弧形屋面倒三角形桁架吊裝施工技術

唐海

（甘肅第六建設集團股份有限公司 甘肅蘭州 730030）

1 工程概況

某體育館項目，建筑面積12884m2，地上一層，局部三層，最高高度31.4m，屋頂呈雙翼造型，采用管桁架結構體系，每翼為一結構單元。單元一由7 榀主桁架、22 榀次桁架組成，單元二由10 榀主桁架、31 榀次桁架組成。兩個單元主桁架跨度均為46.8m，桁架最重23t，最高30.550m。多方案討論后，選擇了履帶吊吊裝的施工方案，歷經40d 順利完成該工程屋面桁架吊裝作業。

2 工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

方案選擇→施工準備→桁架現場加工制作→設計制作臨時支撐→履帶吊行車路線路基處理→桁架轉運、翻身→吊點綁扎、起吊、調整桁架角度→行走→吊裝就位→吊車卸載80%→精調桁架傾斜角度→臨時支撐、纜風繩固定→桁架中間增設臨時支撐→支座球和支座焊接→卸載、拆除吊帶→下一榀吊裝→次桁架連接固定→重復以上步驟→拆除臨時支撐、纜風繩。

2.2 操作要點

（1）方案選擇。

①總體方案。根據施工特點，選用現場加工制作、單臺履帶吊吊裝方案。

②吊裝順序。

為保證桁架連接穩定、避免整體傾覆，采取分單元吊裝，且每個單元從低向高吊裝。

③桁架變形控制。

為控制桁架變形，應預先起拱，起拱值為桁架短向跨度容許撓度值的1/250。

④吊車選擇。

結合桁架重量、吊裝高度和幅度，初選履帶吊型號，并根據現場站位區域進行確定，對其吊裝能力、吊裝高度進行驗算。

⑤吊點選擇。

吊點選取的原則為鋼絲繩合力通過桁架重心，吊點選取在上弦桿對稱位置。

⑥鋼絲繩型號選擇。

通過ABAQUS 軟件建立桁架受力模型，計算鋼絲繩內力，合理選取鋼絲繩安全系數，最后選取鋼絲繩型號并進行強度復核。

（2）施工準備。

①所有人員均持證上崗。對焊工進行焊接工藝評定，制定作業指導書。

②履帶吊進場進行組裝，其他輔助機械進場。

③桿件進場驗收合格，分類堆放。

④復核預埋件位置，安裝桁架支座，螺栓初擰。

（3）桁架現場加工制作。

①場地處理。對跨內外場地進行平整，鋪設300mm 厚砂夾石，壓實系數不小于0.93，周邊設排水溝，保證排水暢通。

②桁架制作。

為便于加工，減少輔材投入，現場制作胎架進行制作。

③桁架加工制作由一端向另一端進行。先主管后腹桿，由雙數焊工同時對稱施焊，保證焊縫焊接質量。

④所有對接焊縫全熔透，焊后進行100%超聲波無損探傷檢測，檢測合格后進行涂裝作業，涂裝厚度及質量應符合設計規范要求。

（4）履帶吊行走路線路基處理。

①根據混凝土結構高度、吊車工作性能參數及桁架的位置、重量等確定吊車行走路線及站位。

②吊車行走區域整平壓實后，上面鋪設300mm 厚的砂夾石，壓路機壓實，承載力和平整度滿足規范要求，場地滿足排水要求。

（5）桁架轉運、翻身。

在吊車行走路線上選取翻身場地，按桁架尺寸，提前擺好枕木，用履帶吊將桁架從加工位置采用下弦桿兩點起吊轉運至翻身場地，放置在墊木上。桁架翻身吊點位置與正式起吊吊點相同。

