浅谈大跨度钢结构桁架施工技术

浅谈大跨度钢结构桁架施工技术

刘佳兴 刘晓新

北京建工路桥集团有限公司 100123

摘要：在建筑工程中，钢结构以其自身所具备的诸多特点，得到越来越广泛的应用，尤其是工业厂房建设中，常常会用到钢结构体系。为确保钢结构的作用得到充分发挥，应了解并掌握相关的施工技术及具体的实施要点，从而使钢结构的整体质量达到规范要求。

关键词：大跨度；钢结构；桁架施工

1 工程概况

某工程总建筑面积约为5万m2。该项目总高度为45m左右，总计10层，地上9层,地下1层。桁架分布在10～15轴交P～Q轴之间，由直桁架HJ5和弧形桁架HJ6构成，最大跨度为46m，桁架下弦支座标高9.950m,桁架高度4m。

2 分段、桁架起拱及预拼装

考虑到车辆运输及现场吊机起重能力的影响，对长度和宽度超出运输限制的桁架，在详图设计和制做加工时，采取分段加工，按照L/1000进行预起拱。

3 现场拼装方式比选

通常现场拼装分为卧式拼装、高空散拼和立式拼装，考虑到现场桁架HJ6为弧形桁架和现场场地狭小，不便于桁架进行大范围摆幅的情况，选择在桁架需要安装位置下方进行立式拼装，并在立式支撑钢架、地基承载力等验算通过后，选择25t汽车吊进行桁架拼装。

4 现场吊装

桁架拼装完成后为28.8m和17.2m各两段，重量分别约为25.6t和19.1t,采用130t汽车吊，利用胎架进行分段整体吊装，先安装直桁架长段，并每侧加设2个地锚，同时在此桁架上弦加设临时水平支撑杆(D219×8)与邻近钢柱形成稳定支撑，采用塔吊辅助完成桁架间次梁[1]。

5 卸载与过程监控监测

5.1 卸载总体思路

桁架施工吊装完成、达到验收标准后，即开始结构的卸载施工。结构卸载不仅是简单的结构卸载工作，更是桁架受力状态改变的过程，也就是将支撑受力的桁架转变为自由受力状态的桁架，其将现有的钢结构顺利地转变为设计状态，并保障其整体受力的安全可靠。卸载方案遵循在卸载过程中“分区、分级、均衡、缓慢”的原则来实现，即结构构件的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作。

5.2 卸载方法

卸载主要采用割除的方式来实现，具体来说，就是对顶部支撑的脚手架、H型钢腹板进行割除。割除工作，一方面是要控制每次割除的高度，一般来说割除的高度控制在3mm左右即可；另一方面则是要掌握好割除的度，一般是在结构向下位移不再产生后，停止对钢腹板的割除。而在割除的过程中，为了避免割除工作产生负面效果，要时刻关注割除工作产生的位移情况，如果存在较大的位移偏差，立即停止割除，并联合各个单位和部门，查明分析偏差问题产生的原因。在卸载工作开始前，还要相关的单位和部门，做好对HJ5/6的检查工作，了解其基本的数据内容和记录信息。在卸载的过程中，为了确保卸载工作的科学合理，还要注意在卸载开始前，做好顶部的胎架焊接工作。胎架主要是焊接一块观测板，以起到标记的效果，其主要的作用就是在气割卸载的过程中，通过了解标记板和观察标记板的下降量，而为了保障观测幅度的科学可靠，还要注意卸载过程中，利用同步检测仪进行检测。而在割除卸载的过程中，还需要注意，最好在温度较高，变形量较大的中午进行切割，明确切割的次数和距离。在切割完成后，为了确保卸载工作的安全性，还要将切割部分静置24h，进行压力和应力的释放，避免应力伤人情况的出现。

5.3 监控监测

采用承重支撑体系对钢桁架进行安装，桁架安装前的测量工作是将桁架的轴线及起拱后的标高标注在胎架上，以保证桁架的安装质量。首先用全站仪对胎架预埋件进行监测校正，检查预埋件三维坐标是否满足要求并记录偏差数据，此数据为胎架就位的依据。其次待全部胎架安装完成后，在支撑胎架顶部测放出钢桁架主轴线，通过主轴线测放出桁架下弦杆边线，以便桁架安装过程中平面定位。

5.4 卸载注意事项

卸载的过程中，也有诸多事项需要注意。第一，在卸载工作开始前，要注重分析与明确卸载工作，了解卸载过程中支撑部分结构体系的变量，并以此为标准，进行后续卸载的准备；第二，在卸载工作开始前，还需要注意做好连接点的检查工作，保障连接点在目前处于稳定状态，而为了保障其稳定性，相关工作人员可以在支撑部分，加装缆风绳，以保持其稳定性。

6 安全施工技术

6.1 设置生命线

在桁架两侧钢柱（GZ5 800mm×800mm×25mm）上设置生命绳，生命绳采用直径为12mm的钢丝绳，两端采用四个卡扣连接，钢丝绳紧贴钢柱南侧柱边拉设，以免影响钢柱吊装，在钢丝绳与钢柱接触部位采用废旧轮胎皮对钢柱进行包裹，防止损坏钢丝绳。生命绳高度为比桁架上、下弦弦高出1m。

6.2 正式吊装吊点平衡

吊装工作的进行，一方面需要做好预吊装准备工作，包括设备、人员等；另一方面，则需要在合适的天气情况下进行吊装。在吊装前，首先要进行试吊，以判明当前情况是否符合吊装要求，是否可以开始正式吊装；在吊装的过程中，HJ5段需要采用3个吊点进行吊装，其中1个吊点符合调节平衡，另外两个吊点负责主要吊装工作，而这一过程中还需要相关工作人员做好链条葫芦与吊车吊钩的连接，并共同连接在吊装的平衡吊点上。在上述工作完成后，就可以正式开始试吊工作，试吊工作的进行，主要是要求吊车将吊装材料吊起距地面30cm，并在半空中保持悬停，以观察构件的情况，以及吊车、吊装设备等能否满足吊装要求。若整个构件不平衡，应立即调整手动葫芦直至其能平衡起吊；钢丝绳承载力不能满足要求，应立即放下构件并更换钢丝绳；若地面承载力不能满足要求，应立即放下构件并增加吊车支腿垫板大小。

7 结语

综上所述，通过对上述工程案例的分析，介绍了在施工中摸索和总结出的一种异型钢结构桁架施工方法，通过现场实践，加快了施工进度，并取得较显著的社会、经济效益，为同类工程项目提供了借鉴。

参考文献

[1] 常志忠，崔明星，何继祖.复杂条件下大跨度钢结构桁架模块化施工技术[A].浙江省土木建筑学会.第26届华东六省一市土木建筑工程建造技术交流会论文集（下册）[C].浙江省土木建筑学会：施工技术编辑部，2020.

[2] 王俊.大跨度钢结构桁架施工技术研究[J].工程建设与设计，2020(11):234-236.