屋面钢桁架安装的控制要点

屋面钢桁架安装的控制要点

苏易展

中铁十六局集团置业投资有限公司北京市100018

摘要：近年桁架在钢结构中的应用越来越广泛，特别是在桥梁、机场、车站、厂房等工业与民用建筑大跨度屋架中，常用钢制桁架作为主要承重构件。此外，钢桁架具有外形可以自由多变、抗震性能好、施工速度快等优点。本文主要以东南国际航运中心总部大厦C座为实例，介绍屋面钢桁架从加工厂制作到工地现场安装过程的控制要点。

关键词：钢桁架；焊接；涂装；吊装；悬挑式

1工程概况

东南国际航运中心总部大厦C、D座位于厦门市海沧区CBD的最南端，东临海沧大道，西邻海沧内湖。建筑功能为C座会展中心，D座五星级酒店以及配套用房，两层地下室，建筑面积约为13.2万平米。本项目造型独特，底部和裙楼有机的结合成一体，在空间上呈逐步过渡的形态，从底部往上逐渐的缩小，形成的梯田状。

本次主要介绍C座会展中心屋面钢桁架施工，其造型成双曲面形状，结构为平行弦桁架，主桁架弦杆最大截面尺寸为：□350×350×10mm，次桁架弦杆最大截面尺寸为：H250×250×10mm，主桁架最大跨度为26.2m，最大重量为12.54t。屋面东北侧檐口标高范围为21.13～35.95m，西南侧檐口标高范围为18.36～23.26m。

2构件制作安装过程控制要点

由于大部分钢桁架构件在加工厂制作完成，再运至现场安装、焊接。因此，安排相关人员对制作厂各项施工工序的质量过程控制尤为重要。钢桁架构件加工前，先由相关人员对施工质量控制要点进行技术交底工作，确保工程施工质量。

2.1原材料进厂控制

认真做好事前控制，原材料合格是保证构件合格的第一关。钢桁架采用的钢材、焊接材料等原材进场时，重点检查出厂合格证书、检（试）验报告，涉及安全、功能的原材料和成品均按规定进行见证取样、平行检验，待各项检查合格后方可进行后续加工制作。

2.2构件生产过程控制

严格抓好过程施工质量控制，加强钢桁架构件生产过程中放样、切割下料、构件组装的尺寸、位置核对，焊接、摩擦面的处理、涂装等关键部位、关键工序进行着重控制，下面重点介绍焊接及涂装过程的控制。

2.2.1钢桁架焊接

钢桁架焊接作业主要为弦杆、腹杆对接，□型弦杆采用横焊，H型弦杆、腹杆采用平焊、横焊。焊接前，督促管理人员通过焊接工艺评定试验确定焊接参数；检查使用的焊丝、焊剂等焊接材料是否与母材相匹配；检查焊接作业人员是否持证上岗，且在考试合格项目及其认可的范围内施焊。

钢桁架焊缝根据设计图纸要求，板件拼接和全熔透焊缝质量进行超声波检验并做好相应记录，检查焊缝表面是否存在裂纹、焊瘤、气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤、咬边、未焊满、根部收缩等缺陷及处理情况。

2.2.2钢桁架涂装

钢桁架防腐涂装控制，在涂装前，检查构件表面的毛刺、铁锈、氧化皮、油污及附着物是否彻底清除干净；经除锈后的钢材表面在检查合格后，检查是否在规定的时限内进行涂装。

3现场吊装过程控制要点

3.1构件进场验收

进场检查验收，目的将可能存在缺陷的构件在地面进行处理，不使其进入吊装工序。首先检查构件的规格、数量及编号与发运清单是否一致；检查随车携带的资料是否齐全至少应包括：原材料质量证明书、复检报告、探伤报告、检查记录、出厂合格证等；检查构件各项尺寸及焊缝外观是否符合设计审批的深化设计图纸要求，其偏差是否满足规范要求。

