某會議文體活動中心鋼結構施工技術

呂善勇，莊小杰，劉洪剛，崔延瓏，趙吉英，龐戈

（中國建筑一局（集團）有限公司，北京 100161）

0 前言

與傳統的混凝土相比，鋼材具有強度大、韌性高、延展性好等特點，這將帶來鋼結構建筑在結構性能、經濟性能、環保性能等領域的顯著優勢，特別是環保方面的優勢與我國倡導建筑節能環保的想法不謀而合。在政策的大力支持下，綠色建筑和保障房建設對住宅鋼結構的需求日益增長，鋼結構行業正處于蓄力爆發的時點。

1 工程概況

會議文體活動中心地上部分采用鋼框架-中心支撐（防屈服耗能支撐)結構，兩座塔樓在3～屋面層的位置采用鋼桁架連體，鋼桁架層為運動場，兩座塔樓分別向三個方向懸挑8.4m～12.6m。

鋼結構構件主要采用焊接箱型截面、焊接H型鋼、熱軋H型鋼及熱成型方管，部分采用熱軋角鋼、槽鋼以及圓鋼管。鋼柱最大截面規格為□2350×900×50×50，板厚最大達到50mm，鋼梁最大截面規格為□1000×500×35×35，材質為Q345B，40及以上為高建鋼。

2 主要施工特點

①最厚鋼板為70mm，為高建鋼，z向性能要求高。構件的截面大，節點部位焊接量大，焊縫集中，控制焊接變形、消除殘余應力、防止層狀撕裂是本工程鋼結構焊接的重點內容。

圖1 會議文體活動中心鋼結構軸側示意圖

②鋼結構構件截面復雜多樣，部分結構無法整體性校正，鋼柱、鋼梁測量校正點較多，整體標高軸線及垂直度調整難度大。

③構造型復雜，構件多，形式多樣，且節點繁雜，連接多為采用高強螺栓連接后焊接，這就要求構件必須有較高的加工精度和安裝精度。此外本工程會議文體活動中心桁架重量大，且桁架懸挑長度大。

④鋼桁架現場拼裝工作量多、焊接量大，鋼桁架上下弦桿及腹件構件都是以散件的形式發往現場。

3 鋼結構施工方法與順序

鋼柱、鋼梁、鋼桁架使用K5060塔吊、Q6015塔吊吊裝，不在塔吊起重范圍的則采用150T履帶吊、160T汽車吊吊裝，周邊懸挑桁架安裝時設支撐架。連廊主鋼桁架則采用雙機抬吊的方法安裝，會議文體中心地下室鋼柱施工時25t汽吊由坡道開行至地下基坑內，用25t汽吊進行吊裝。

首先設立東、西塔樓的臨時格構式支撐架，接著施工安裝東、西塔樓的懸挑結構和邊桁，架然后施工安裝中間2榀HJ2a及相連的次梁、水平支撐桿，最后施工安裝中間兩邊的HJ1及相連的次梁、水平支撐桿。

4 鋼結構施工技術準備

4.1 鋼結構安裝區域分區

根據結構特征分析，施工時分三個區塊，先施工東塔樓（3區）、西塔樓（1區）兩座多層鋼框架結構，然后施工東、西塔樓懸挑結構，最后施工鋼桁架連廊（2區）的桁架和次梁、水平支撐桿。具體施工區域劃分如下。

施工1區：標高為-5.6m～26.0m范圍，主要為西塔樓框架梁、柱和懸挑結構。

施工2區：標高為15.4m～23.0m范圍，主要為大跨度桁架和次梁。

施工3區：標高為-5.6m～26.0m范圍，主要為東塔樓地下室鋼柱和梁，地上框架梁、柱和懸挑結構。

4.2 臨時格構式支撐架設置安裝

邊桁架和懸挑桁架安裝時設臨時支撐架支撐，臨時支撐架待全部桁架安裝好后拆除，組合式臨時支承體系由預先焊接好的四片平面桁架組成，現場安裝時主要采用螺栓連接，可以靈活進行組合，同時運輸方便，標準節尺寸為 2.0m（長）×2.0m（寬）×1.5m（高），立桿采用Ф89×4.0圓管，腹桿采用Ф60×3.5鋼管。

