大跨度空间结构施工技术及质量控制研究

摘要： 本文聚焦建筑结构及施工技术领域，深入探究大跨度空间结构施工技术与质量控制要点。剖析大跨度空间结构特点及施工难点，阐述网架、网壳、悬索、膜结构等典型结构施工技术原理，从施工前准备、过程监控、验收环节探讨质量控制策略，分析面临的技术创新、人员素质、协同作业挑战及应对，旨在保障大跨度空间结构施工质量，推动建筑行业向更高水平迈进。

一、引言

在现代建筑蓬勃发展的浪潮下，大跨度空间结构以其开阔无柱空间、独特建筑造型，广泛应用于体育场馆、展览馆、机场航站楼等大型公共建筑。然而，其结构复杂、施工难度大，对施工技术与质量控制要求极高。深入研究相关技术与策略，是确保大跨度空间结构安全、可靠、美观的关键，对满足社会多元功能需求、彰显建筑艺术魅力意义重大。

二、大跨度空间结构特点及施工难点剖析

（一）结构受力复杂

大跨度空间结构跨越距离远，承受自重、活载、风荷载、地震作用等多种复杂外力，力学传递路径曲折，构件内力分布不均。如网架结构节点受力复杂，需精确分析计算，否则易引发局部过载、变形，威胁整体结构稳定性。

（二）空间定位精度要求高

为实现建筑设计空间形态，构件安装位置精度需控制在毫米级。对于复杂曲面造型建筑，如膜结构建筑，各控制点三维坐标定位稍有偏差，就会导致膜面褶皱、张拉不均，影响建筑外观与结构性能。

（三）施工过程稳定性难保障

在施工未成型阶段，结构处于临时受力状态，稳定性较差。如悬索结构在索张拉过程中，体系刚度逐渐形成，前期若未合理设置临时支撑、张拉顺序不当，易引发结构失稳，造成安全事故。

（四）高空作业风险大

大跨度空间结构多为高空施工，作业面高、临边多，人员、材料垂直运输频繁。高空风大、环境复杂，增加了人员坠落、物体打击风险，且材料吊运难度大，易碰撞损坏，给施工安全与质量带来诸多挑战。

三、大跨度空间结构典型施工技术原理阐述

（一）网架结构施工技术

1.高空散装法：在设计位置直接搭设满堂脚手架，将网架杆件、节点逐一吊运至高空拼装。适用于螺栓球网架，对场地、起重设备要求相对较低，但脚手架用量大、工期长，高空作业风险高，需严格控制拼装精度，确保各杆件准确连接。

2.分条分块安装法：将网架沿长跨或短跨方向分割成若干条状或块状单元，在地面预拼装后，利用起重设备依次吊运至高空就位，焊接或螺栓连接成整体。可减少高空作业量、缩短工期，关键在于单元划分合理、吊运过程稳定，拼接缝处理精细，保证结构整体性。

（二）网壳结构施工技术

1.折叠展开式施工：利用网壳结构可折叠特性，在地面将网壳按设计折叠方式组装，通过牵引、顶升等手段逐步展开至设计位置，固定成型。此方法无需大型起重设备，施工便捷，但对结构设计、施工工艺要求苛刻，展开过程力学分析复杂，需精准控制各节点运动轨迹。

2.滑移施工法：在结构一端搭设拼装平台，将网壳单元拼装后，沿预设滑道滑移至设计位置。适用于狭长平面网壳，滑移过程需同步控制，确保网壳平稳移动，滑道承载能力、平整度满足要求，防止网壳卡滞、偏斜。

（三）悬索结构施工技术

1.正装法：按照设计顺序，先安装索塔、锚碇，再架设主索、吊杆，逐步安装屋面结构。施工过程清晰，结构受力与成型过程同步，便于控制，但高空作业多，索张拉难度大，需精确计算索力，采用分级张拉工艺，实时监测索力、结构变形，确保结构线形符合设计。

