大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)分段吊裝技術(shù)研究

戚懷龍 張鳳龍 高友誼

一般來說，在大跨度鋼桁架施工時，有以下幾種施工方法：高空進行散裝、通過液壓進行整體提升以及分段進行吊裝等。分段吊裝相比其他方法操作起來更加容易，也更加安全，工期也能得到保障，吊裝機也可以租用，所以在進行跨度比較大的鋼桁架施工時，首先考慮的方法就是分段吊裝，在此技術(shù)上進行研究具有較大的實際意義[1]。

1.拼接方法

1.1 大跨度鋼桁架拼接要求

在施工過程中，想要大跨度鋼桁架順利拼接，可以在出廠之前就進行預(yù)先的拼裝，主要是先對鋼桁架進行平面的拼裝，對應(yīng)地貼上編號，然后再進行運輸。在進行拼接時，有以下幾點要求:

（1）首先要做到的就是質(zhì)量過關(guān)，在出廠之前，要嚴格對鋼架的質(zhì)量進行檢查，如果有問題及時解決，運輸?shù)浆F(xiàn)場以后需有序地擺放。

（2）在拼裝時，地面一定要平整，這樣才能保證鋼桁架不會受到其他影響而變形。

（3）在進行組裝時，要對編號進行檢查，查看所用的材料、鋼架的尺寸以及運輸過來的數(shù)量是不是和預(yù)先設(shè)計的一樣，確保無誤以后才能夠開始組裝。

（4）在拼裝的過程中，所使用的工具也要進行嚴格的檢查，一切都準(zhǔn)備就緒，才能夠使用。

（5）拼裝的工具要具有一定的精確性和堅硬程度，都要經(jīng)過嚴格的檢查和驗收。

（6）在進行拼裝的過程中，一定要嚴格按照預(yù)先設(shè)計的流程來進行，對構(gòu)件的兩端要進行處理。比如，在進行焊縫工作時，要將材料兩端的污漬以及水分擦干凈，才能繼續(xù)完成。

（7）在拼接完成以后，肯定有一部分無法對其進行涂裝，所以這部分應(yīng)該在拼裝之前就進行除銹，并涂上油漆。

1.2 大跨度鋼桁架兩種拼裝方法

（1）平拼拼裝法。這種方法的特點就是要求拼裝的地面堅固且平整，可以使用鋼臺架平臺，也可以使用枕木支墩平臺。不能因為重量過重導(dǎo)致平臺塌陷，這樣會使拼裝工作不能完整的進行。可以在平臺上進行固定，放一些鋼擋板，也可以放一些定位角鋼等等。通過這些方式將構(gòu)件平穩(wěn)緩慢地放到平臺上。拼接的接縫之間安裝上螺栓，正確的計算之間的跨距，然后安裝上連接的角鋼，這樣可以將每一個工具都卡緊，在進行焊接的過程中，一定要保證對稱性。焊接完一側(cè)后立刻進行檢查，然后再對其進行加固，再通過同樣的方式對另外一側(cè)進行焊接。

（2）立拼拼裝法。這種方法是利用萬向調(diào)節(jié)墩來對鋼桁架進行拼接，首先找準(zhǔn)要定位的地方，然后在這個地方做好標(biāo)記，接下來再利用吊車使用分段吊裝法，把每一個鋼桁架都放到指定的位置，然后再逐步進行調(diào)整，使之與之前的標(biāo)記漸漸吻合。同時還要滿足每一個鋼桁架之間的跨距，對其進行固定，然后再進行焊接，一直重復(fù)這樣的工作，直到達到要求為止[2]。

2.結(jié)構(gòu)的分段

一般來說，鋼桁架的整體結(jié)構(gòu)劃分除了要考慮它本身以外，也要符合重機自身的能力，綁扎的時候每一個固定的位置還有每一個分段之間的影響來進行充分考慮它的可行性、穩(wěn)定性和安全性。

2.1 結(jié)構(gòu)的分段方法

吊裝的分段主要有以下幾種方法：

（1）弦桿上弦節(jié)點網(wǎng)格由兩個上和下弦桿(或通常簡稱為上下弦桿)和兩個縱向斜腹桿下弦桿件連接組成,各上和下弦桿件相互連接非常緊靠,可在上下桿桿件和弦桿的兩個上弦節(jié)點連接處分別進行展開。此法多用于正放四角錐鋼桁架,如圖1 所示。

