淺析大跨度鋼桁架結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)
摘要：大跨度、大空間的鋼桁架結(jié)構(gòu)在建筑施工因其跨度大，單構(gòu)件重量大，拼裝精度高等特點，其安裝技術(shù)一直顯得至關(guān)重要。本文結(jié)合工程實例，研究制定出一套安全可靠、簡單有效、實用經(jīng)濟的大跨度鋼桁架的吊裝施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞：大跨度鋼桁架；吊裝施工
引言：隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，各種復(fù)雜體型的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，尤其是在工業(yè)與民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。大跨度、大空間的鋼結(jié)構(gòu)形式多樣、造型美觀，經(jīng)濟性好等特點越來越受到人們的青睞，作為此類型結(jié)構(gòu)的大跨度鋼桁架的吊裝施工工藝是關(guān)鍵技術(shù)。目前國內(nèi)較多大空間鋼結(jié)構(gòu)屋頂均采用大跨度鋼桁架的設(shè)計形式。 某工程位于遼寧省沈陽市，鋼結(jié)構(gòu)主桁架為平面管桁架，截面形式較多，中心高度為2m，最大跨度為36m，最大懸挑長度為14m。次桁架為平面管桁架，截面高度約為2m，長度為18-20米不等。
1 鋼桁架特點
屋面鋼桁架在工廠精細(xì)化加工、預(yù)拼裝，質(zhì)量保證。其截面形式多樣，平面形狀不規(guī)則，跨度較大，施工難度大，基本涵蓋了所有的桁架形式，其施工工藝適用性較強。
2 工藝原理
主桁架為平面桁架，在工廠分段制作，運至現(xiàn)場后利用拼裝胎架采用臥式拼裝法拼裝，根據(jù)起重設(shè)備性能，將主桁架若干段地面組裝成吊裝節(jié)，大部分主桁架不分段，整榀吊裝，局部一些較大跨度桁架利用搭設(shè)于混凝土柱正上方的臨時支撐胎架進(jìn)行輔助分段安裝。次桁架工廠整體制作，現(xiàn)場整體安裝。
3 施工工藝流程及操作要點
3.1 施工工藝流程
3.2 施工準(zhǔn)備
3.2.1 針對施工方案組織專家論證，并對管理人員、勞務(wù)單位人員進(jìn)行技術(shù)交底，針對對大跨度桁架的現(xiàn)場拼裝以及吊裝關(guān)鍵工序進(jìn)行講解，明確施工工藝及其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
3.2.2 結(jié)合工廠制作條件、運輸條件，考慮現(xiàn)場拼裝、安裝方案及土建條件，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計，包括預(yù)埋結(jié)構(gòu)定位及詳圖、拼裝安裝深化圖、構(gòu)件分段等；
3.2.3 在加工廠內(nèi)對桁架、合成柱、預(yù)埋件、零件等進(jìn)行加工，明確結(jié)構(gòu)尺寸、厚度、外觀等質(zhì)量要求；
3.2.4 所需要的材料、機具、檢測儀器、人員準(zhǔn)備完畢，滿足施工條件。
3.3 桁架現(xiàn)場拼裝
3.3.1 放樣、設(shè)置胎架、構(gòu)件就位
桁架拼裝的胎架采用型鋼支承。
3.3.2 焊接、檢查
拼裝胎架搭設(shè)后，用儀器進(jìn)行定位和找平，然后將從加工廠運至現(xiàn)場的桁架吊裝至胎架上，校正好后，組裝焊接。（見圖5.3.2）
圖5.3.2桁架現(xiàn)場拼裝
3.4 預(yù)埋件安裝
1、混凝土柱鋼筋綁扎
土建單位對混凝土柱豎向鋼筋及箍筋進(jìn)行綁扎。 2、設(shè)置預(yù)埋件臨時支撐
混凝土鋼筋綁扎牢固后，在預(yù)埋件錨筋下方對應(yīng)位置設(shè)置兩層臨時支撐（角鋼L89x4），臨時支撐放置在箍筋上，并應(yīng)豎向主筋點焊牢固。
3、安裝預(yù)埋件
根據(jù)測放出的軸線和標(biāo)高，安裝預(yù)埋件，并在預(yù)埋件上做好相應(yīng)的十字標(biāo)識。 4、混凝土制模
土建單位對混凝土柱制模板。
5、澆筑混凝土
混凝土從灌漿孔灌入，并采用振搗棒振搗，逐層振搗并密實后，重復(fù)多次灌漿及振搗，直至密實到頂。 6、檢查預(yù)埋件精度
澆筑完畢后，檢查預(yù)埋件的精度，若超出偏差要求，及時對埋件進(jìn)行調(diào)整。
3.5 合成柱安裝
