懸挑空間曲面桁架的施工技術

文/蘇富華、莊惠英　山東萊鋼建設有限公司濟南分公司　山東濟南　250000

懸挑空間曲面桁架的施工技術

文/蘇富華、莊惠英山東萊鋼建設有限公司濟南分公司山東濟南250000

北京西紅門綜合商業區項目鋼結構安裝工程受現場施工條件的限制，施工內容涉及到懸挑腳手架防護、懸挑操作平臺搭設、懸挑空間曲面桁架的安裝，本文對施工中的重點及難點進行了闡述，并逐一制定了專項解決方案，保證了施工安全和質量，為同類鋼結構的施工技術提供了參考。

懸挑操作平臺；懸挑空間曲面桁架；空間測量定位

1、工程概述

北京西紅門綜合商業區項目屋蓋鋼結構采用單向片桁架、鋼架及折曲箱型鋼梁結構體系，其中3H樓鋼桁架位于七層樓頂屋面且存在懸挑空間曲面桁架，施工安全防護要求高，操作平臺布置難，構件安裝定位精度要求高等難點。

2、施工技術路線

本工程3H樓西北側鋼桁架包含三根懸掛式鋼柱，無生根位置，為確保構件安裝精度符合設計及規范要求，需將懸掛式鋼柱及鋼梁、支撐組合成懸挑空間曲面桁架，進行整體吊裝，同時為保證施工安全，在桁架安裝前需搭設懸挑腳手架防護及懸挑操作平臺。

3、施工關鍵技術

3.1懸挑腳手架防護搭設

施工流程：放線定位→鋼管井字連墻件安裝→懸挑水平鋼管安裝→斜撐鋼管安裝→穿鋼絲繩→安裝水平安全網。

3.1.1所有懸挑腳手架均采用Φ48.3×3.6鋼管搭設，在3H樓結構六層的砼框架柱處采用打夾方式搭設井字架連墻件，懸挑式拋架與連墻件連接牢固，且間距不超過15m。

3.1.2沿建筑邊緣框架柱搭設水平安全網挑架，挑架高度必須一致，懸挑水平防護的外口高于內口約300mm～500mm。

3.1.3水平鋼管安裝完成后安裝斜撐鋼管，設置在斜拉鋼絲繩的主桿上，斜撐鋼管下端與水平鋼管采用扣件連接，連接扣件必須牢固，防止桿件打滑。

3.1.4用10#鋼絲繩穿過每個安全網挑架最外側鋼管，將水平安全網與鋼絲繩內外側連接牢固，拉緊鋼絲繩并將鋼絲繩與砼結構可靠緊固。懸挑腳手架防護如圖1所示。

圖1　懸挑腳手架防護

3.2懸挑鋼結構操作平臺制作安裝

3.2.1縱向橫梁采用HN250*125*6*9的型鋼制作，先將懸挑平臺的搭設位置抄測定位，再將兩根縱向橫梁內外錯位與形成穩定整體的桁架柱焊接，錯位間距為水平橫梁型鋼高度。

3.2.2水平橫梁采用HN175*90*5*8的型鋼制作，兩根水平橫梁間距1.5m，中間設置5 根10號槽鋼，通過螺栓進行連接，上鋪腳手板，并在水平橫梁上安裝防護欄桿。斜支撐采用HN150*75*5*7的型鋼制作，上部與水平橫梁采用螺栓連接。

3.2.3將懸挑平臺水平橫梁及斜支撐拼裝成整體進行吊裝，將水平橫梁與縱向橫梁進行焊接，并在節點處設加勁肋增強節點剛度。調整下部斜支撐角度，與錨固在屋面上鋼板焊接牢固，為增加斜撐弱軸穩定性，在斜撐之間增加兩根10號槽鋼進行加固。通過有限元軟件計算，懸挑操作平臺各構件均滿足強度及穩定性要求，結構安全。安裝流程如圖2所示。

圖2　懸挑操作平臺安裝流程

4、　構件吊裝

4.1吊點的選擇

空間曲面桁架通過TEKLA軟件查詢重心，根據找到的重心坐標合理布置吊點，保證起吊時的傾斜角度接近理論值。吊裝采用4點綁扎，上邊兩個吊點的索具由鋼絲繩加5噸倒鏈組成，承受桁架的主要重量并左右調整方向，下邊兩個吊點的索具由鋼絲繩加3噸倒鏈組成，主要輔助桁架就位及上下調整方向。

4.2桁架的就位及空間測量

吊裝前，在構件上標記控制線，并打樣沖眼，在安裝完的桁架上焊接定位板，其頂部標高與擬吊裝桁架底部標高一致。吊裝時，先將懸挑桁架底部靠緊定位板，安裝人員牽拉倒鏈來調整桁架的角度和方向。在懸挑桁架端部的控制點貼反射片，通過全站儀進行測量。根據控制點理論坐標與反射片處實測坐標進行對比，判斷校正方向并指揮吊裝人員對構件進行相應調整。校正完成后，在懸挑桁架左右兩側焊接定位板，卡緊桁架，并用纜風繩拉緊，防止構件擺動，影響安裝精度，然后進行焊接。考慮到鋼絲繩、倒鏈定位的空間曲面桁架后續變形大的特點，在校正時需根據計算的預調值沿后續變形方向的反方向進行預偏，在焊接時隨時監測，焊接完畢后，再次測量出構件的偏移方向和偏差值。

4.3焊接質量控制

施焊前，制定嚴謹、操作性強的焊接工藝流程，根據測量定位的實際偏差結果編制相應的焊接順序，對一些部位預留焊接收縮量。本工程采取分層、分段、對稱施焊的工藝措施以減少和防治焊接變形，釋放焊接應力。同時采用藥芯二氧化碳氣體保護焊絲，減少了焊接飛濺，焊縫成型質量好，保證了焊接質量，焊接完畢24h后對焊縫進行超聲波探傷檢測。焊接完成后，對桁架的軸線、標高、控制點坐標以及焊縫外觀及內在質量等進行復查，其結果均符合規范要求。

結束語：

隨著建筑造型的不斷創新，鋼結構安裝也越來越具有挑戰性，這就需要開發更多的新工藝、新技術，創造性的開展工作，來提高產品質量，做出精品工程。

［1］陳水祥，洪國松.懸挑曲面交錯式桁架施工技術［J］.《建筑施工》，2012，（5）.

［2］王旭.淺談大跨度雙曲面管桁架懸挑雨篷施工技術.《中華民居旬刊》，2014（15）.