懸挑鋼罩棚相貫線管桁架預(yù)裝牛腿施工技術(shù)

胡燕林，胥 鵬，鐘祥權(quán)，魯 洋，洪立功（中建一局集團(tuán)第一建筑有限公司，上海 201103）

隨著近幾年來我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)被體育館、機(jī)場、車站、會(huì)展中心等廣泛運(yùn)用，結(jié)構(gòu)類型越來越多元化。管桁架結(jié)構(gòu)作為鋼結(jié)構(gòu)的一種，被大量使用。其中安裝、焊接技術(shù)成為了結(jié)構(gòu)安全的重要保障。體育場鋼結(jié)構(gòu)管桁架常規(guī)安裝方式通常采用地面單榀拼裝，分塊整體吊裝的方式，相貫口的桿件安裝、焊接難度大。

1 工程概況

儋州市體育中心“一場兩館”項(xiàng)目位于儋州市那大鎮(zhèn)，鋼結(jié)構(gòu)工程主要分 3 個(gè)部分，即體育場、體育館、游泳館。

其中體育場鋼結(jié)構(gòu)位于整個(gè)場地的東北側(cè)，建筑面積為59189.52 m2，坐席數(shù)為 3 萬座。主體結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)，建筑局部采用雙首層設(shè)計(jì)，地上共四層。體育場罩棚外輪廓呈橢圓形，東西寬 224 m，南北長 263 m，鋼結(jié)構(gòu)上弦中心線最高點(diǎn)標(biāo)高為 44.05 m。鋼結(jié)構(gòu)采用徑向懸挑主桁架＋環(huán)向次桁架＋系桿＋水平支撐結(jié)構(gòu)體系，其中，徑向主桁架采用了平面片桁架結(jié)構(gòu)，環(huán)沿主桁架面外間隔布置環(huán)向片桁架，節(jié)間較大處設(shè)環(huán)向系桿，懸挑前端沿環(huán)向設(shè)三角桁架，增加環(huán)向剛度，協(xié)調(diào)懸挑端部位移的不均勻性。為提高屋面的整體剛度和穩(wěn)定性，屋面沿柱網(wǎng)采用一跨一撐的方式分別設(shè)置了里圈支撐和外圈支撐，最小管徑Φ180 mm×6 mm，最大管徑Φ600 mm×25 mm，主要材質(zhì) Q 355 B，鋼結(jié)構(gòu)總重量約 5025 t。

2 預(yù)裝牛腿施工工藝

2.1 深化設(shè)計(jì)

根據(jù)體育場桁架的特點(diǎn)與安裝方法，確定出相貫線管桁架預(yù)裝牛腿設(shè)置部位，并對需要預(yù)裝的牛腿進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，對影響拼裝的桿件進(jìn)行分段處理，盡量減少拼裝難度，對需要空中焊接的次桁架復(fù)雜節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分段優(yōu)化，將原來相貫口對接方式優(yōu)化為直口既設(shè)置牛腿端。

2.2 單片桁架拼裝

地面拼裝片狀桁架時(shí)，對待安裝的桿件進(jìn)行分批次安裝。需要隱蔽的先安裝，無需隱蔽的后安裝。采用全站儀在地面放出片桁架的投影設(shè)置地面水平拼裝胎架，如圖 1 所示，然后將桁架桿件根據(jù)施工順序進(jìn)行安裝，外形尺寸檢查合格后進(jìn)行加固、焊接。

圖1 單片桁架拼裝示意圖

2.3 分塊桁架拼裝與牛腿預(yù)裝

（1）根據(jù)分塊的結(jié)構(gòu)尺寸，設(shè)置專用的地面拼裝胎架。

（2）將焊接、檢測合格的單片桁架根據(jù)施工順序在拼裝胎架上進(jìn)行連系桿件拼裝，同時(shí)將預(yù)裝牛腿進(jìn)行安裝，在確認(rèn)分塊桁架全部拼裝完成后的結(jié)構(gòu)尺寸滿足設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行焊接，如圖 2 所示。

圖2 分塊桁架拼裝完成示意圖

2.4 臨時(shí)支撐設(shè)置與臨時(shí)支撐驗(yàn)收

（1）在體育場鋼罩棚安裝過程中，臨時(shí)支撐作為桁架分塊安裝的臨時(shí)措施，對鋼屋蓋整體形成穩(wěn)固、準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)形式起到很大的作用，因此，要做好臨時(shí)支撐的加工、安裝工作。

（2）臨時(shí)支撐安裝完成后需驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行桁架吊裝作業(yè)。

2.5 桁架質(zhì)量驗(yàn)收與分塊桁架吊裝

（1）桁架在胎架上拼裝完成后，解除桁架上的所有約束，使桁架處于自由狀態(tài)，并在此狀態(tài)下測量桁架的各項(xiàng)尺寸，將測量結(jié)果提交監(jiān)理進(jìn)行分段驗(yàn)收。

（2）分塊桁架空中安裝分塊時(shí)，提前設(shè)置好支撐的標(biāo)高和軸線并設(shè)置防側(cè)傾纜風(fēng)繩，待分塊落至支撐上后通過全站儀進(jìn)行空間點(diǎn)位調(diào)整，確保安裝精度，如圖 3 所示。

圖3 分塊桁架安裝

2.6 空中次桁架補(bǔ)裝

（1）兩個(gè)分塊安裝完成后采用全站儀測量牛腿之間的距離，提前控制地面次桁架拼裝時(shí)的結(jié)構(gòu)外形尺寸，如圖 4所示。

圖4 空中安裝次桁架示意圖

（2）吊裝片狀次桁架時(shí)，通過馬板進(jìn)行臨時(shí)固定，待校正完成后再進(jìn)行焊接，如圖 5 所示。

圖5 馬板臨時(shí)連接示意圖

3 結(jié) 語

本工程通過采用預(yù)裝桿件牛腿工藝，在確保施工質(zhì)量的前提下降低施工難度，提升了鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度，縮短了施工周期。預(yù)裝牛腿在桁架安裝階段應(yīng)用時(shí)有效減少了次桁架安裝過程中的作業(yè)時(shí)間，降低了安裝難度，縮短了大型機(jī)械的使用時(shí)間，節(jié)約了機(jī)械成本、人工成本與工期成本。