大跨度钢结构施工过程简析

大跨度钢结构施工过程简析

陈超 卢帅

中建三局第三建设工程有限责任公司 湖北省武汉市 430074

摘 要：本文阐述了大跨度钢结构施工过程，从地下室回顶、胎架支撑、构件吊装、焊接探伤、压型板铺设及混凝土浇筑等分步骤进行具体说明，希望为后续类似项目施工起到借鉴作用。

关键词：大跨度；钢结构；胎架

引言

随着经济的快速发展，国家对于环境保护的重视，使得钢结构的需求量不断快速发展，施工技术不断更新。大跨度钢结构在设计时主要考虑的是结构体系，构件以及节点等问题；施工过程中大跨度钢结构的破坏形态为构件、节点或整个体系的大变形失稳。通过新材料、新工艺的运用，使得钢结构形体丰富、经济实用、外表美观，且得到广泛应用。

1 钢结构的特点

1.1钢结构的优点

钢结构自重轻，强度高。当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其他结构轻便，便于运输和安装，并可跨越更大的跨度。钢材的塑性和韧性好。塑性使得钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏；韧性使得钢结构对动力荷载的适应性更强。钢材更接近于匀质和各向同性体。钢材的内部组织比较均匀，非常接近运至和各向同性，在一定范围内几乎是完全弹性变形的，这使得钢结构的技术按结果较为符合实际的受力情况。钢结构制造简便，易于采用工业化生产，施工安装周期短。此外，已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。

1.2钢结构的缺点

钢结构的耐热性好，但防火性能差。钢材耐热不耐高温，随着温度的升高，强度降低。当钢结构周围存在辐射热，温度在150度以上时，就需要采取相应措施进行遮挡覆盖。如果一旦发生火灾，结构温度达到500度以上时，就可能整个钢结构体系崩溃。钢材不耐腐蚀。钢材易锈蚀，在潮湿环境应采取保护措施，特别是处于有腐蚀介质的环境中，必须涂刷涂料或镀锡，使用过程期间还需定期维护。冷桥效应。因为北方冬天天气较为寒冷，室内外温差大，冷空气进入房屋后与热空气结合而形成水雾吸附于墙体，便会出现房屋潮湿、霉变的现象。

2 地下室回顶及胎架安装施工要点

2.1地下室回顶

钢结构安装采用50t汽车吊，汽车吊吊装站位位于地下室顶板上，同时胎架的设置也位由于本工程于地下室顶板上，在钢结构施工前，需要确认汽车吊的吊装站位及胎架的定位，在地下室对应部位进行回顶，回顶采用Φ600*12圆管柱。施工过程中严格按照前期确认的汽车吊的吊装位置进行施工，确保地下室顶板结构安全。

2.2胎架安装

连廊两端分别与两边钢骨混凝土柱牛腿连接，连廊下弦杆中间位置下方需设置胎架。胎架柱采用Φ609x12圆管柱，均位于混凝土柱上。圆管柱中间采用H250*250*9*14型钢连接，连接方式为焊接，以便胎架形成稳定体系。先对胎架位置进行放线，圆管先各自拼装好，挂好爬梯，吊装立圆管柱，在底部于地下室顶板接触部位打膨胀螺栓，焊接胎架平面内底部连接杆件。吊装第二节圆管柱，并用螺栓连接紧固，平面外支撑安装采用H型钢一端与胎架焊接紧固，一端用膨胀螺丝固定于地下室顶板上。待平面外支撑安装完成后，将胎架平面内杆件安装焊接完成。将最后一截短圆管和顶型钢安装固定完成后，经焊接探伤合格，验收完方可进行下步操作。

3 构件吊装施工要点

3.1桁架梁吊装

在施工前，严格按照要求核实吊车站位，主梁的吊装顺序；先吊装胎架一侧的纵向桁架梁，纵向桁架梁一端与钢骨混凝土柱牛腿连接，一端搁置在胎架上；待胎架一侧两根纵向桁架梁吊装固定完成后，吊装胎架处横向次梁，将横向次梁用高强螺栓与纵向桁架梁固定连接。在确保胎架柱与混凝土柱、胎架柱与次梁、胎架柱与桁架梁等连接牢固后，在进行另一侧纵向桁架梁的吊装。桁架梁吊装完成后，在对接处用耳板焊接临时固定在一起。

3.2次梁吊装

在桁架梁吊装完成后，对胎架、桁架梁、混凝土钢骨柱及连接部位检查完成后，进行次梁的排序依次吊装，用高强螺栓固定在桁架梁上。

3.3监测调整

为保证钢结构的安装精度以及结构在施工期间的安全，并使钢结构与设计要求相符，必须对钢结构的安装精度、结构变形进行监测。在整个钢结构吊装过程中，对结构整体变形、构件变形及节点连接处安装偏差进行核实，及时进行调整。