3.2现场拼接

本工程大部分钢桁架均可在加工厂整体拼装后运至现场直接吊装，但部分钢桁架整体长度超过17m，甚至达到26.2m，最大重量为12.54t，需要分段运至现场，在施工现场拼装成型后再进行吊装。根据塔吊起重性能及桁架重量，所有桁架均可整体吊装。

3.3吊装过程控制

本工程钢结构安装属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，吊装作业前及时编写专项施工方案并上报相关审批单位及部门，组织专家进行论证、审查，以及附具安全验算结果，对专家论证提出需调整的，是否按要求进行修改并重新提交管理机构审查。钢结构吊装过程进行全过程检查，确保钢结构安装质量及吊装安全。

3.3.1吊装顺序的确定

原施工方案吊装顺序从屋顶两端开始按照屋面中部→屋面悬挑，大跨度主桁架→次桁架→拉杆的顺序进行。与各相关单位单位进行专题讨论会，通过咨询单位利用BIM软件虚拟建造视频演示进行吊装方案讨论。

3.3.2钢桁架吊装固定

根据定位轴线引测下弦杆标高，检查下弦杆的标高及定位尺寸误差是否控制在范围内。在钢桁架吊装前，根据设计图纸，要先定出钢桁架下弦支撑点空间位置，并打好标记，吊装时按照标注就位，相关人员进行测量复核，并做好相应记录。

3.3.3悬挑钢桁架吊装固定

悬挑钢桁架在吊装后会因自重等原因产生下挠现象，挠度的变形控制难度大；吊装时钢桁架底部没有架体支撑，空间位置控制不准；对于悬挑钢桁架的吊装，其中最大悬挑长度达到19.36m，是本工程施工难度最大的地方。

悬挑钢桁架采用塔吊按设计图纸吊至安装位置后，由专业测量人员进行实时跟进复核，并采用手拉葫芦配合塔吊对其位置进行调整。待定位准确后进行临时支撑固定，然后立刻进行焊接作业，焊接完成后自然冷却1小时左右（严禁浇水冷却），将塔吊上的绳索、手拉葫芦解绑进行下一个吊装工序。

连接悬挑钢桁架固定端的钢柱，检查工厂制作时连接措施是否按深化图纸预留，包括带孔夹板、安装马板等。吊装时同时利用螺栓、临时夹板、马板的形式进行固定，同时在悬挑端的底部增加一根临时支撑杆件。

由于悬挑钢桁架仅一端与钢柱连接固定，吊装后因自重、后续挑檐安装、金属屋面板安装等原因会存在一定程度的负位移。为了消除此位移造成的安装误差，施工前采用计算机对悬挑端单独及整体进行模拟位移分析，并与考虑实际施工过程产生的位移对比，按最不利的工况进行钢桁架标高修正。

4涂装质量控制

钢桁架连接节点焊接及防腐涂装质量控制参照加工厂制作方法。本节主要介绍施工现场防火涂料涂装质量控制，本工程钢结构耐火极限为一级，屋面钢桁架耐火极限2小时，根据设计防火要求为厚型防火涂料，现场采用喷涂法施工。防火漆料涂装前钢材表面除锈及防锈底漆涂装必须验收合格。

在防火涂料进场前，检查防火涂料的出厂合格证、检验报告、耐火极限测试报告和理化试验报告等，以及钢桁架防火涂料的粘结强度、抗压强度是否符合国家现行相关标准的规定；涂装前，检查钢桁架表面油漆破损处及现场焊接部位油漆是否修补完整，基层是否有油垢、灰尘和泥砂等污垢；施工过程中，随时对涂层的厚度进行平行检验，确保涂层厚度达到设计要求；施工结束后，检查涂层的厚度、粘结强度、平整度、颜色外观等是否符合防火设计规定，对不合格的部位要及时整修。

5结束语

钢桁架结构利用截面较小的杆件组成截面较大的杆件，可以充分发挥其材料的强度，大大节省钢材的使用和减轻结构的自重。加强钢桁架原材料、焊接、涂装、吊装等过程的质量控制，特别是借助计算机技术的应用，有效地克服大跨度、长悬挑的吊装难度，合理安排现场吊装顺序，很好的保障屋面钢桁架施工的质量、安全和进度。