【關(guān)鍵詞】大跨空間結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；鋼桁架；網(wǎng)架 

　　隨著2008年奧運會和2010年上海世博會大量工程的實施，我國的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)興起了一波發(fā)展的熱潮。在這樣一種大背景下，有必要對大跨空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及建造全過程進行研究，使大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的施工建造過程建立在科學(xué)、定量分析基礎(chǔ)上，確保施工過程的安全可靠、經(jīng)濟合理。 

　　一、國內(nèi)外大跨空間鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展 

　　各種類型的大跨空間鋼結(jié)構(gòu)在美、日、歐等發(fā)達國家發(fā)展較快。結(jié)構(gòu)形式豐富多彩，采用許多新材料和新技術(shù)，發(fā)展了許多新的空間結(jié)構(gòu)形式。例如1961年美國建成的匹茲堡會堂，是第一座開合結(jié)構(gòu)，直徑達127m；1983年建成的加拿大卡可里加體育館采用雙曲拋物面索網(wǎng)屋蓋，其圓形平面直徑135m，外形極為美觀，迄今仍是世界上最大的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)； 1993年日本建成直徑達222m的福岡體育館；英國倫敦于1999年建成的千喜穹頂，跨度達300m。這些宏偉而富有特色的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)?shù)氐南笳餍詷?biāo)志和著名的人文景觀。 

　　我國大跨空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)比較原來比較薄弱，但隨著國家經(jīng)濟實力的增強和社會發(fā)展的需要，大跨工業(yè)廠房、候機大廳、會展中心、劇院、體育場館等大型工業(yè)、公共建筑不斷涌現(xiàn)，空間鋼結(jié)構(gòu)得到了前所未有的飛速發(fā)展，并且獲得了廣泛的應(yīng)用。特別是近十余年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步，形態(tài)各異的大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)在體育場館、會展中心、影劇院、大型商場、機場車站等建筑中得到廣泛的應(yīng)用。建筑外觀的美學(xué)因素和使用功能都對結(jié)構(gòu)提出了大空間的要求，大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)相應(yīng)進入了一個蓬勃發(fā)展的時期。 

　　二、大跨空間結(jié)構(gòu)特點和施工技術(shù)研究 

　�。ㄒ唬┛臻g結(jié)構(gòu)的特點 

　　空間結(jié)構(gòu)是一種具有三維空間形體，且在荷載作用下具有三維受力特性的結(jié)構(gòu)，還可以通過合理的曲線形體來有效地抵抗外荷載的影響，具有受力合理、自重輕、造價低以及結(jié)構(gòu)形式多樣的特點。近幾十年來，各種新型的空間鋼結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、張拉整體結(jié)構(gòu)等，而它們的組合雜交結(jié)構(gòu)更是花樣翻新，如索承網(wǎng)殼、張弦梁等。習(xí)慣上，通常將空間結(jié)構(gòu)按形式分為薄殼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)和膜結(jié)構(gòu)五大類。 

　�。ǘ�）常用施工技術(shù) 

　　1、高空滑移法 

　　高空滑移法是指分條的網(wǎng)架單元在事先設(shè)置的滑軌上單條滑移到設(shè)計位置拼接成整體的安裝方法。此條狀單元可以在地面拼成后用起重機吊至支架上，在設(shè)備能力不足或其他因素，也可用小拼單元甚至散件在高空拼裝平臺上拼成條狀單元。高空支架一般設(shè)在建筑物的一端，滑移時網(wǎng)架的條狀單元山一端滑向另一端。高空滑移法按滑移方式可分為：單條滑移法和逐條積累滑移法。 

　　2、高空散裝法 

　　將結(jié)構(gòu)的全部桿件和節(jié)點（或小拼單元）直接在高空設(shè)計位置總拼成整體的安裝方法稱為高空散裝法。高空散裝法分為全支架法（即滿堂腳手架）和懸挑法兩種。全支架法多用于散件拼裝，而懸挑法則多用于小拼單元在高空總拼。這種施工方法從技術(shù)上講是所有方法中最原始、最簡單的施工方法，工效低下但對結(jié)構(gòu)的安全性較高。高空散裝法適用于非焊接連接（螺栓球節(jié)點）的各種類型網(wǎng)架屋蓋，不需大型起重設(shè)備高空散裝法適用于非焊接連接的各種類型的網(wǎng)架、網(wǎng)殼或桁架，拼裝的關(guān)鍵技術(shù)問題之一是各節(jié)點的坐標(biāo)控制。 

