大跨度钢结构网架整体提升支架选型分析

大跨度钢结构网架整体提升支架选型分析

刘帅

中国航空规划设计研究总院有限公司 北京 030000

摘要：在当代建筑领域，大跨度钢结构网架以其独特的空间造型、卓越的结构性能以及广泛的适用性，成为体育场馆、会展中心、机场航站楼、航空项目等大型设施建设中的首选方案。随着建筑设计理念的不断进步和建筑技术的飞速发展，如何安全、高效地完成大跨度钢结构网架的整体提升，成为项目施工中的一大技术挑战。基于此，本文结合某重点工程建设的实战经验，深入探讨大跨度钢结构网架整体提升过程中支架的选型问题，通过分析不同支架类型的特点和适用条件，为实际工程中的支架选型提供理论支持和实践指导。

关键词：大跨度钢结构网架；支架选型；提升

引言

随着城市化进程的加速和现代建筑审美趋势的演变，大跨度钢结构网架结构因其无柱的大空间优势、优异的力学性能以及灵活多变的设计可能性，在大型建筑中占据了举足轻重的地位。因此，从多个维度分析大跨度钢结构网架选型，利于揭示各类支架方案的优缺点，为实际工程项目的支架选择提供科学指导。

一、大跨度钢结构网架整体提升技术概述

在大跨度建筑施工的宏伟蓝图中，钢结构网架的整体提升技术占据着核心地位，它不仅彰显了工程技术的精湛与创新，还深刻影响着现代建筑的建设效率与质量标准[2]。首先，设计团队需通过精确计算确保网架结构的稳定性和提升过程的可行性，同时考虑风荷载、温度变化等外部因素对结构的影响，该技术的实施始于细致周密的前期准备阶段，包括精确的结构设计、详尽的施工计划制定以及严格的材料检验，以确保每一个细节都经得起实践的检验。

其次，整体提升作业的精髓在于其高度协调的执行过程。大跨度钢结构网架整体提升技术不仅仅是对物理提升机制的操控，更是对信息技术、自动化控制以及施工管理的综合考验，在提升过程中施工人员通过集成传感器网络与先进的控制系统，实现多点同步提升与姿态调节，确保网架以毫米级的精度被平稳升起，同时减少结构内部应力，保护结构完整性。此外，施工团队需紧密监控天气状况，适时调整施工安排，以规避自然因素带来的潜在风险。

最后，安全与质量控制是整体提升技术不可忽视的两大支柱。在提升作业前，项目团队需要进行对项目工程进行全面的安全风险评估，制定应急响应预案，确保人员安全与结构稳定。质量监控贯穿整个施工周期，从提升前的预拼装检查到提升过程中的实时监测，再到最终对接安装的精细调整，每一步都需严格按照规范执行，确保网架结构既满足设计要求，又能在长期使用中保持良好的性能状态。

二、提升支架选型原则

在进行大跨度钢结构网架整体提升支架选型时，应遵循以下原则：

1. 安全性原则：支架应具有足够的承载能力和稳定性，确保在提升过程中不发生倾覆、失稳等安全事故。

2. 经济性原则：在满足安全要求的前提下，应尽量选择成本低、制作简便的支架类型，以降低施工成本。

3. 适应性原则：支架应能适应不同的施工环境和网架结构形式，方便现场安装和拆卸。

三、提升支架类型及特点分析

目前，常用的支架类型包括液压提升支架、电动葫芦提升支架、模块化支架系统和临时支撑塔架等。每种支架都有其独特的特点和适用范围。

液压提升支架系统能提供强大的提升力和细腻的可控性，适合于重载、高精度要求的大型网架提升，但相对成本较高，维护技术要求严格；电动葫芦提升支架，以电动机为动力，通过钢丝绳和滑轮组进行提升作业，这类支架操作简便，维护成本较低，适用于中等规模的网架结构提升，但在同步控制方面要求较高，以避免提升过程中的倾斜或变形；模块化支架系统，通过标准化、可调节的支架单元组合，适应不同形状和尺寸的网架结构，模块化设计便于现场快速组装和调整，提高了施工灵活性，同时也简化了运输和存储问题，但设计初期的精确计算与定制化需求较高；临时支撑塔架也是一种常见选择，特别是在现场条件允许且提升高度较大的情况下，这类支架依靠稳固的地基和高耸的钢结构，直接将网架提升至设计高度，具有极高的稳定性，但搭建与拆除工作量较大，对场地空间有一定要求。

在大跨度钢结构网架的整体提升技术中，提升支架作为连接地面与网架结构的关键支撑组件，项目管理团队需要根据不同的提升方式和技术要求，选择提升支架的类型，运用其独特的优势进行作业。下文将结合某厂房重点建设项目选择提升支架系统的应用案例进行分析。

某厂房建设项目主厂房采用主厂房为钢格构柱+钢网架结构，网架长度75.00m,,跨度为58.00m,网架下弦球就位中心标高20.0m，网架厚度4m~4.9m,基本网格尺寸4mx4.5m。在网架施工的策划阶段，项目部对提升液压提升支架与模块化支架系统的优缺点进行分析必选，

