大跨斜腿鋼桁架結(jié)構(gòu)嵌補法安裝施工技術(shù)

郭齊 吳晗飛 蓋佳星

鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材為主體材料的建筑工程，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程具有較好的抗震性，并可承受復(fù)雜荷載，鋼構(gòu) 件可以通過標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制加工，提高工效，同時可以對現(xiàn)場作業(yè)流程進行優(yōu)化，加快工程進度。本文將結(jié)合中國牙谷學(xué)術(shù)交流展覽館為實際工程案例，就大跨斜腿鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝施工工藝及主要控制要點展開論述;

鋼桁架;嵌補法;技術(shù)要點

0 引言

隨著我國現(xiàn)代化生活水平及社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對建筑造型風(fēng)格追求也在不斷提高，導(dǎo)致大跨度、異性鋼結(jié)構(gòu)建筑工程項目數(shù)量也在不斷攀升，成為與混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)相媲美的新型結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)建筑工程成本較低，施工時間短，施工效率高，其施工工藝水平的 高低直接影響到鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性與使用功能，因而有必要加強對鋼結(jié)構(gòu)建筑施工質(zhì)量控制、成本控制、新技術(shù)與新工藝控制與研究。

本文以中國牙谷學(xué)術(shù)交流展覽館建設(shè)項目為實例，重點講述大跨斜腿鋼結(jié)構(gòu)桁架嵌補法安裝施工工藝及主要控制要點。

1 工程概況

中國牙谷學(xué)術(shù)交流展覽館建設(shè)項目鋼結(jié)構(gòu)工程主要由1#、2#展廳、會議中心及入口雨蓬4座屋面鋼結(jié)構(gòu)組成，鋼結(jié)構(gòu)工程主要分布于1號2號展廳、會議中心屋蓋及入口雨蓬屋蓋與下部桁架柱。主要材料采用Q355B材質(zhì)無縫鋼管，主要節(jié)點連接形式為桁架結(jié)構(gòu)采用相貫連接、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用焊接球節(jié)點和螺栓球節(jié)點連接。其建筑效果與鋼結(jié)構(gòu)分布結(jié)構(gòu)形式分別如圖1所示。

其中入口雨蓬主要參數(shù)詳見表1。

2 嵌補法鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝工藝

2.1場地硬化

構(gòu)件進場前，需硬化場地作為拼裝場地，吊裝完成后再進行破除，進行正式地面工程施工。具體做法如下：

（1）場地平整：對場地進行放線、找平，采用裝載機、挖掘機和人工相互配合平整場地。

（2）素土夯實：采用20噸震動壓路機對需硬化區(qū)域進行來回碾壓，將場地碾壓密實。

（3）鋪設(shè)碎石：碎石使用挖掘機一次性鋪設(shè)到位，虛鋪厚度約250mm，用20噸震動壓路機反復(fù)碾壓，保證碎石鋪設(shè)密實，經(jīng)壓實后厚度約200mm，且場地整體平整。

（4）澆筑混凝土：硬化層采用C20混凝土，平均澆筑厚度150mm。澆筑前放線，設(shè)置標(biāo)高控制點位，現(xiàn)澆預(yù)拌商品混凝士，人工抹面找平。

2.2桁架分段

（1）入口雨蓬桁架分段。

選取5-A軸整榀桁架進行分段分析，其結(jié)構(gòu)分段圖如圖2所示。

2.3桁架單元統(tǒng)計（如表2）

2.4桁架拼裝

入口雨蓬主桁架為兩片平面桁架組合形成的格構(gòu)式桁架，次桁架為平面桁架。為降低地面拼裝時作業(yè)高度，降低安全風(fēng)險，入口雨蓬桁架結(jié)構(gòu)均采用“臥拼”方法進行拼裝。

拼裝工藝流程為：胎架搭設(shè)→下層平面弦桿入胎→下層平面腹桿裝焊→上層平面弦桿入胎→豎向腹桿定位安裝→上層平面腹桿裝焊→豎向腹桿焊接→出胎。

2.5桁架吊裝

使用tekla查詢吊裝單元重心位置，吊點位置設(shè)置在桁架上弦，位于重心兩側(cè)，設(shè)置4點，吊點位置示意圖如圖3所示。

2.6桁架吊裝流程

入口雨蓬每榀桁架結(jié)構(gòu)共劃分為3段進行吊裝，吊裝流程為：①A段、B段吊裝至柱腳及支撐架上并固定，②吊裝C段至支撐架處，與A、B段接口對接，對接完畢后一榀桁架吊裝完畢。