3.5.1 安裝首節(jié)臨時支撐胎架：合成柱傾斜一定的角度，為了保證其安裝精度，施工時需要設(shè)置臨時支撐。根據(jù)臨時支撐胎架的圖紙，先制作臨時支撐胎架，制作完畢后，安裝首節(jié)臨時支撐胎架，臨時支撐胎架放置在井字型鋼梁上。并對其三個方向設(shè)置攬風(fēng)繩，攬風(fēng)繩采用不小于φ12鋼絲繩。井字型鋼梁兩段連接在混凝土柱梁上，并通過預(yù)埋件將井字梁與混凝土梁連接，使其荷載由臨時支撐傳遞給井字梁，再由井字梁直接傳遞給混凝土梁，避免直接傳遞給樓板。井字梁規(guī)格為HW350X350X12X19。（見圖5.5.1）
3.5.2 第一節(jié)合成柱吊裝：根據(jù)鋼柱的重量及吊點情況，準(zhǔn)備足夠的不同長度、不同規(guī)格的鋼絲繩以及卡環(huán)。合成柱采用三大吊點方式，對于每一大吊點，有采用四個小吊點，四個小吊點就為合成柱上方的連接耳板。下端放置于柱腳位置，并通過臨時耳板將合成柱柱腳與預(yù)埋件臨時連接固定。上端放置于臨時支撐胎架 牛腿上。通過千斤頂調(diào)整合成柱的精度。調(diào)整合格后，采用臨時不變裝置將其與牛腿固定牢固。各項尺寸符合要求后，對柱腳與預(yù)埋件開始正式施焊。
3.5.3 安裝第二節(jié)臨時支撐胎架：在首節(jié)臨時支撐胎架的基礎(chǔ)上，繼續(xù)安裝第二節(jié)臨時支撐胎架，并設(shè)置設(shè)置攬風(fēng)繩。攬風(fēng)繩采用不小于φ12鋼絲繩。第二節(jié)臨時支撐胎架安裝完畢，檢查其垂直度，符合要求后方能開始安裝合成柱。
3.5.4 吊裝第二節(jié)合成柱：按照安裝第一節(jié)合成柱的方式安裝第二節(jié)合成柱，第二節(jié)合成柱吊裝就位后，采用臨時耳板將其與第一節(jié)合成柱連接，最上端同臨時支撐胎架連接。完成測量后，對第二節(jié)合成柱進(jìn)行焊接，為防止產(chǎn)生不均勻變形，合成柱分肢同時焊接。（見圖5.5.4）
圖3.5.1 安裝首節(jié)臨時支撐胎架 圖3.5.4 吊裝合成柱
3.6 桁架吊裝工藝流程
3.6.1主桁架吊裝
1.跨度較小的主桁架不分段，整榀吊裝。由于主桁架跨度較大，吊裝時采用三點吊裝（見圖3.6.1-1）
圖3.6.1-1
2.根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)分節(jié)吊裝要求，局部一些較大跨度的桁架需要分節(jié)吊裝，同時需要在其相應(yīng)的位置搭設(shè)臨時支撐胎架，為了施工方便且便于臨時支撐胎架按拆，臨時支撐胎架搭設(shè)于混凝土柱正上方。
3.根據(jù)屋面主桁架需要分段安裝，為了確保分段后，防止鋼構(gòu)件可能由于側(cè)向失穩(wěn)或者連接不牢固而發(fā)生傾覆或者產(chǎn)生較大變形而影響施工質(zhì)量，在施工過程中，需要采取如下幾種保證措施。
1）安裝過程中，以形成穩(wěn)定框架體系為單元，逐塊逐片安裝。
2）對鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場對接位置設(shè)置臨時耳板及耳板連接板，并采用螺栓將其固定。
3）安裝時需要放置在支座上或者胎架上的鋼構(gòu)件需要采用焊接固定，焊接采用定位焊接進(jìn)行。定位焊接要求：
3.6.2次桁架吊裝
次桁架按自然段整體吊裝，次桁架優(yōu)先使用塔吊吊裝，履帶吊配合。
3.6.3桁架測量控制
1.桁架標(biāo)高控制：隨著桁架曲線的變化，桁架上各點標(biāo)高也相對發(fā)生變化，因此，正確的控制其標(biāo)高至關(guān)重要，根據(jù)桁架分段示意圖可選定下弦節(jié)點作為標(biāo)高控制點。
2.下?lián)献冃斡^測：通過對桁架脫離胎架前后若干節(jié)點標(biāo)高變化的觀測，測定桁架下?lián)献冃吻闆r。
3.下弦控制節(jié)點的投測：由于每榀桁架分段進(jìn)行組裝，故每段都必須做好節(jié)點控制，根據(jù)桁架分段情況，節(jié)點作為控制依據(jù)。參照土建建筑軸線網(wǎng)，選定定位軸線作為控制基線，在此基線上通過解析法找出控制節(jié)點的投影與基線的交點，然后分別將這些交點投測到平臺之上，并與下弦桿中心線投影線相交，即得到下弦控制節(jié)點在水平面上的投影點。這樣每榀桁架直線度控制就以測量平臺上所測設(shè)下弦中心線為依據(jù)，通過吊線錘的方法來完成，直線度控制目標(biāo)為5mm。
4.變形觀測：在每榀桁架組裝完畢之后，對所有觀測點位進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測，并做好詳細(xì)記錄，待桁架脫離胎架后，再進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測，并與第一次觀測記錄相比較，測定桁架的變形情況。
參考文獻(xiàn)：
[1]嚴(yán)慧.我國大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用發(fā)展的主要特點.
[2]李軍.鋼結(jié)構(gòu)與建筑業(yè)[J].2002，（4） .