4.3 鋼梁分段

根據框架梁的布置情況和運輸條件分析，東、西塔樓二層、夾層結構的框架梁不用分段加工、安裝，三層、屋面結構的東塔樓5-6、5-7、5-8軸線上的鋼梁長度為21.0m，共6根，其中三層結構有3根鋼梁GKL9，截面規格為□1000×500×35×35，分 2段加工、安裝，分段后最大長度11.0m，重9.8t，安裝時設臨時支撐架。屋面結構GKL7有3根，截面規格為□900×400×20×35，分2段加工、現場整根吊裝，重11.1t。

4.4 鋼桁架和懸挑結構安裝分段

①連廊處主桁架 HJ2a，2榀，跨度 42.0m，高7.45m，上、下弦桿分段加工好運至現場，在現場拼裝成整榀后，采用雙機抬吊的方法，抬吊吊裝機械為2臺150t履帶吊。

②懸挑桁架和邊桁架施工時采用單根安裝，即先安裝下弦桿接著安裝直腹桿然后安裝上弦桿最后安裝斜腹桿。

懸挑段桁架HJ2，2榀，高7.45m，懸挑8.4m，上、下弦桿單根吊裝，其長度8.4m，重4.9t。

懸挑段桁架HJ4、HJ5，各2榀，高7.45m，懸挑10.6m，上、下弦桿單根吊裝，其長度10.6m，重6.2t。

懸挑段桁架HJ6、HJ2a，各2榀，高7.45m，最大懸挑12.6m，上、下弦桿單根吊裝，其長度12.6m，重7.3t。

邊桁架HJ1（2榀）、HJ3（1榀）、HJ8（1榀），高7.45m，沿縱、橫向通長布置。邊桁架上、下弦桿根據結構設計和臨時格構式支撐架位置進行分段吊裝。上、下弦桿吊裝分段長度、重量具體如下。

5 關鍵施工技術

5.1 鋼梁安裝

圖2 邊桁架上、下弦桿吊裝分段長度、重量統計圖

①東塔樓框架梁吊裝施工方向同柱子施工方向一樣。

②西塔樓框架梁吊裝施工方向由中間向兩邊進行施工，160t汽車吊行走、停放在西塔樓周邊位置。

5.2 屈曲支撐安裝

本項目屈曲約束支撐不可采用普通鋼結構支撐替代，由專業廠家為產品供貨。屈曲約束支撐芯材采用Q100LY的特種鋼制成，支撐外觀為矩形，外觀尺寸最大為450×450mm，芯板厚度最大為30mm，屈服承載力最大為3600kN。

屈曲支撐安裝應梁、柱已安裝好的前提下進行吊裝，屈曲支撐吊裝時采用單根吊裝，并逐個逐層的安裝就位。其安裝工藝為綁扎→起吊→臨時固定→校正→固定。

5.3 鋼桁架現場拼裝

第一步：胎架設置，按劃線草圖劃出底線,在地面上劃出預拼構件的節點線、中心線、分段位置線；

第二步：拼裝桁架弦桿；

第三步：拼裝桁架直腹桿；第四步：拼裝桁架斜腹桿；

第五步：檢測檢驗，測量驗收應貫穿各工序的始末，對各工序的施工測量、跟蹤檢測全方位進行監測。

5.4 鋼桁架吊裝

主桁架HJ2a用雙機抬吊，為保證鋼桁架騰空后基本處于垂直狀態，在鋼桁架兩端用麻繩綁好（為了避免吊起的門梁自由擺動）作為牽制溜繩的調整方向。吊裝前的準備工作就緒后，指揮者發出試吊信號，由2臺150t履帶吊將鋼桁架進行試起吊，吊起一端高度為200～300mm時，發出停止信號，再對構件和各部位環節進行檢查，特別是各吊具的安全性及牢固性是否安全可靠，無問題后再繼續進行。到達安裝位置上空時，指揮者發出信號指揮汽吊緩慢下降、就位，調整、固定，達到安全方可摘除吊鉤，繼續按此法吊裝下一榀鋼桁架。

6 結語

本項目為大跨度鋼結構桁架吊裝工程，采用構件分段制作吊裝、搭設臨時支撐等施工方法，采用“散件加工廠制作、現場地面分段拼裝、雙機抬吊”的組合方法施工，解決了現場構件截面大且復雜多樣，現場拼裝工作量大等眾多難題，在實際工程應用中取得了較好的效果，對類似工程具有一定的指導意義。

圖3 主桁架HJ2a抬吊吊裝示意圖