整體吊裝流程為：自5-A軸起向5-K軸依次吊裝，每相鄰兩榀桁架吊裝完畢后嵌補軸間次桁架及桿件。

3 鋼結(jié)構(gòu)監(jiān)測

桁架的最大跨度為62.5m，對桁架下?lián)隙鹊挠^測主要為兩柱間的觀測。根據(jù)兩柱間跨度，測量跨度方向六等分點的撓度，共5個撓度觀測點。為了測量的準(zhǔn)確性，將桁架下?lián)隙扔^測點做好標(biāo)記，貼上測量反光貼。

對卸載后的每榀桁架，以12小時為一觀測周期，3天內(nèi)持續(xù)監(jiān)測。采用撓度觀測方法方法對桁架進行下?lián)隙扔^測，對每次觀測數(shù)據(jù)要認(rèn)真記錄、計算，根據(jù)對各撓度觀測點的多次觀測，畫出撓度值變化圖，進行精度分析，及時掌握桁架變形情況和趨勢，給施工提供準(zhǔn)確信息。

網(wǎng)架撓度觀測方法同桁架，施工時按桁架要求執(zhí)行。

采用幾何水準(zhǔn)法。以基準(zhǔn)點為起算點，觀測過程中的主要技術(shù)要求如表3。

觀測采用閉合水準(zhǔn)路線時可以只觀測單程，采用附合水準(zhǔn)路線形式必須進行往返觀測，取兩次觀測高差中數(shù)進行平差驗算。

支撐架搭設(shè)前做好監(jiān)測點的布置、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集工作，搭設(shè)前監(jiān)測兩次;在搭設(shè)及吊裝期間每天至少監(jiān)測2次，報警時每天測，4-6次。由我項目部測量人員將每次監(jiān)測的結(jié)果及時通知技術(shù)負(fù)責(zé)人。達(dá)到警戒值時，停止吊裝作業(yè)，對基礎(chǔ)采取加固措施（如鋪設(shè)在其上沿短邊方向鋪設(shè)9m長路基箱等）。達(dá)到危險值時，停止一切作業(yè)，擴大基礎(chǔ)，加厚澆筑厚度，其相應(yīng)監(jiān)測警戒值見表4。

4 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)建筑工程具有綠色、環(huán)保、施工速度快等優(yōu)點，在后續(xù)數(shù)年將開拓出新一番建筑風(fēng)格，同時在未來有著廣闊的發(fā)展空間。在進行鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真做好施工前的準(zhǔn)備工作，充分發(fā)揮技術(shù)引領(lǐng)，注重施工現(xiàn)場管理，加強對吊裝過程的管理，貫徹執(zhí)行好安全的管理措施，且要保證鋼結(jié)構(gòu)建筑施工滿足設(shè)計和規(guī)范要求。本文通過中國牙谷學(xué)術(shù)交流展覽館建設(shè)項目鋼結(jié)構(gòu)工程的鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝的施工技術(shù)總結(jié)為后續(xù)類似工程提供相應(yīng)的施工技術(shù)參考。

參考文獻(xiàn)

[1]鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程：GB50936-2014[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]周觀根，方敏勇.大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].施工技術(shù)，2006（12）：82-85+92.

[3]覃川.支承于V型鋼柱上的大跨度加強桁架分段吊裝技術(shù)[D].重慶：重慶大學(xué)，2012.

[4]殷朗，馮國軍，張薇，等.南寧國際會展中心大跨度屋面桁架施工關(guān)鍵技術(shù)[J].建筑施工，2017，39（3）：316-319.

[5]樸才思，Rory McGowan，何偉明，等.深圳證券交易所鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].建筑結(jié)構(gòu)，2014，44（24）：49-53.

（The First Construction Branch of CCCC Fourth Public Bureau， Nanjing? Jiangsu 211100）

Steel structure engineering is a construction engineering with steel as the main material. Steel structure construction engineering has good seismic resistance and can withstand complex loads. Steel components can be prefabricated through standardized processing to improve work efficiency， and the field operation process can be optimized to accelerate the progress of the project. This paper will take China Yagu Academic Exchange Exhibition Center as an actual project case to discuss the installation construction technology and main control points of the steel structure truss with large span and inclined leg.

steel truss;inlaying method;the main technical points