1. 液压提升支架的优缺点

（1）优点

1). 高效性：液压提升支架采用液压系统，能够提供稳定且强大的提升力，确保网架整体在提升过程中的稳定性和安全性。同时，其快速的提升速度也大大提高了施工效率。

2). 灵活性：液压提升支架的设计使其能够适应不同形状和尺寸的网架，从而满足了各种复杂的施工需求。

3). 精确性：通过精确的液压控制系统，可以实现对网架整体提升过程的精确控制，保证了施工质量的稳定性。

（2）缺点

1). 成本高：液压提升支架的制造成本相对较高，且维护和保养也需要投入一定的费用。

2). 技术要求高：由于液压系统的复杂性，操作人员需要经过专业的培训和技能认证，才能熟练掌握液压提升支架的使用和维护。

3). 环境适应性有限：液压系统在极端温度条件下可能会出现性能下降的情况，因此需要在使用时注意环境温度的控制。

2. 模块化支架系统的优缺点

（1）优点

1. 易于安装和拆卸：模块化支架系统由多个标准化的模块组成，可以方便地进行组合和拆卸，从而简化了安装和拆卸的过程。

2. 成本较低：模块化支架系统的制造和安装成本相对较低，适合大规模施工项目的使用。

3. 适应性强：模块化支架系统能够适应各种复杂的施工环境和条件，具有很高的灵活性和适应性。

（2）缺点

1. 稳定性稍差：由于模块化支架系统是由多个模块组合而成，因此在整体稳定性方面可能稍逊于液压提升支架。

2. 承重能力有限：模块化支架系统的承重能力受到模块数量和质量的限制，可能无法满足某些大型或重型网架的提升需求。

3. 精度控制难度：在组合和拆卸过程中，需要严格控制各个模块的精度和匹配度，以确保整个支架系统的稳定性和安全性。

综上所述，液压提升支架和模块化支架系统各有其优缺点，但基于本项目工期紧，安装要求精度高、网架重量为216.2t属于重型网架的提升，经过对屋面网架整体提升施工过程模拟分析（其中包括了网架提升过程模拟、临时提升平台计算等）及综合方案比选最终确定采用液压提升支架系统。

本工程采用液压提升支架系统来安装钢结构网架，其优势详细如下。

通过对该工程的施工过程力学分析，结果表明液压提升支架更能够满足屋面结构安装过程中的受力要求，结构在施工过程中的位移和应力能得到有效的控制。

某厂房重点建设项目屋面网架整体提升采用12套提升设备，分别为2、4、6、8轴交C、K轴及1、9轴交E、H轴，如下图所示：

因此，每种提升支架类型的选择都需项目管理团队综合考虑工程的具体条件，深入分析各种提升支架的特点，科学规划施工方案，如网架的重量、跨度、提升高度、现场作业环境以及预算限制等因素，在确保安全可靠的前提下，合理选用最适合的提升支架系统，能够有效提升施工效率，降低成本，为大跨度钢结构网架的顺利安装提供坚实的基础[3]。

四、支架选型考虑因素

在决定大跨度钢结构网架整体提升所用支架的选型时，多个核心因素需综合评估。

首先是技术适应性，这涉及支架系统是否能满足特定网架结构的技术要求，包括提升重量、跨度、提升高度以及结构的复杂性；安全性与稳定性分析，这是所有施工决策的基石。项目管理团队需仔细评估支架的结构安全系数、抗风抗震能力以及在极端天气条件下的稳定性，确保在提升过程中及提升后都能保持结构的完整与稳固，避免任何潜在的安全风险；施工便利性与效率也是一个重要考量点。高效的支架系统应便于现场快速安装与调整，模块化设计、易于运输与组装的支架，可以显著提高施工效率，减少人力物力消耗；成本效益比是工程实践中不可忽视的因素。大跨度钢结构的支架选型成本不仅包括材料与制造费用，还有安装、维护及拆除的开销，合理选型需在保证工程质量和安全的前提下，寻求最具成本效益的解决方案，通过优化设计、选择经济材料或采用可重复利用的支架系统来控制总体成本；环境影响评估也日益受到重视，项目管理团队选用对环境影响小的材料，如可回收或低污染材料，以及考虑支架的再利用潜力，有助于减少施工过程中的环境足迹，符合可持续发展的理念；技术先进性与创新性亦是考量的一部分，项目管理团队可以采用智能化、自动化控制技术的提升支架，能够提高施工精度，减少人为错误，同时通过数据分析优化提升方案，提升整体施工的智能化水平。大跨度钢结构网架整体提升支架的选型需要项目管理团队综合考量上述因素，确保选型决策既科学合理，又经济高效，从而为项目成功实施奠定坚实基础。

结语

总而言之，大跨度钢结构网架整体提升支架的选型是确保施工安全和效率的关键环节。在选型过程中，应综合考虑安全性、经济性和适应性等因素，选择最适合项目特点的支架类型。同时，还应加强支架的设计和制作管理，确保支架的质量和性能符合设计要求。通过科学合理地选型和应用提升支架，可以有效提高大跨度钢结构网架整体提升的安全性和施工效率。

参考文献

[1]匡妍艺.大型大跨度钢结构建筑物安全维护策略研究[J].工程技术研究,2023,8(23):212-214.

[2]曹燕青.大跨度屋盖钢结构施工研究——以杭州市某中学在建房屋建筑为例[J].房地产世界,2023,(22):139-141.

[3]杨平,罗军伟,汪兴文.大跨度钢结构建筑改造中的安装施工技术研究[J].建筑技术开发,2023,50(09):23-25.