中的安全措施
抗倾覆是滑移系统设计时必须考虑的重要内容,要保证钥管拱安全稳定的沿轨道前进,应进行横向抗倾覆验算,为了增加安全系数,防止钢管拱自行滑移,在滑移系統后方设置配重块以增加整个体系与轨道的摩擦力。横向抗倾彼验算。桥址区年平均大风天数》8级为156.sd,最大瞬时风速40.7m/s,主导风向与线路呈小角度相交。钢管拱安装完成后,倾筱荷载主要是横向风荷载。
4、钢结构桁架累积滑移施工技术
主析架在液压同步牵拉过程中.由于受到诸多因素的作用,很难保证两个顶推点的同步进行,而这两点的不同步推进又会引起衍架杆件内力发生变化,当超过一定限度时会对整个析架产生破坏作用。因此,对两端顶推状态进行动态监测,并随时加以控制,对施工安全有着重大惫义。油缸同步采用液压顶推系统本身的计算机系统控制,同步精度可控制在10 mm以内。为了控制以上各种情况下析架的稳定、同步及变形.拟采取以下措施:
1)析架在滑移过程中,是沿设定的直线前进的.如果滑道的直线度差.极易使滑道产生破坏。因此,滑道的施工梢度必须较高。
2)为了保证析架在顶推过程中的稳定性、同步性,本工程采用计算机控制液压顶推设备。液压顶推作业由计算机通过传感器进行闭环控制和钾能化控制,实现顶推的同步和负载的均衡,使顶推过程中钢析架的结构稳定性、同步性和位移偏差符合要求。另外,通过光学测量进行监控。
5、结语
通过对现代空间钢结构高空滑移法施工技术的相关研究,我们可以发现,该项施工技术良好效果的取得,有赖于对多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从现代空间钢结构施工的客观实际要求出发,研究制定最为符合实际的高空滑移法施工技术应用方案。
参考文献:
[1]李典,夏云飞,吴继义.网架高空滑移安装施工技术探讨[J].广西城市建设(施工技术与管理).2011(09):88-89.
[2]胡恒杰,吴迪.高空滑移法在网架安装施工中的应用[J].建筑施工(结构施工).2012(06):112-113.
关键词:现代空间;钢结构;高空滑移;施工技术
1、现代空间钢结构施工技术的特点
1.1空间钢结构的跨度大,材质高档,钢板厚度大
随着社会科技和经济的发展,我国的建筑理念也不断的变化,为了满足广大客户的生活需求,建筑功能技术也有了革新。其中,现代空间钢结构的跨度向更大的范围发展。为了保证建筑物的质量及施工的安全性,国家超限专家审查委员会规定,此类建筑物必须采用高强度级别的钢材,并需要通过严格的监测,以保证钢板材料的厚度及质量。
1.2空间钢结构形式复杂多样
当前的空间钢结构在原有的形式基础上不的断创新、发展,已经有了新的组合模式。例如,以弦支窍顶为钢结构的奥运会羽毛球馆,以泡沫理论式多面体为空间钢结构的水立方,或是以仿生态为设计理念的现代空间钢结构,都使得建筑形式更加丰富。
1.3空间钢结构的构件数量多,设计难度大
在桥梁工程或是体育馆建筑等大型工程中,所需要的构件种类繁多、数量庞大,这就加大了施工的难度,影响了施工进程。因此,相关部门必须通过多次的试验和研究才能在保证施工质量的同时按时竣工。
1.4构件精确度要求严格,焊接施工难度大
如今,许多空间钢结构的建筑工程都是国家指派的重点工程项目,它们在施工质量标准方面有较高的要求。因此,相关部门在施工过程中必须要保证空间钢结构的构件精确度和焊缝技术,这些也加大了施工的难度。此外,施工过程中还要求对材质进行预拼装和焊接这些工作都需要借助从国外引进的施工技术及理念。为了保证工程施工的质量及安全性,在传统的技术手段上进行钢结构的创新,工作人员应该熟练掌握各种技术,克服施工中的困难。
1.5空间钢结构的施工结合了预应力技术
空间钢结构中的预应力技术是指采用预加应力的方法,调整空间钢结构的内力分布情况,并通过向空间钢结构施加压力,增强材料强度,扩大结构刚度。其中,预应力钢结构通过施加外力,改变了钢结构的受力状态,降低了内力峰值。这样不但能够平衡构建内部的荷载,还能够减小构建的截面积,从而减少用钢量。此外,预加应力还能够结合钢材的拉、压强度,加强空间钢结构的弹性承载能力,提高工程的施工质量。
2、空间钢结构施工类型
2.1网壳结构
