淺談蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓2#連廊大跨度鋼管桁架分段吊裝技術

左　川，苗云森，肖文鳳，拓萬軍，牛　樂

（1.中國建筑一局（集團）有限公司，北京100161；2.甘肅經緯建設監理咨詢有限責任公司，甘肅 蘭州730000）

淺談蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓2#連廊大跨度鋼管桁架分段吊裝技術

左川1，苗云森1，肖文鳳1，拓萬軍2，牛樂1

（1.中國建筑一局（集團）有限公司，北京100161；2.甘肅經緯建設監理咨詢有限責任公司，甘肅 蘭州730000）

蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓2#連廊大跨度桁架鋼結構，總跨度128m。由于桁架跨度大、重心高、結構異性、焊接質量高等特點，吊裝采用“散件加工廠制作、現場地面分段拼裝、空中對接焊接安裝”的方法施工。本文重點介紹了鋼結構桁架分段位置、臨時支撐架布置及鋼結構桁架分段吊裝施工工藝及方法。

大跨度鋼結構；分段焊接；臨時支撐；分段吊裝

1　工程概況

本鋼結構工程總跨度128m，總重量達1300多噸。其中共有14根鋼柱支撐，鋼柱均穿過三層鋼結構桁架樓層，柱高26330mm，分3段吊裝，其中最長分段為10710mm，重量為11.0T。鋼管桁架總重量1210T，分4段吊裝，單跨最長跨度64m，重量為145T。

本鋼結構工程所有原材對接焊縫為一級焊縫，所有角焊縫為三級焊縫，其余為二級焊縫。其中現場一級焊縫達200多處，二級焊縫1萬多處。

2　工程施工部署

鋼結構連廊工程在本工程中既是主體結構主要工程的一部分，也是建筑造型不可缺少的一部分，是本工程的一個亮點同時也是本工程的難點，是確保本工程工期和質量目標的關鍵工序。

2.1總體施工順序安排

鋼結構制作工程在土建工程施工階段展開，并根據安裝工程的安裝順序要求安排加工生產計劃（先加工鋼柱，后加工桁架），以便于滿足安裝要求。

2.2運輸

根據深化圖紙，制作和安裝順序考慮運輸方案，擬采用汽車運輸，既快捷又方便。考慮現場吊裝情況，構件運輸的順序按照現場總調度指揮和安排，按拼裝和吊裝順序一次運到位，避免二次倒運。

3　鋼結構安裝施工工藝

3.1安裝工藝流程（如圖1所示）

圖1　安裝工藝流程圖

3.2構件分段和吊裝

3.2.1鋼柱的分段和吊裝

1）鋼柱構件的特點及起重設備的選用。GZ1尺寸為 Φ1000mm×30mm、GZ2尺寸為 Φ1200mm× 40mm和Φ1200mm×30mm的圓管。最重構件為GZ1第一段，長度為10710mm，重量為11.0t，采用50t汽車吊整體吊裝。

2）第一節鋼柱安裝的步驟。吊裝第一節柱時，先在混凝土承臺上定位測量；起吊使用雙吊點，起吊時柱腳部分應墊枕木。鋼柱下落到柱腳位置以上30cm時停止下落，對正地腳螺栓與柱腳孔位，然后緩慢下落。下落過程中應防止構件磕碰地腳螺栓。鋼柱落到指定標高后，在柱腳板以下放置楔形鐵進行垂直度及標高的調節。標高及垂直調整無誤后，在柱子平面相互垂直的四個方向用攬風繩對柱子進行固定。纜風繩與地面成70°夾角，纜風繩上端綁扎于柱身接近于柱頂的部位，綁扎點用鋼絲繩卡固定。如圖2所示。

圖2　鋼柱校正示意圖

鋼柱吊裝就位后，復核柱腳中心線和回彈的軸線，安裝柱腳螺栓并校正。待第一節鋼柱校正完畢后，開始柱腳混凝土澆筑（混凝土標號為C40并摻入外加劑使其微膨脹）。混凝土強度達到75%后開始吊裝第二節鋼柱。

3）第二節鋼柱安裝的步驟。第二節鋼柱安裝步驟參照第一節鋼柱的安裝。第二節鋼柱吊裝時，采用鋼柱上預留的連接耳板固定，待第二節鋼柱吊裝完畢后擰緊安裝螺栓，校正完畢后進行鋼柱連接的焊接，焊接后需要進行變形測量。

需要特別注意的是：現場環形接高焊縫的焊接。為了防止因焊接受熱不均引起的不均勻收縮而導致的構件傾斜，在進行環縫焊接時應采取對稱、分層焊接的方法。即三人分居在環縫相對稱的三個位置同時進行焊接。如圖3所示。

