探讨大跨度全钢结构制作、安装质量控制

探讨大跨度全钢结构制作、安装质量控制随着经济的发展以及建筑事业的蓬勃向上，各地体育场馆、飞机场、高铁、展览馆等公共建筑场所的修建使大跨度全钢结构的优势得以发挥，实现了较为广泛的应用。大跨度全钢结构具有相对轻便的优势，以及较强的抗风性、抗震性、保温性，十分适用于大型建筑顶棚、屋盖的设计。在我国比较典型的大跨度全钢结构的应用具体表现为南京国际展览中心的无柱大空间结构的屋面设计、广州新白云国际机场航站楼的主楼结构设计、西安国际展览中心的屋盖钢结构设计、宁波国际会展中心小展厅屋盖的结构设计等。这些大型建筑的设计中对大跨度全钢结构的应用以及发展代表了一定的发展水平。 1 大跨度全钢结构的优点 1. 1 具有美观的造型结构 在建筑设计中钢结构是体现现代感的主要设计材料。钢结构的外观具有简洁明快的特点，且造型大方美观，在不做任何修饰的条件下仍能体现出美感。并且钢结构没有外凸的节点或零件，不需要对其进行复杂的造型外观上的修饰。钢结构在建筑中的美感还体现在它自身的线条上，其线条形式可以多种多样，既可以时圆拱形也可以是平板性或是其他的任意的曲线形态。其结构外观的表达具有直接性，可以不加修饰直接外露，且不影响其美观，反而表现出一种张力一种健美。这样的造型特点可以满足多类型建筑设计的需要。 1. 2 优良的截面性能 在大跨度全钢结构中，钢管的截面形式通常为对称形式，有利于单一杆件设计的稳定性。同时钢管截面的闭合提高了抗扭刚度，提高了结构的承载能力。 1. 3 便捷的制作与安装 在大跨度全钢结构的制作安装方面具有十分便捷的特性，主要的使用构建已经在厂内进行了系统化的设计完成，不必进行混凝土结构的湿作业，只需运输到建筑场地进行直接组装、安装即可，这样施工时间就被缩短了，提高了施工效率。 1. 4 具有较大的使用空间 大跨度全钢结构具有较强的刚度以及较好的稳定性，其跨度大的特点使得建筑空间也相应的增大。 1. 5 较好的经济效益 由于钢管材料在各个指标上都具有较强的稳定性，且相较于网架结构省去了较多节点、杆件的布置，节约了钢材使用量，另外在相同的承载力的状况下，其钢管外表面积较开口截面钢构件的面积小，有效的节约了防火涂料的使用量以及相关材料的消耗和人员的配置，具有较强的经济效益。 2 大跨度全钢结构制作工艺 2. 1 下料 在进行下料之前需先对桁架进行三维空间建模，通过计算机技术，对每一根杆件单独编程，建立正确的几何信息，对每一根杆件的所有相贯节点的相贯线轮廓进行确定，并将所得确定点输入相贯线切割机程序中进行切割。这一措施可以保证构件的尺寸精度。接着通过带锯机进行齐头，采用相贯线切割机对坡口进行处理。 2. 2 弦管的弯曲成形 由于一些钢管结构是非直线形，对此类钢管需要进行弯曲成形。其主要方法有两种: 第一，直接利用弯管机进行弯曲成形; 第二，通过平面弯曲胎具对钢管进行加热，然后施力顶压，使钢管弯曲成形。注意弯曲度需在结构的预起拱值之内。 2. 3 制作组装胎具 对于上、下弦胎具的制作十分简单只需依据上、下弦杆的尺寸进行放样，然后依照放样进行胎具的制作即可，对于整体组装胎具而言，其制作要点是上、下弦起拱后的几何尺寸。 2. 4 组装桁架 桁架的分段数量需要依据设计图纸进行，将各个成型的钢结构材料进行编号组装以及焊点定位，在进行组装工作是相关的控制点需要格外注意，进行定位时，需要考虑焊接收缩量。对变形现象需要采取相应的消除措施。组装内容包括工地拼装耳板。在杆件拼装完成后需要对各点尺寸进行相关的检验，所有检验标准合格之后，才可进行焊接。 2. 5 构件焊接 在对构件进行焊接时，首先要了解构件的焊接工艺的相关标准。