网壳结构实质上与空间杆结构相似,平板网架型空间杆结构的原理根据规律将杆件组合成网格,结合壳体结构将其布置成具有一定空间结构的架构,因而其不仅具有杆系性质,还具有壳体性质。一般情况下,网壳结构是通过网壳内部两个方向的剪力、压力或者是拉力来进行传力。具体实例有1988年修建的北京体院体育馆,其主要是采用双层扭网壳(四块组合型且带斜撑),其主要参数为挑檐3.5m、矢高3.5m、平面尺寸为59.2m2,是我国跨度最大的双层扭网壳。
2.2悬索结构
悬索结构主要是柔性受拉索及边缘构件等所构成的一种承重结构。柔性受拉索的材料主要为圆钢、链条、钢铰线、钢丝绳、钢丝束等具有较好受拉性能的材料。悬索结构是主要利用具有较高强度和抗拉性能的材料,其结构优势是施工简单、节省材料、自重较小、跨度较大。该结构形式除在我国大型桥梁中的应用较为广泛外,还被广泛应用于仓库、展览馆、飞机库、体育馆等屋盖结构当中。
2.3网架结构
网架结构的主要原理是按照一定网格形式将多根杆件利用节点连结的形式组成一种空间结构。该种结构形式具有外形美观、稳定性好、自重轻、工业化程度高等特点,被广泛应用在大型建筑结构体系当中。
3、钢结构滑移施工关键技术
3.1施工及调整
钢管拱肋整体顶推纵向滑移是施工中最难控制的一个环节.必须保证钢管拱安全稳定的沿轨道前进。所有准备工作完成后,开始进行钢管拱的整体顶推施工。通过液压缸的推力先确保夹轨器夹紧钢轨,夹轨器反作用于钢轨上,由液压缸同步顶推前方的轮箱组前进。在液压缸上标注刻度用来控制顶推前进的距离,将各条轨道在出发点和就位点之间分成若于小单元,安排4名技术人员分别在4个拱脚监测轮箱的行进速度。顶推过程中,采用在俐轨面上抛洒粉砂的措施,保持摩擦配重块与钢轨的摩擦力。负贵监测前后方轮箱组的技术人员通过对讲机保持联系.发现任何部位发生异常立即哲停顶推并汇报,查明原因并解决问题后.再进行顶推操作。
钢管拱就位调整:钢管拱顶推到位后,对钢管拱进行精调,纵向位置偏差利用滑移量修正,竖向偏差采用调节钢轨标高修正,横向偏差利用轮箱轮子与轨道之间的缝隙塞铁片在滑移到位前提前修正。钢管拱修正到位后,安装拱脚预埋段与滑移系统拱肋之间的合龙段,并进行锁定焊接,安装腹板与其他附件,完成整个钢管拱的安装。
3.2施工中的安全措施
抗倾覆是滑移系统设计时必须考虑的重要内容,要保证钥管拱安全稳定的沿轨道前进,应进行横向抗倾覆验算,为了增加安全系数,防止钢管拱自行滑移,在滑移系統后方设置配重块以增加整个体系与轨道的摩擦力。横向抗倾彼验算。桥址区年平均大风天数》8级为156.sd,最大瞬时风速40.7m/s,主导风向与线路呈小角度相交。钢管拱安装完成后,倾筱荷载主要是横向风荷载。
4、钢结构桁架累积滑移施工技术
主析架在液压同步牵拉过程中.由于受到诸多因素的作用,很难保证两个顶推点的同步进行,而这两点的不同步推进又会引起衍架杆件内力发生变化,当超过一定限度时会对整个析架产生破坏作用。因此,对两端顶推状态进行动态监测,并随时加以控制,对施工安全有着重大惫义。油缸同步采用液压顶推系统本身的计算机系统控制,同步精度可控制在10 mm以内。为了控制以上各种情况下析架的稳定、同步及变形.拟采取以下措施:
1)析架在滑移过程中,是沿设定的直线前进的.如果滑道的直线度差.极易使滑道产生破坏。因此,滑道的施工梢度必须较高。
2)为了保证析架在顶推过程中的稳定性、同步性,本工程采用计算机控制液压顶推设备。液压顶推作业由计算机通过传感器进行闭环控制和钾能化控制,实现顶推的同步和负载的均衡,使顶推过程中钢析架的结构稳定性、同步性和位移偏差符合要求。另外,通过光学测量进行监控。
5、结语
通过对现代空间钢结构高空滑移法施工技术的相关研究,我们可以发现,该项施工技术良好效果的取得,有赖于对多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从现代空间钢结构施工的客观实际要求出发,研究制定最为符合实际的高空滑移法施工技术应用方案。
参考文献:
[1]李典,夏云飞,吴继义.网架高空滑移安装施工技术探讨[J].广西城市建设(施工技术与管理).2011(09):88-89.
[2]胡恒杰,吴迪.高空滑移法在网架安装施工中的应用[J].建筑施工(结构施工).2012(06):112-113.