談大跨度弧形桁架裝配施工工藝

李 曉 剛

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

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談大跨度弧形桁架裝配施工工藝

李 曉 剛

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

結合某機場航站樓工程實例，介紹了大跨度弧形桁架裝配施工的工藝要點，并闡述了桁架安裝操作平臺的搭設方法，探討了主桁架加固、吊裝及焊接的注意事項，確保了大跨度弧形桁架裝配施工質量。

弧形桁架，鋼結構，鋼立柱，吊裝

0 引言

鋼結構由于自重輕、工業化程度較高，可快速準確裝配，且工期較短，經濟見效快，在大跨度的廠房、機場、倉庫和超高建筑中廣泛采用。但也因其裝配工序多為高空施工、安全隱患較大、質量控制嚴格、對安裝技術和工藝要求精準等特點須進行嚴密監控，因此成為施工的重點和難點。現以某機場航站樓為例，對鋼結構的整個施工過程和工藝進行詳細闡述。

1 工程概況

某機場航站樓結構形式為一層半式，最大高度17.7 m，屋面為弧形曲面，結構采用平行弦主桁架。主桁架為弧形結構，跨度24 m+30 m，寬度61.3 m，支承于鋼柱頂。柱間支撐、屋面支撐、縱向系桿、縱向桁架的材料均采用圓鋼。

工程特點：1)支撐鋼柱為焊接箱形，施工時需要嚴格控制焊接變形和安裝角度。2)主桁架及連系節點采用相貫焊接，加工精度及焊接要求高。3)構件品種多，現場拼裝工作量大，必須提前按圖紙要求對各類構建分類編號、打包，有組織運輸、有計劃堆放、按順序拼裝。4)主桁架連系桿件為柔性桿，安裝難度大。

鑒于上述特點，在充分考慮現場施工條件后，對主桁架的具體施工程序進行了詳細安排，主要包括：為減少現場作業量而采取節段化拼裝方案，其中主桁架及其間的連系桁架均組成片體、其余桿件加工成單件陸續拼接；按照立柱、二層鋼結構、屋面桁架、懸挑雨篷的順序施工。

2 施工機具選擇

1)選用100 t履帶吊1臺，25 t汽車吊一臺，用于主桁架、連系桁架、鋼立柱等的吊裝。

2)操作平臺、臨時支架：在主桁架下方搭設扣件式雙排腳手架，其上按需要鋪設腳手板，作為拼裝和焊接用施工平臺。

3)工具：高強螺栓施擰扳手，焊機等。

3 安裝總體設計

1)總體安排。根據本項目鋼結構特點、工期安排和現場的地形情況，考慮采用支架法自下向上安裝。主桁架按照制作段吊裝，支架上焊接對接環縫；連系桁架按照制作片體吊裝，支架上施擰螺栓。

3)吊裝結構劃分。每榀主桁架分成三段加工制作，現場按制造節段吊裝，共11個軸線、33個吊裝單元。

每榀主桁架詳見圖1。

4 工藝要點

1)桁架主體拼裝。

桁架主體在工地現場吊裝、拼接完整。弦管的對接口通過焊接碼板來調整，控制對接錯邊在2 mm范圍內。施焊時采用對稱焊接，嚴格按照焊接工藝操作，確保桁架總體線形符合設計要求。主桁架安裝完畢后即進行橫向連接系的安裝，期間隨時測量主桁架中心距、對角線長度等。

2)單元體拼裝。

每榀主桁架的吊裝在日出前完成，以減少溫度對桿件變形的影響。安裝過程中，在每榀主桁架的端部架設全站儀，用于測量桁架整體的軸線安裝垂直度，確保底座與鋼立柱相吻合。作為后續主桁架安裝的基準，第一榀主桁架的安裝精度非常重要，須嚴格控制，拼裝效果見圖2。

5 重要安裝步驟

1)安裝鋼立柱。

關鍵點是?軸鋼立柱的吊裝，采用100 t履帶吊進行吊裝。吊車站位在軸的外側，作業半徑36 m，臂長66 m，吊重6.1 t，安全儲備系數6.1/2.7=2.26。

2)安裝懸挑雨篷鋼梁(分兩步)。

3)夾層屋面鋼梁和檁條安裝。

4)主桁架單元安裝。

每榀主桁架單元按制造節段分段吊裝，精確調整到位后將下弦管與立柱栓接，并在立柱上焊接對接環縫。

5)屋面檁條安裝。

6 支架搭設

本工程施工平臺采用鋼管腳手架上鋪腳手板的方式，作為主桁架和連系桁架等的安裝操作平臺。搭設方案如下：

1)材料及規格選擇。

根據JGJ 59—2011標準要求，采用鋼管搭設，尺寸采用φ48×3.5 mm。

2)搭設尺寸。

a.因屋面結構最高點高度約17.7 m，故最大搭設高度約為19 m，高度超出施工層1 m。

b.根據現場實際情況，采用雙排腳手架，架體立桿內側采用安全密目網全封閉圍擋施工。

3)構造要求。

a.立桿間距1.2 m，離地高度20 cm設置縱橫方向掃地桿，連續設置在立桿內側，立桿接長采用對接，且接頭交錯布置，高度方向錯開50 cm以上，相鄰接頭不應在同跨內。頂層立桿可搭接，長度不應小于1 m，兩個扣件。