圖3　鋼柱焊接行進方向示意圖

4）第三節鋼柱安裝的步驟。第三節鋼柱吊裝方法和安裝步驟與第二節鋼柱相同，待第三節鋼柱吊裝完成后開始安裝柱間支撐。

5）柱間支撐。鋼柱吊裝、校正、焊接、測量完成之后，開始柱間支撐的安裝。每個柱間支撐的小單元在地面拼裝成單片，然后吊裝。

3.2.2鋼桁架臨時支撐點的設置

1）主桁架的分段焊接。本工程的主要受力部位為4個主桁架，主要構件采用整體吊裝，主桁架1、主桁架2合成整體，主桁架3、主桁架4合成整體，如圖4所示。

圖4　主桁架合成整體示意圖

2）臨時支撐的設置。根據主桁架分段，共需4次吊裝。每段主桁架布設3處臨時支撐，設置在主桁架中間及與主桁架兩端1/3處。臨時支撐平臺為型鋼焊接的桁架，鋼桁架主要材料為：H340×250×9× 14型鋼、L100×100的角鋼和20mm厚的鋼板。如圖5所示。

圖5　臨時支撐點示意圖

臨時支撐的卸載和拆除。臨時支撐需要在整榀桁架吊裝、校正、全部焊接完畢后同時開始卸載；卸載時，隨時記錄主桁架的沉降量，并形成觀測資料，穩定后拆除臨時支撐。

3.2.3鋼桁架分段吊裝和焊接

1）主桁架吊裝。主桁架地面整體拼裝（同時臨時支撐制作、安裝）→主桁架分段吊裝→邊柱及柱間支撐的吊裝→主桁架校正、焊接→臨時支撐卸載、拆除→主桁架安裝完成。

2）主桁架整體吊裝。吊裝南邊主桁架分別采用一臺220t汽車吊B和一臺260t履帶吊C將整體向東平行移動到就位區，以供吊升至臨時支撐平臺上，共8個吊點，此時，履帶吊C不松勾，220t汽車吊B脫鉤，并移動220t汽車吊B到起吊位置，此時增加一臺220t汽車吊A，其吊點位置與220t汽車吊B吊點重合，A、B、C三臺吊車同時起吊，將主桁架分別放到臨時支撐架上，水平方向使用3臺吊車同時起吊進行調節、校正，豎直方向使用工裝進行調節、校正。隨后，汽車吊B松鉤，主桁架由220t汽車吊A和260t履帶吊C進行承重，吊裝調節、校正完畢后，進行焊接施工。主桁架與兩邊的承重鋼柱焊接連接完整后，調節臨時支撐上的液壓裝置，由臨時支撐承重主桁架的全部重量，此時吊車A、C松鉤。北邊主桁架吊裝施工方法與之相同。南北兩邊主桁架吊裝全部完成，結構穩定后，臨時支撐鏡像同時卸載。

3.2.4鋼桁架吊裝說明

1）吊繩與吊物之間需要形成等腰三角形，這樣的受力點比較合理。

2）吊繩與吊物之間不得直接接觸，需要增加護角保護。護角用Φ40的圓管制成。

3）起吊時，防止吊物在空中胡亂擺動。在吊物兩頭各增加一根溜繩，以控制吊物的空中姿態。

4）吊點選擇在桁架的上弦節點處，而桁架的支座理論上是設置在桁架下弦兩端，從而在起吊過程中桁架吊點以外的部分形成懸臂，斜腹桿失效形成空腹桁架，經計算，該空腹桁架能夠滿足吊裝荷載及自重的要求，所以可以選擇圖示位置作為吊點。

5）起重車地基承載力情況。根據現場情況，吊車吊裝前吊車站腳處地基應滿足要求，地基承載力不夠的需進行地基夯實并墊設鋼板以達到要求。

4　結語

本工程為超大跨度，細長窄高型鋼結構桁架吊裝工程，采取將構件分段制作吊裝、搭設臨時支撐、全程跟蹤檢測等多項措施，采用“散件加工廠制作、現場地面分段拼裝、空中對接焊接安裝”的組合方法施工，可有效地降低安全風險，提高施工效益。

［1］ 侯兆欣，張海軍，季小蓮，等.新加坡 MEGA會展中心大跨度鋼結構施工技術［J］.施工技術，2000（8）：15-17.

［2］ 鄒祝.長江航道模型實驗廳大跨度鋼管桁架分段吊裝技術.施工技術，2015，44（2）：60-64.

［3］ 唐兵傳，丁曉東.大跨度空間管桁架設計與施工的若干問題［J］.鋼結構，2006（3）：28-32.

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