然后进行相关的焊接准备。焊接准备工作一般可从三个方面进行。第一，按照焊接工艺文件中的对于焊接材料的温度以及时间的规定进行焊接材料的准备工作。第二，油、锈、污物不得残留在即将进行焊接的坡口内、外壁上，如果有，必须仔细清除。为了保持钢管圆度，避免对坡口处的管壁进行敲打或点焊夹具。第三，要对坡口角度、间隙、钝边进行检查，保证其与相关规范要求相符，同时需对圆率、同心度进行认真的核对。 在对构件进行焊接时需注意一些相关事项。第一，对焊工的要求。焊工必须持有相关专业技能考试所颁发的合格证书，并进行对口的岗位分配。第二，在进行手工电弧焊时，需进行多层、多次焊接，且摆动幅度需适中。注意利用钢丝刷、砂轮对焊层、焊道间的夹渣、焊渣、氧化物等进行清除。第三，对同一条焊缝应避免施工过程的中断，尽量一次完成，如果需要分多次，则每次施工前需进行预热。第四，采用较小的电流值进行面层的焊接，尽量保证外观质量以及焊接头的平整圆滑。第五，为了避免或减少焊接变形的发生，在焊接点需按照对称原则进行，且严密注意层间温度。第六，在焊接完成后需对表面残留物进行清理，保证焊缝的外观质量，对未达标的需进行打磨或补焊。 3 大跨度全钢结构安装质量控制 3. 1 高空散装 这一安装方法需将所有材料运到高空，进行一次性拼装作业，在整个拼装过程中需要搭建大量的支架，但是不需要配备大型的起重设备。这一安装方式一般用于用高强度螺栓以及用螺栓球节点连接的各种类型的网架。由于这一安装方式需要进行大量的高空作业，故而其安装质量难以保证，并且会产生安全隐患。于是在实际施工中，在这一方法的基础上做了一些改进，即在地面上将部分结构构件制作成小拼单元，将这些小拼单元运到高空中进行组装，这样就降低了高空作业的难度以及任务量，保证了安装质量。 3. 2 高空滑移 这一安装方法是从网架拼装方法的基础上发展而来，其优点是不必在高空施工中搭设支架，十分便利。这用方法采用的是滑索的原理，将网架分成条状单元，通过滑轨进行拼接。高空滑移的方法有两种: 逐条积累滑移法与单条滑移法。逐条积累滑移法是将条状单元进行间距累积滑移拼装，其用时短、效率高，但是牵引力大，需要采用牵引工具完成，且在拼装过程中容易造成条状单元的尺寸积累。单条滑移法则不需要牵引工具，但是需要活动脚手架在单元就位拼接中的支撑作用。 3. 3 地面拼装整体吊装 大跨度全钢结构不同于中小跨度的钢结构，不可以在建筑物现场外面进行拼装，之后利用汽车吊、履带吊、多台拔杆进行起吊。大跨度全钢结构体积较大，重力也较重，一般的起吊工具无法吊起拼装完成后的大跨度全钢结构。如果要对大跨度全钢结构进行整体吊装，最好的方式是利用多根或单根拔杆起吊。大跨度全钢结构对于整体吊装作业的技术要求也十分严格，在起吊时要通过起吊、停歇、调平这三个步骤的不断的循环直至到达设计标高来保证各个吊点起升及下降的同步性。 4 结束语 综上所述，在我国大型建筑项目的建设之中，大跨度全钢结构凭借自身相对轻便的优势，以及较强的抗风性、抗震性、保温性的优势以及美观的造型结构、优良的截面性能、便捷的制作与安装、较大的使用空间、较好的经济效益，在各地体育场馆、飞机场、高铁、展览馆等建筑项目中得到了广泛的应用。为了保证建筑项目的施工质量，在大跨度全钢结构制作以及安装质量控制的实际施工过程中，依据相关的设计规范以及完整的制作工艺实现了大跨度全钢结构的保质保量的完成。在安装质量控制方面，由于大跨度全钢结构的安装方式多种多样，正确的选择合理的安装方式是进行大跨度全钢结构安装质量控制的重要措施，另外对各种安装方法中有所欠缺的部分进行创造性的改进能够加强对大跨度全钢结构的质量控制，保证其安装质量以及安装安全。