圖1 正放四角錐網(wǎng)架

（2）弦桿連接網(wǎng)格由上下弦桿、斜橫豎向背杠腹桿和上下和斜豎向腹桿等弦桿件共同組成,各個上下弦桿件相互連接非常緊靠,可在上下和斜豎向腹杠弦桿的各個縱向節(jié)點連接處分別進行展開。此法多用于斜放四角錐鋼桁架,如圖2 所示。

圖2 斜放四角錐網(wǎng)架

（3）腹桿節(jié)點網(wǎng)格由上下兩個同向杠杠腹桿、斜同向腹桿和其他不同的豎向杠杠腹桿四大部分相鄰的節(jié)點共同組成,同向杠杠斜桿對每個腹桿逐一進行分段相鄰的布置,可以將兩端相鄰的兩個橫向杠杠腹桿連接節(jié)點相鄰的地方逐一進行相鄰展開,分段之間一般采用隔空一節(jié)間。該節(jié)間在結(jié)構(gòu)桁架上進行了分段吊裝后再將其放置于結(jié)構(gòu)單元架上高空散裝，此法多數(shù)適用于兩向正交正向傾斜吊放等桁架結(jié)構(gòu)上的鋼桁如鋼筋混凝土框結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。

圖3 兩向正交正放網(wǎng)架

3.鋼桁架吊高的計算與分析

3.1 起吊高度的選擇原則

對于大空間跨度和小空間結(jié)構(gòu)物在施工過程中的每個桁架起掛單元進行吊裝,起吊位置高度的不同,會給單元吊裝過程中的整個桁架單元帶來不同的起吊結(jié)果：

（1）起吊高度過高,所需要使用的桁架吊索長度會很長,吊裝進行過程當(dāng)中的整個桁架起吊單元容易受到水和風(fēng)的壓力影響導(dǎo)致擺動較大,而且如果沒有受到桁架起重機械的桁架升高高度極限值的限制,無法完全確保整個桁架起吊單元能夠安放到已經(jīng)設(shè)計好的位置。

（2）起吊高度要求過低,吊索之間所能造成的擺動角度很大,容易造成繩索索體受力過大,對桁架吊索的長度要求很高,而且由于繩索的過度加大索體受力也會造成對水平面的分力很大,這樣會容易使得整個橫梁框架上的局部單元桿件上的內(nèi)力強度過大,使得整個桁架單元發(fā)生對水平面外力的屈曲。

3.2 吊點設(shè)置的原則和方法

在對鋼桁架的結(jié)構(gòu)吊裝進行確定時，對于起重機進行吊裝的位置，以及在吊裝時，空間是怎樣分布、安排的，這是在工作過程中必須充分考慮的問題。在對安裝進行選擇還有在對整個空間進行布置時，一定要確保在鋼桁架被起重機吊起來時，它們不會發(fā)生變形，這樣的位置就是最合適的，其主要考慮以下兩點：

（1）桁架吊具的起點位置應(yīng)該是在整個桁架固定的重心之上,這樣桁架在起吊后才能夠輕易地出現(xiàn)由于頭重腳較輕引起的傾覆。

（2）吊點不能太接近地面,否則很容易造成拼接桁架兩端的吊點發(fā)生變形,這樣可能直接造成桁架兩端在拼接整個過程中都無法連接到位。

4.結(jié)語

我國目前采用桁架分段方式吊裝的大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)越來越多,其結(jié)構(gòu)造型愈來愈復(fù)雜,施工難度也越來越大。分段立式吊裝施工技術(shù)目前作為最通用的一種施工吊裝技術(shù)，仍然缺乏經(jīng)驗總結(jié)和進一步的理論探討,大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)分段立式吊裝技術(shù)施工工藝的廣泛應(yīng)用最大化地實現(xiàn)了工程設(shè)計的總體意圖、保障了工程的工期、節(jié)省了相應(yīng)的費用,使鋼結(jié)構(gòu)及整個混凝土主體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量得到了保證,取得了良好的社會及經(jīng)濟效益。本文通過重點分析探討其施工工藝,為以后類似的工程提供一定的參考。