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大跨拱形钢结构无支撑施工工法

1前言

1.0.1随着当今建筑结构领域的蓬勃发展，拱形钢结构由于自身高承载

能力的特点和造型美观，越来越多的被结构应用。大跨拱形钢结构由于

矢高大，不便于整体拼装或吊装，一般采用分段或者分块吊装方法施工，

在分段点位置搭设临时支撑架。

1.0.2由于拱形结构矢高大，搭设的支撑架通常会较高，同时拱形结构

在未完全形成整体前的施工过程中，由于拱形结构受力特点，会对临时

支撑架产生水平推力作用，使得临时支撑架规格大，措施用量高，带来

了安装成本的较大增大。

1.0.3根据大跨拱形钢结构的受力特点，结合工程实例进行针对性研发

和总结，形成了“大跨拱形钢结构无支撑施工工法”，较好地解决了大

跨拱形钢结构施工措施量大、施工工序复杂等问题，扩展了拱形钢结构

的施工方法，取得了明显的社会效益和经济效益。

1.0.4本工法以专利和多项工程应用为背景进行编写，其关键技术已授

权国家发明专利2项：1、《一种大跨拱形钢结构无支撑安装方法》（授权

号：ZL202210566538.3）；2、《钢结构弯扭构件高精度免测量施工方法》

（授权号：ZL201410125900.9）。

1.0.5本工法关键技术已成功应用于内蒙古少数民族群众文化体育运动

中心、杭州西站站房工程等多个大跨度拱形钢结构工程的安装施工。

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2工法特点

2.0.1双卡板限位，安装精度好。本工法拱形结构吊装分段通过双卡

版限位，可以快速实现对接口的精准就位，无需额外校正，保障拱形结

构的安装精度。

2.0.2安装工序少，施工效率高。本工法拱形结构分段吊装施工采用

了无支撑施工方式，避免了支撑架的搭设、卸载和拆除工序作业，安装

便捷高效。

2.0.3措施投入少，经济效益好。本工法拱形结构安装，无需搭设支

撑架，降低了结构施工难度，减小了人力物力的投入，同时不占用施工

场地，也缩短了结构施工周期，具有显著的经济效益。

2.0.4实用性强，应用前景广。本工法拱形结构施工方式较好地利用

拱形结构自身受力特点，无需设置支撑架，施工操作简单，安装成本低，

施工效率高，同时对场地要求低，扩展了拱形结构的施工方法，推广应

用前景广阔。

3适用范围

本施工工法不仅适用于单榀式大跨拱形结构安装，同时适用轮辐式

空间拱形结构的安装。对于拱形结构，为保证对接口的快速就位，其矢

跨比不宜小于0.2，同时拱结构断面尺寸不宜小于200mm。

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4工艺原理

4.0.1常规结构分段吊装施工，在结构未形成整体前刚度弱，需要搭设

支撑架进行临时支撑保证结构安全和变形。对于拱形结构，通过同时吊

装拱左右两个分段，并吊装至设计位置时，利用分段之间相互搭接支撑，

形成临时稳定的三铰拱结构；三铰拱结构是一种静定结构，同时自身刚

度大，变形极小，可以较好地保障拱结构施工精度，如图4.1所示。

图4.1拱结构无支撑施工原理图

4.0.2两个吊装拱分段在搭接过程中，通过预先在两个分段上焊接卡板

和限位板进行限位，贴紧卡板即实现吊装分段的相对定位，可以快速实

现两个吊装分段空中对接，并保障对接口精度；同时通过限位板固定焊

接口间隙，保障焊接质量。如图4.2所示。

图4.2对接口连接节点图

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5施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程图

本工法施工工艺流程主要分为8个步骤，详细如图5.1.1所示。

图5.1-1施工工艺流程图

主体施工过程流程示意图如图5.1-2所示。

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