浅谈大跨度钢结构屋面施工工艺与质量控制

浅谈大跨度钢结构屋面施工工艺与质量控制

李夏季

陕西建工第六建设集团有限公司 陕西省咸阳市 712000

摘要：在社会文明日益进步以及新结构、新技术不断涌现的背景下，大跨度钢结构建筑不管是在功能上还是结构上都变得越来越复杂，在制定施工方案之时，需要对诸多因素进行全面考虑。通过制定适宜且完善的施工方案，明确施工工艺，能够为施工效率、施工质量与施工安全提供保证，本文结合工程实例，以大跨度钢屋面为对象，对其施工工艺及质量控制策略进行探讨与分析。

关键词：大跨度，钢结构屋面，施工工艺，质量控制

1、工程概况

本项目为某学院大学生活动中心，建筑面积约23890m²。项目屋盖为空间大跨度管桁架结构，在10轴和11轴处设置伸缩缝，训练场桁架东西长72.8米，南北长65.2米，比赛场东西长72.8米，南北长79.4米，单榀主桁架最大重量约38T。屋盖整体呈现曲面状，屋盖最大结构标高为23.765m。屋盖投影平面尺寸为145.5m×72.8m，由主次桁架、支撑和系杆构成。桁架杆件均采用圆钢管制作而成，节点均为相贯焊接。受到安装高度高、重量大、空间结构、曲线造型、现场拼装等因素的综合影响，本工程桁架安装有较大的难度。

2、施工工艺

2.1预埋件安装

本项目预埋件为桁架支座处，桁架支座通过预埋件连接与混凝土柱。埋件安装就位后进行初次校正。用倒链或撬棍将埋件校正到埋件十字线与测量放的线重合，校正好后进行加固，将套板与周围面筋连接成整体进行稳固，等到土建基础钢筋绑扎完后进行进一步的精校。精校不仅要测轴线位置还要校正预埋定位套板标记十字线的轴线和标高。等到预埋定位套板的轴线偏差符合规范要求后方可进行后续的加固。

（1）测量定位。以已经设定好的基准点为参照，做好对整个建筑物轴线控制网以及高程控制点的测量工作。在施工作业的开展过程中，需要针对性地对经过统一布置的控制网加以使用，以控制网为参照，将钢结构细部轴线的各项测量工作全部做到位，此外，还要合理控制预埋件的实际安装位置。

（2）埋件板准确校正。将埋件轴线以及标高控制线作为参考依据，在开始对钢筋进行绑扎处理以前，先做好埋件的初步就位工作，待基本完成对钢筋的绑扎任务以后，针对预埋件实施精确校正，执行预埋件的安装任务时，若是出现竖向或水平钢筋阻挡的情况，在对钢筋进行绑扎处理时，还要做到对竖向或水平钢筋位置的及时调整。

（3）埋件板清理与定位。对埋件板面上的杂物进行清理，之后执行测量放线任务，对抗剪连接板的位置进行精确定位。

2.2施工分段

本项目桁架分为平面桁架和倒三角桁架，最大平面投影长度约为80m，因此为提高运输率，本项目钢桁架杆件在工厂散件制作。

根据现场场地情况，并结合本项目钢桁架重量特性，所有桁架在地面拼装后按照整段进行吊装，不再分段。

2.3现场拼装

本项目屋面桁架最大跨度为56.7m，为提高运输效率，根据现行公路运输条件，拟将桁架在工厂进行分段加工后运输至现场，在现场进行整榀拼装。

（1）拼装胎架设置。工程需要拼装的构件为屋面桁架，因此针对上述钢构件特点，拟在现场采用圆钢管钢做成拼装胎架作为上述构件拼装平台。此外，根据其总体施工进度，为加快施工步伐，拼装胎架备3副，进行循环利用。

（2）拼装吊机。本项目屋面桁架最大分段重量较大，在拼装作业时，拼装机械作业半径小，因此拟采用25t汽车吊作为拼装机械。

（3）桁架拼装的质量验收

地面拼装质量会从直接层面对钢结构的安装质量产生影响，而为了对钢桁架的拼装精度进行严格地控制，必须事先将测量工作做好，测量验收需要在各道工序的始末贯穿。

2.4吊机选择及吊重分析

吊重分析选择最不利的吊装工况进行分析，右侧桁架最大整段重量约38t，采用两台160t吊机进行吊装。

在用双机抬吊重物时，应对分配给每台单机的重量进行控制，需要小于其允许起重量的80%，另外，还要执行对构件总重量的控制任务，小于两起重机械额定起重量之和的75%，此过程需要接受统一的指挥。

2.5桁架吊装

（1）桁架吊装施工时，分为两个施工区域，其施工顺序为：先施工二区，待施工二区施工完成后，再施工一区。施工一区时，所有桁架均在场外拼装，后运输至C外侧。先吊装N轴，采用两台吊机将N轴桁架吊装至G轴上，然后一台吊机松钩，进入场内，将N轴桁架吊装转换至K轴，吊机移位，将桁架再次吊起，安装至N轴处，其余桁架均按照此步骤进行移位吊装至安装位置。

（2）桁架吊装完成后，随即吊装桁架间次桁架，使之形成稳定的结构体系。施工二区时，将桁架均在场外拼装后运输至吊装现场，将K轴和L轴桁架堆放于N轴外侧，将J轴和H轴桁架堆放于C轴外侧，然后在场外和场内分别采用两台吊机将桁架抬吊就位，其余桁架在场外进行拼装，采用汽车吊进行高空散装就位。

（3）桁架吊装就位后，整体结构未成形，其在吊装时与原结构设计受力状态不同，桁架吊装就位后，采用抱箍方式对杆件进行临时固定，应立即采用全站仪进行全面检测校正，尽最大可能减小安装误差。

3、桁架安装质量控制

（1）在整个桁架安装过程中，要注意支座的垫实，坐标的准确性，挠度及几何尺寸的控制。

（2）对杆件进行控制，不能有超过规定的弯曲现象出现，桁架杆件的弯曲矢高允许偏差为L/1000且不大于5.0mm，其中，L表示的是杆件长度。

（3）针对已经安装的桁架，需要将零件的表面清理干净，亦要保证完整性，不能有损伤、凹陷情况存在，安装要正确，保证对号的准确性，一旦发现错装，要及时进行更换处理。

（4）在对桁架进行组装之时，需要做好对节点坐标的检查工作，若是发现超过设计以及施工规范允许的偏差，必须在第一时间作出纠正。

（5）对焊缝的焊接要满足具体的设计要求，对外观要进行100%的检验，焊工必须持证上岗。

（6）钢桁架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，所测节点为跨中及1/4跨度处，且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。

（7）为控制桁架在安装过程中产生的挠度，必须保证所有支座的坐标正确，确保构件尺寸准确无误。

4、结语

本工程钢结构屋面工程表现出跨度大且施工难度大的特点，在施工作业的开展过程中需要严格地以施工方案为依据，针对重点以及难点位置，需要进行作业指导书的编制，并进行影像记录。整体而言，本工程项目屋面钢结构有着完善的施工工艺，施工质量得到了较好的保证，针对桁架安装施工问题提出了针对性的解决方案，可以为后期相同类型的工程施工积累较好的经验。

参考文献：

[1]冒柳新,陈霞,唐浩. 大跨度钢结构屋面工程施工技术[J]. 建筑技术开发,2021,48(17):41-43.

[2]陈睿. 大跨度钢结构屋面吊装工程施工的探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2015(16):570-570.

[3]王育晋. 大跨度预应力钢结构施工质量控制[J]. 山西建筑,2013,39(4):226-227.