2.倒装法：与正装相反，先安装屋面结构，利用临时支撑将其提升至一定高度，再依次安装吊杆、主索，最后拆除临时支撑。可减少高空作业，利用屋面自重辅助索张拉，但临时支撑设计、拆除复杂，对施工组织要求高。

四、大跨度空间结构施工质量控制策略探讨

（一）施工前精细筹备

1.深化设计：依据建筑功能、场地条件、施工工艺，对原设计进一步优化。利用 BIM 技术构建三维模型，模拟施工过程，提前发现设计冲突、施工难点，细化节点构造，为施工提供精准蓝图。

2.施工方案编审：结合深化设计，编制详细施工方案，涵盖施工顺序、方法、设备选型、安全保障措施等。组织专家论证，确保方案科学合理、可行性强，对关键技术、难点环节制定专项施工方案，精准指导施工。

（二）施工过程精准监控

1.材料质量把控：严格进场材料检验，对钢材、膜材、连接件等，查验质量证明文件、规格型号，按规定抽样复试，确保材料性能符合设计要求。不合格材料严禁使用，防止因材料缺陷引发质量问题。

2.安装精度监测：运用全站仪、水准仪、三维激光扫描等高精度测量仪器，实时监测构件安装位置、变形。建立监测数据信息化管理平台，对比分析实测值与设计值，偏差超出预警范围及时调整，保障空间定位精度。

3.施工工艺执行监督：加强施工现场巡查，督促施工人员严格按工艺标准操作。对焊接、螺栓连接、张拉等关键工艺，实行旁站监理，确保工艺参数正确、施工质量可靠，及时纠正违规操作。

（三）竣工验收严格把关

1.外观质量检查：全面检查结构外观，查看有无构件变形、损伤，膜面有无褶皱、撕裂，漆面有无剥落等。对存在问题详细记录，责令整改，确保建筑外观完美呈现。

2.结构性能检测：委托专业检测机构，采用静载试验、动力特性测试等方法，检测结构承载能力、刚度、稳定性。依据检测结果评估结构质量，对不符合要求部位加固处理，保障结构安全可靠。

五、大跨度空间结构施工面临的挑战及应对

（一）技术创新瓶颈

1.问题剖析：大跨度空间结构发展促使施工技术不断革新，但新技术研发周期长、成本高，如新型空间结构体系施工技术、智能建造技术应用，高校、科研机构与企业协同创新不足，制约技术突破，难以满足日益增长的建筑需求。

应对策略：加大科研投入，建立产学研合作长效机制，围绕关键技术难题联合攻关。政府设立专项基金，鼓励企业参与技术研发，推广示范工程，加速新技术转化应用，提升行业技术水平。

（二）人员素质参差不齐

1.问题剖析：大跨度空间结构施工涉及多学科知识、复杂工艺，要求施工人员具备较高专业素养。但现有人员知识结构单一，缺乏跨学科培训，对新技术、新工艺掌握不足，技术工人短缺，影响施工质量与进度。

应对策略：加强人才培养体系建设，高校优化课程设置，增设大跨度空间结构施工相关课程，强化实践教学；企业开展在职培训，邀请专家讲学，组织技能竞赛，提升员工专业技能与综合素质，打造高素质人才队伍。

六、结论

大跨度空间结构施工技术与质量控制是一项系统复杂工程，凭借掌握典型施工技术、落实质量控制策略，虽面临技术、人员、协同挑战，但借创新驱动、人才培育、协同联动之力可突围。持续精进，将铸就大跨度空间结构精品工程，为城市发展增添亮丽名片，推动建筑行业迈向新高度。

参考文献

[1] 游永忠. 大跨度空间钢结构施工技术及质量控制研究[J]. 工程技术研究，2019，4（6）：37-38. DOI：10.3969/j.issn.1671-3818.2019.06.013.

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