祝言国
山东淄建集团淄博天润房地产开发有限公司山东淄博255028
摘要：大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系广泛应用于大型公共建筑中。文章介绍了大跨度空间钢结构类型及其施工特征，对大跨度空间钢结构施工技术中的关键工序进行了重点分析。
关键词：大跨度钢结构结构类型施工技术
大型公共建筑特别是大跨度的建筑物，包括机场建筑、体育馆、文化馆等，都采用大跨度空间钢结构作为建筑物的屋盖结构体系。大跨度空间钢结构的受力情况复杂，对施工要求较高。现就大跨度空间钢结构及其具体施工技术进行分析。
1大跨度空间钢结构类型
大跨度空间钢结构建筑是指横向跨越30m以上空间的各类结构形式的建筑，其结构形式多种多样，当前世界上使用大跨度空间钢结构的各大建筑中，最典型的代表即奥运建筑，大跨度空间结构技术对多种多样、形式丰富的奥运建筑起着推动作用。其中，奥运历史上著名的罗马体育馆主要采用装配现浇式钢筋混凝土薄壳结构，而巴塞罗那圣乔地体育馆采用了网壳结构。其中，大跨度钢结构的类别主要如下所述：
1.1网架结构
网架结构主要指的是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。网架结构具有工业化程度高、自重轻、稳定性好、外形美观的特点。
1.2网壳结构
网壳结构与空间杆系结构较为相似，平板网架型的空间杆结构是通过杆件根据规律而组成网格，并结合壳体结构布置成一定的空间架构，因此，它不仅具备杆系的性质，而且同时具备壳体的性质。网壳结构主要通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力进行逐点传力。
1.3悬索结构
悬索结构主要为由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。其中，可以将钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢以及其他受拉性能良好的线材作为索的材料。悬索结构主要通过利用高强材料的抗拉性能，它具有跨度大、自重小、材料省、易施工的优势。悬索结构除在我国的大跨度桥梁工程应用广泛外，还应用于体育馆、飞机库、展览馆、仓库等大跨度屋盖结构中。
2大跨度空间钢结构的特征
2.1钢结构大跨度、钢材高等级、钢板足够厚
现代空间钢结构的跨度更大，短向跨度超100m早已广泛应用于建筑中。国家超限专家审查委员会通过编制大跨结构超限审查的规章制度，以此规定此类大跨度空间钢结构必须采用大量的高强度级别钢材，如Q390C、Q420C、Q460E等，确保其钢板材料等级高、厚度足够。
2.2钢结构形式及其节点形式多样性、复杂性
当前现代大跨度空间钢结构的结构形式较多，其结构形式正不断创新、发展，主要朝各类结构的组合形式发展。其中，奥运会羽毛球馆以世界跨度最大的弦支穹顶作为钢结构，而广州国际会展中心以张弦桁架作为钢结构。水立方以泡沫理论式多面体空间钢架结构，而鸟巢主要以复杂的空间桁架作为钢结构。
以仿生态建筑作为现代空间钢结构，空间钢结构包括铸钢节点、锻钢节点、球铰节点等，其节点形式多种多样，使得建筑形式更为丰富。
2.3钢结构构件数量及截面种类多、设计难度大
大型工程的构件较多，甚至是由几万个、十多万个构件组成，该构件的截面形式、尺寸和长度各不相同，导致施工单位放样难度加大，尤其是部分弯扭构件必须通过试验与研究才能完成。
3大跨度空间钢结构的主要施工工序
3.1煨弯、相关线切割详图转化及施工分析
通过采用主桁架带一定弧度，可以使得管桁架的设计造型效果较佳，其中，煨弯工序既有中频加热煨弯，又包括冷煨弯。它属于整个钢结构工程施工中的至关重要工序。一方面，通过采用校正工序，可以顺利地开展热弯与冷弯工序，并保证工程的工序顺利开展。另一方面，在进行冷弯工序时，其冷弯规格为800mm×40mm。另外，相贯口施工及焊接的质量与煨弯的精度紧密相关。倘若焊接的误差大，其相贯口的施工难度也随之加大。
3.2铸钢件施工分析
铸钢静态力学性能较好，且其铸造成型性较好，可以实现较高质量的工程要求，其中，若钢结构的节点位置较为复杂时，可以采用铸钢节点的方式进行施工，在施工时必须注重这三方面：只有确保铸钢件的力学性能符合要求，并结合相应地选择标准确定铸钢件的牌号，确保铸钢材质的等级较高，必须符合焊接连接的铸钢件质量要求，避免影响铸钢件的施工质量及施工进度；通过注重检查铸钢件表面的气孔处、蜂窝麻面及外形是否有凹坑，通过衡量其外形大小、规格、尺寸及相关壁厚，着重检查铸钢件的内在质量；焊接铸钢件及其他相关构件，通过评定焊接工艺，确保工艺达标，才能使用焊接连接的铸钢节点施工方案进行焊接。
3.3地面拼装分析
地面拼装的方法包括正拼、倒拼或侧拼，地面拼装方法的选择与桁架结构形式、矢高、地面组装空间、分段位置、起重机站位等因素息息相关。地面拼装的质量影响到地面安装的精度及效果，在地面拼装时要注意以下几点：胎架本身的刚度及变形、测量放线及跟踪、拼装预起拱及控制措施、调整安装顺序以尽可能保证相贯线隐蔽焊缝的焊接、节点位置尺寸控制精度。
3.4滑移施工、吊点设置分析
在开展吊点设置、滑移施工工序时，设置吊点位置属于较为简单的施工工序。但是，若该空间结构属于异形空间结构，就必须首先建立模型并进行计算，再结合起重机的具体站位情况以及构件的吊物安装的高度等方面因素来确定具体的吊点位置及长度、具体规格形状等。
此外，当起重机的具体性能、具体空间站位、“卡杆”等因素受限制时，只能以吊物重心的方式进行吊物安装，或通过借助建模模拟计算和先进的装备来降低施工的难度。在开展滑移施工过程中，最好配备适量的钢绞线、爬行器等液压控制系统。其中，液压爬行器滑移的应用较为广泛，它具有可拉、可推同时又可以多点布置等优点。在进行滑移施工时，必须着重处理滑道，确保各大滑移点都能得到同步性控制，并注重保持单位行程的距离，及时改善调节手段、处理滑移点的支撑工序及卸载工序。
4结语
综上所述，随着我国科技的不断发展及我国建筑行业科研人员的不断深入研究，结合大量相关的工程实践经验、新技术、新材料，大跨度空间钢结构将不断发展、创新，使其不断完善，促使我国大跨度空间钢结构应用更为广泛，更好地服务于我国的建筑工程与社会。
参考文献：
[1]王崇革，王鹏，孙哲.大跨度空间钢结构的发展与现代施工技术[J].城市住宅，2015(6).
[2]梁岳峰.浅析大跨度空间钢结构的现代施工技术[J].门窗，2014(6).
[3]胡国平.分析现代大跨度空间钢结构施工技术[J].建筑知识，2014(03).
作者简介：
祝言国(1963.02-)，男(汉族)，山东淄博人，毕业于山东建筑大学(原山东建筑工程学院)机电系工程机械与起重运输机械专业，本科学历，工学学士学位。现为山东淄建集团淄博天润房地产开发有限公司副经理，高级工程师。曾任淄建集团工程管理部副部长，淄建集团金属结构公司经理，淄博天柱钢结构公司经理等，国家级期刊上发表过多篇论文，主要从事机械安全技术、钢结构、土建施工方面及房地产项目的开发研究工作。