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大跨度钢结构厂房安装施工方法的选择

人气:发表时间:2020-03-17

  大跨度钢结构厂房安装施工方法多种多样、层出不穷,选择一个安全合理、经济可靠的安装方法是制定安装方案的重点和难点。大跨度钢结构厂房安装施工方法的选择与其结构类型息息相关,同一结构类型可采用多种安装方法,但只有对比选择出最佳安装方法,才能保证工程的施工质量、人员安全、进度要求,才能最大限度的节约成本。

  大跨度钢结构厂房施工安装方法-三维钢结构

  近年来,随着钢结构厂房不断向更大跨度、更高高度和奇特造型发展,钢结构安装施工难度越来越大,对施工技术的要求也越来越高,上述单纯的常规施工方法已难以满足现代钢结构的施工要求,与此同时为了适应结构形式的发展,国内外学者在综合上述常规钢结构厂房施工方法优缺点的基础上,研究出了一些新型的安装施工方法,取得了一定的经济效果和社会效益。
  
  大跨度钢结构厂房新型安装施工方法
  
  1.1 “攀达穹顶”整体顶升施工法
  
  穹顶结构使用历史悠久,而近代的壳体结构和空间网架结构就充分利用了穹顶结构的三维立体特征,而穹顶的空间立体性反而成了该结构体系在制作安装时的障碍,攀达穹顶施工法正是为暂时取消穹顶在制作安装过程中的这种立体特性而提出的。
  
  攀达穹顶施工法的核心思想是通过临时去掉一些杆件并在结构中设置单轴铰使穹状结构在建造的一个时期内暂时成为几何可变体系,从而在施工中可被折叠,结构即可在地面上或在一个相对较低的高度上进行组装。不仅是结构主体,室内外装修、电气及机械设备的安装也可在较低的高度上进行安装,这样便可使安装工作安全、迅速、经济地完成。然后采用吹气设备提高穹顶内的气压或采用千斤顶等顶升设备将其顶升至预定高度就位。当结构达到最终形态后,再将施工中临时去掉的杆件安装在相应位置上,完成整个结构的安装。该法具有施工速度快、造价低、安全可靠及施工质量易得到保障等显著优点。
  
  1.2 “折叠展开式”整体提升施工法
  
  目前国内采用整体提升法和整体顶升法对网架、网壳结构的安装运用越来越广泛。但这两种方法在结构提升或顶升的过程中,仅仅是向上平动的过程,内部各点之间并无相对位移,所以这些方法只适用于平板网架或较为扁平的网壳结构,而对曲率较大、失高过高的网壳或网架结构并非优选。日本的川口卫教授针对双曲率网壳结构的施工,提出了较为实用的“折叠展开式”整体顶升施工法。该法是一种新型的网壳结构安装施工方法,基本思路类似于“攀达穹顶”施工原理,是将网壳结构去掉部分杆件,在地面上折叠起来;然后将折叠的网壳结构利用提升设备提升到设计高度;最后补缺去掉的部分杆件,整个施工过程是一个由机构变为结构的变化过程。
  
  1.3 少支架高空悬挑拼装法
  
  对于跨度大、高度高、覆盖面积大的网壳结构,若采用传统的全支架安装法,仅脚手架的费用就很高,且脚手架的拆装也需大量的时间,工期和成本必然提高。   少支架高空悬挑拼装法,是利用网壳结构各节点对集中荷载的承载能力大,且自身刚度大、稳定性好的特点,用已安装好的部分结构作为后续待安装结构的操作面,来完成结构的安装作业的。使用该法,在施工初期,需先按传统的安装方法搭设少量支架,安装3-4跨网壳结构,保证其具有一定的刚度,能够承受后续施工荷载;然后在己安装好的网壳结构节点上悬挂搭设支架,在其上安装后续结构,逐步扩展,直至完成整个结构安装。与传统的全支架安装法相比,该法可大大减少脚手架的用量,同时在地面上可进行立体交叉作业,从而大幅度减少施工成本缩短工期,但由于其高空作业相对较多,也存在一定的安全隐患。

  大跨度钢结构厂房施工安装

  1.4 整体张拉施工法
  
  整体张拉施工法适用于柔性结构,尤其是索杆结构和索网结构。
  
  对于索结构的施工,传统的施工方法普遍采用高空散装法,需搭设大量临时支架,高空作业多,存在很大的安全隐患。
  
  整体张拉施工法是将索结构在地面整体拼装,然后利用液压千斤顶将索结构同步提升至与周围刚性约束连接,再对整个结构进行整体张拉成形的施工方法。该法避免了高空作业存在的安全隐患,同时减少了大量临时支架的安拆作业,从而节省时间,降低成本,更重要的是在整个提升过程中,能够准确并有效地控制構件的位移、变形和受力状态。
  
  钢结构厂房选择安装施工方法的原则
  
  对于新型的钢结构厂房安装施工方法,虽然技术先进,但主要适用于一些特定的结构形式。如“攀达穹顶法”、“折叠展开法”及“少支架高空悬挑法”,主要适用于大型的网架和网壳结构,“折叠展开式”施工法更适用于曲率较大的曲面结构折叠展开的提升过程;“整体张拉法”适用于索结构。
  
  综上所述,钢结构厂房选择何种安装施工方法,要从工程的具体情况出发,结合现场实际情况、起重设备情况以及结构体系的特点,因地制宜地选择出最佳方案。