3.4节点焊接及探伤

在监测核实结构变形符合要求的情况下，对结构节点焊接部位进行满焊。焊接使用熔化极焊丝，并使用大流量的CO₂气体进行焊接保护，提高抗风能力，形成对焊接熔池的渣—气联合保护。焊接前进行焊口清理，清除焊口处表面的水、氧化皮、锈、油污等；严格按照焊接工艺评定所得参数施焊。焊接时采取合理的焊接顺序进行施工（两人、或者四人对称焊）；焊接过程中严格控制层间温度，焊道之间熔渣的清除必须彻底；分次完成的焊缝，再次焊接前要进行预热处理。

4 楼板施工要点

4.1压型钢板吊装铺设

在铺设压型钢板前对梁的标高进行复测、检查构件尺寸并弹出钢梁中心线；压型钢板安装时，于楼承板端部设基准线，距钢梁翼缘边至少50mm处。吊装前核实压型钢板捆号机吊装位置，核实吊车站位；待无误后进行钢板吊装铺摊，铺摊完压型钢板后，采用点焊临时固定。压型钢板铺放要保证板端搭接在梁上的长度，要严格根据弹好的基准线进行铺板，保证板侧边尺寸平整顺直、位置正确，使压型钢板槽形开口贯通、整齐、不错位。压型钢板端头封堵要严密，避免出现漏浆。端头封堵后，要保证压型钢板端部在梁上的搭接长度不小于50mm，并且满足设计要求。

4.2栓钉焊接

摊铺完压型钢板后，将梁的中心线，弹至压型钢板上，同时弹出各梁上翼缘边线，保证栓钉焊接位置的正确牢固。梁上栓钉需烧穿压型钢板，满焊在钢梁上，确保栓钉于钢梁连接牢固。待栓钉焊接牢固后，根据设计要求在板面上绑扎钢筋。

4.3混凝土浇筑

混凝土浇筑前，必须把压型钢板上的杂物、垃圾清理干净。混凝土浇筑前，应检查压型钢板受损及变形情况。混凝土浇筑过程中，安排技术人员跟班指导，应分段连续进行。浇筑过程中经常移动泵管，使得上层混凝土能够在下层混凝土初凝前将其覆盖，浇筑层高度不得超过30cm,使用插入式振捣器应快插慢拔，逐点移动，顺序进行，保证均匀振实，不得遗漏。浇筑混凝土使，不得在压型板上集中堆放混凝土，泵管离地高度不得过高，混凝土浇筑点应沿梁设置。

5 上层结构吊装施工要点

5．1钢柱吊装施工

待混凝土具备一定的承载力后，进行下层钢柱吊装，提前将钢柱按吊装顺序摆放整齐，先通过钢柱两端耳板调至结构板上，再通过上部两侧对称的吊耳连接起吊至钢梁连接处，先用钢板满焊临时固定钢柱与钢梁。

5.2桁架梁及次梁吊装

先吊装一侧的纵向桁架梁，纵向桁架梁一端与钢骨混凝土柱牛腿连接，一端搁置在钢柱上（吊车不松钩），桁架梁与钢柱同样采用钢板满焊临时固定；待胎架一侧两根纵向桁架梁吊装固定完成后，吊装胎架处横向次梁，将横向次梁用高强螺栓与纵向桁架梁固定连接。在确保胎架柱与混凝土柱、胎架柱与次梁、胎架柱与桁架梁等连接牢固后，在进行另一侧纵向桁架梁的吊装。

5.3满焊调整及楼板浇筑

先对吊装拼装完成后的整体桁架进行检测，满焊过程中有意识的进行微小调整。对钢柱与钢梁的现场焊接，在完成全部柱的接头焊接之后，对于自身无较大扭转和侧偏的钢柱，应严格遵循同一端头节点钢梁两侧的两名焊工对面同速施焊。对焊接后自身有一定扭转和侧偏的钢柱，应按照钢柱向左偏，钢梁右侧先焊，钢柱向右偏，钢梁左侧先焊的顺序施焊，利用焊接收缩产生的应力对钢柱进行部分侧偏校正。

6结语

在高跨度的钢结构施工中，由于高空焊接作业具有一定的危险性，本工程尽量减少避免高空焊接。大跨度钢结构施工过程重，平面容易失稳破坏，选择采用胎架作为中间支撑，先将胎架一侧构件吊装连接为一个稳定结构后，再进行另一侧吊装施工，有效避免了结构失稳破坏。

参考文献：

[1] 于凯. 基于性能的大跨度钢结构设计研究[J]. 建筑知识：学术刊. 2013：75-75

[2] 张宜. 大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨[J]. 祖国（13期）：79-79