b.大橫桿：大橫桿間距控制在1.2 m，以便立網掛設，大橫桿置立于立桿里面，每側外伸長度不應小于10 cm；但不應大于20 cm。桿件接長需對接，接點距主接點的距離不應大于50 cm。

c.小橫桿：小橫桿搭在大橫桿上面，伸出大橫桿長度不小于10 cm；小橫桿間距：立桿與大橫桿交接處必須設小橫桿，腳手板處75 cm。

d.腳手板：應滿鋪腳手板，嚴禁探頭板，不得高低不平，并要設置擋腳板，擋腳板高度為18 cm。

7 施工要點

1)主桁架的加固措施。

a.桁架起吊前應在其兩端綁扎穩繩，邊吊邊放松，以此保證桁架位置正確。

b.經過加固的主桁架起吊后，要測量構件的線形尺寸，并記錄桿件的變形值，作為下一榀主桁架加固的參考依據。

c.主桁架吊裝時受拉側設置手拉葫蘆，減少吊裝時的受彎變形。

2)減少溫度、施工等桿件變形影響的措施。

a.鋼構件裝車時下面應墊好墊楞，重疊碼放時應在各受力點墊好墊楞。墊楞選擇安全牢固摩擦力較大的硬木，不得用腐朽的軟木及薄鋼板做墊楞。捆綁鋼絲繩不得折彎、斷絲。鋼絲拉力符合國家技術安全規定，不能用油污鋼絲繩。護角安全可靠，不得有銳角接觸鋼絲繩和箱梁銳邊處。鋼絲繩與鋼構件捆綁牢固，安全可靠。

b.盡量使桿件安裝時現場溫度與桿件加工平均溫度接近，可采用日出前安裝或者夜晚安裝，控制溫度對桿件變形的影響。安裝過程中要監測溫度變化對桿件變形的影響。

c.主桁架吊裝時，通過設置手拉葫蘆等措施減少吊裝對桿件變形的影響。

3)焊接工藝。

根據本工程的構件類型、結構特點以及材質，確定焊接方法為CO2氣體保護焊。相貫節點的焊接采用無間隙施工。趾部及兩側面、端面有剖口，故焊縫相當于部分熔透焊縫的組合焊縫，允許在內側有2 mm～3 mm未熔透，但需增加2 mm～3 mm角焊縫，焊縫由兩側的部分熔透焊縫過渡到角焊縫。角焊縫焊腳垂直高度為1.5倍鋼管壁厚。焊接時，實施多人對稱反向焊接，最大限度減少焊接變形。

4)現場焊縫防腐。

a.環境溫度不低于5 ℃且鋼管表面溫度超過空氣露點溫度3 ℃以上。有霧、下雨或空氣的相對濕度高于85%時嚴禁施工。

b.涂裝前，應對鋼管外表面進行檢查，打磨清除其上的飛濺物、飛邊和毛刺等，鋒利的邊角須處理成圓角，半徑小于2 mm。

c.清洗鋼材表面的油污、鹽分及其他臟物。

d.用高壓清水清潔，直至無油污、污垢為止。

e.施工時嚴格控制施工工藝，涂層應均勻，無流掛、龜裂、流墜、針眼和氣泡等缺陷。

f.油漆表面干前，禁止接觸。

8 結語

大跨度弧形桁架等鋼結構工程屬于專業施工工程，雖然施工進度快、工期短，但對加工、裝配等關鍵工序的技術要求較高，尤其是拼裝形式、現場吊裝、緊固措施、焊接工藝、空間測量定位等施工難題必須做好前期計劃，編制詳細施工方案，并在施工中嚴格執行，必要時可以采用計算機模擬拼裝技術，方可使整個鋼結構施工過程具有實際可操作性，實現加工和拼裝精準、施工質量可靠的效果。

[1] GB 50205—2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[2] JGJ 81—2002，建筑鋼結構焊接技術規程[S].

[3] JGJ 82—2011，鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規范[S].

Introduction to long-span curved girder assembly construction technology

Li Xiaogang

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corp,Taiyuan030002，China)

Combining with the harbor building project of some airport, the paper introduces the craft points for the large-span arc truss assembly, illustrates the erection methods for the truss installation operation platform, explores the precautions for the consolidation of the main truss, hoisting and welding, so as to ensure the construction quality of the large-span arc truss assembly.

arc truss, steel structure, steel elevation column, hoisting

1009-6825(2016)16-0107-02

2016-03-27

李曉剛(1978- )，男，工程師

TU758

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