　　3、分條分塊安裝法 

　　分條或分塊安裝法，就是指網(wǎng)架分成條狀或塊狀單元，分別由起重機吊裝至高空設(shè)計位置就位擱置，然后再拼裝成整體的安裝方法。首先是大部分焊接、拼裝工作量在地面進行，有利于提高工程質(zhì)量，并可省去大部分拼裝支架。其次是由于分條（塊）單元的重量與現(xiàn)場現(xiàn)有起重設(shè)備相適應(yīng)，可利用現(xiàn)有起重設(shè)備吊裝網(wǎng)架，有利于降低成本。此法易于在中小型網(wǎng)架中推廣，但仍有一定的高空作業(yè)量。 

　　4、整體提升法 

　　整體提升法是指在結(jié)構(gòu)柱上安裝提升設(shè)備提升網(wǎng)架，或在提升網(wǎng)架的同時進行柱子的施工方法。整體提升法可分為單獨提升法、升梁抬網(wǎng)升網(wǎng)提模法和滑模升網(wǎng)法，這些都屬于利用小型設(shè)備安裝大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的新方法。 

　　5、整體頂升法 

　　整體頂升法是利用柱作為滑道，將千斤頂安裝在結(jié)構(gòu)各支點的下面，逐步地把結(jié)構(gòu)頂升到設(shè)計位置的施工方法。整體頂升法與整體提升法類似，區(qū)別在于提升設(shè)備的位置不同，前者位于結(jié)構(gòu)支點的下面，后者則位于上面，兩者的作用原理相反。采用提升法時，只要提升設(shè)備安裝垂直，網(wǎng)架基本能保證較垂直的上升。頂升法頂升過程中如無導(dǎo)向措施，則極易發(fā)生偏轉(zhuǎn)。兩者共同的特點則為安裝過程中網(wǎng)架只能垂直地上升，不能或不允許平移或轉(zhuǎn)動。 

　　6、整體吊裝法 

　　整體吊裝法是指將結(jié)構(gòu)在地面總拼成整體，用起重設(shè)備將其吊裝至設(shè)計標(biāo)高并固定的方法。用整體吊裝法安裝空間鍋結(jié)構(gòu)時，可以就地與柱錯位總拼或在場外總拼，此法一般適用于焊接連接網(wǎng)架，因此地面總拼易于保證焊接質(zhì)量和幾何尺寸的準(zhǔn)確性。其缺點是需要大型的起重設(shè)備，且對停機點的地耐一力要求較高，同時會影響土建的施工作業(yè)。對于中、小跨度，特別是矢高較小的網(wǎng)殼，采用整體吊裝法比較合宜。 

　　7、移動支架安裝法 

　　移動支架安裝法無固定的支撐腳手架。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在可移動的支撐架上進行安裝，對于已安裝好的結(jié)構(gòu)部分有必要設(shè)置若于固定的臨時支撐以分散內(nèi)力和控制變位，在結(jié)構(gòu)安裝完畢再撤去這些臨時支撐。移動支撐架的穩(wěn)定性比固定支架差，支撐腳手架的使用量少，節(jié)約了勞動力，加快了施工進度；施工不需要大型起重機，施工方法簡單，施工費用較低。一般用于支承點平行的結(jié)構(gòu)，如柱面網(wǎng)殼等。移動支撐架面積大小應(yīng)根據(jù)工程的實際情況而定。 

　　8、空間結(jié)構(gòu)的新型施工方法 

　　空間結(jié)構(gòu)的新型施工方法有：①懸臂安裝法：這種方法施工工藝簡單，但高空操作危險性加大， 而且由于是由內(nèi)向外施工，可能有較大的安裝次應(yīng)力產(chǎn)生，適用于節(jié)點形式為螺栓球節(jié)點的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。②逆作法：這種方法施工順序與懸臂安裝法相反，需要起重量大的吊裝機具，對施工前的準(zhǔn)備工作要求高，可用于曲面形式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。③柱面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)“折疊展開式”整體提升技術(shù)。 

　　參考文獻 

　　[1]董石麟.空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史、創(chuàng)新、形式分類與與實踐應(yīng)用[J].空間結(jié)構(gòu)，2009， 15（3）：22-43 

　　[2]沈世釗.大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展、回顧與展望[J].土木工程學(xué)報，2008，31（3）：5-14