（6）吊點綁扎、調整桁架角度、起吊。

①吊鉤上掛上鋼絲繩、連接鋼絲繩和吊帶，吊帶從管桁架的上弦桿節點穿過并固定，在兩端上弦桿掛上4 根溜繩控制方向，防止碰撞。

②采用加長鋼絲繩和增加卸扣進行粗調，使桁架起吊姿態與就位姿態基本一致。

③起吊中觀察桁架與吊帶的連接處，如有異常，立即停止起吊。一切正常后，緩慢起吊離開地面200mm，用溜繩控制桁架擺動，空中懸掛5min，無異常后正式起吊。

（7）履帶吊行走至預定位置。

履帶吊提著桁架緩慢行走至桁架就位軸線位置，停止行走。

（8）管桁架吊裝就位。

拉好溜繩，準備回轉、變幅，控制好桁架不要擺動，指揮履帶吊緩慢轉向，使桁架在相應軸線上方時，緩慢下降至距支座200mm，各操作人員配合就位。

（9）卸載80%、精調桁架角度、固定臨時支撐及纜風繩。

桁架兩端就位后，吊鉤緩慢下落至荷載為20%時停止，將溜繩解除，在相應位置綁扎纜風繩，將纜風繩的另一端臨時固定在混凝土結構柱上，在纜風繩上連接手拉葫蘆，通過手拉葫蘆精調桁架角度，調整時利用上弦桿所掛線錘，鋼尺測量，使桁架與屋面弧度相吻合，隨后進行臨時支撐及纜風繩固定。

（10）第一榀桁架中間增設臨時支撐。

在最低點桁架兩端臨時支撐固定的同時，再在中間增設兩道臨時支撐，確保后續高處桁架連接后傳遞的側向力不會對低處桁架產生不利影響。

（11）支座球和支座焊接。

臨時支撐及纜風繩固定好后，測量人員復測合格后方可對支座球與支座進行焊接固定。

（12）卸載、拆除吊帶、繼續下一榀吊裝。

支座球與支座肋板焊接固定后，支座螺栓按要求擰緊確保穩定，并有防風措施（纜風繩）時，開始全部卸載，最后作業人員通過管桁架下弦桿、提前安裝在吊點位置處的上人爬梯拆除吊帶，將鋼絲繩安全放置在基本與吊鉤豎向方向一致的位置，防止鋼絲繩甩動傷人，然后開始脫鉤，繼續下一榀吊裝。

（13）兩榀主桁架之間的次桁架連接固定。

次桁架桿件吊至相應位置，由測量人員復核，確保就位準確，再由焊工進行焊接。

（14）重復以上流程將所有桁架吊裝完成。

（15）臨時支撐、纜風繩拆除。

拆除臨時支撐及纜風繩，拆除順序為“先支后拆、后支先拆”。

3 質量控制

（1）桁架加工制作前進行焊接工藝評定，根據工藝評定報告編制作業指導書。焊接前技術員進行技術交底，嚴格按照作業指導書進行焊接。

（2）鋼管表面不得有凹陷、裂紋、重皮、劃痕等缺陷。

（3）嚴格控制焊接質量，焊縫表面不得有氣孔、裂紋、夾渣、焊瘤、咬邊、未熔合等現象。焊縫高度滿足設計要求，焊縫表面打磨平整，清理干凈。

（4）焊縫無損檢驗應依照規范及設計要求執行，超聲波探傷在焊縫完全冷卻至常溫時進行。

（5）桁架吊裝前對支座預埋件進行復核，彈出控制軸線，安裝支座，螺栓初擰力矩符合規范要求。

（6）桁架就位后卸載80%，用手拉葫蘆精確調整桁架角度，使上弦投影至軸線距離誤差控制在5mm 之內。

4 安全措施

（1）吊裝作業前，屋面混凝土結構臨邊搭設高度不小于1.2m 的防護欄桿，技術人員應對吊裝作業人員進行安全技術交底。

（2）高空作業人員穿好防滑鞋，系好安全帶。

（3）綁扎所用的吊索、卡環、繩扣的規格應根據計算確定。

（4）吊具應檢查合格，并應在其額定允許荷載范圍內使用。（5）起重機應年檢合格，各種安全防護和保險裝置等應齊全。

（6）起重機必須按使用說明書正確操作、合理使用，嚴禁超載、超速作業。

（7）吊裝作業區域四周應拉警戒線，嚴禁非操作人員入內。

（8）吊起的構件應確保在起重機吊桿頂的正下方，嚴禁斜拉、斜吊，嚴禁起吊埋于地下或粘結在地上的構件。

（9）起吊時所有人員不得站在吊物下方，并保持一定的安全距離。

（10）在風速達到10m/s 以上或遇惡劣天氣時，應停止吊裝作業。重新作業前，應先試吊，并確認各種安全裝置靈敏可靠。

（11）單榀桁架就位后，及時用臨時支撐進行固定，單元吊裝完成后，方可拆除臨時支撐，以保證桁架不整體傾覆。

5 結語

綜上，本文以某體育館項目為實例分析，探究了弧形屋面倒三角形桁架吊裝施工技術內容，包括方案選擇、施工前的準備以及履帶吊行走路線路基處理等內容，最后還對質量控制、安全措施進行了闡述。