钢管桁架结构安装施工工艺

徐平

摘要：利用空间钢管桁架作为屋盖结构具有很多优点,不仅满足了体育馆大跨度的要求,而且作为一种结构体系,它符合了大跨空间结构的发展需要,营造了美学与力学的完美结合的设计理念。此类结构形式得到了广泛的工程实践应用,具有强劲的发展势头。本文结合某钢结构工程实际，对钢结构桁架的施工方法提出了建议，与同行交流讨论。

关键词：高空散装；异型钢管桁架；施工

Abstract: the use of space as a steel truss roof structure has many advantages, and to not only satisfy the stadium the large span requirements, and as a structure system, it is in line with the development of large spatial reticulated structures need to create the perfect combination of art and mechanics of the design concept. Such structure form a wide range of engineering practice, has a strong momentum of development. Combined with a steel structure engineering practice, the steel structure truss construction method made Suggestions, and peer discussion.

Keywords: high altitude bulk; Alien steel truss; construction

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

1、引言

近年来,钢管结构不仅在海洋工程、桥梁工程中得到了广泛应用,而且在工业及民用建筑中的应用也日益广泛,钢管结构在我国建筑结构中的应用也越来越多,如宝钢三期工程中采用方管桁架,吉林滑冰练习馆、哈尔滨冰雪展览馆、上海“东方明珠”电视塔和长春南岭万人体育馆均采用方钢管作为主要结构构件,广州体育馆屋盖采用了方钢管和圆钢管,上海虹口体育场采用圆钢管作为屋面承力体系,成都双流机场屋盖采用了圆钢管作为主要受力构件。

2.工程概况

某结构钢管桁架工程，共由38榀主桁架组成，平面形状呈半椭圆形，轴线位置复杂，悬挑长度不一，最大悬挑长度15m，造型飘逸。桁架种类多，拼装难度大。能有一种安全便捷的方法解决该类型桁架的安装，必将带来良好的经济效益和社会效益。

3、施工准备

3.1方案的选择

采用桁架地面组装，单榀桁架吊装的施工方法。采用此方法施工，钢结构的安装、焊接、防腐可在地面上完成，施工人员操作起来安全便捷将施工图节点不完整的部分进行二次设计，通过分解先绘制成三维效果图，根据三维效果图设计出单榀桁架结构面施工图，最后形成单榀桁架的最终实物模型。

3.2施工工艺

单榀桁架安装---桁架焊接---防腐涂装---竣工验收。

4、施工方法

4.1单榀桁架安装

4.1.1测量放线。桁架由上弦、下弦、腹杆和支撑组成。使用经纬仪、钢尺、垂线等放线工具找出支座位置，确定桁架下弦、上弦所在平面及桁架各节点的坐标位置，并在脚手架上相应位置做好标记，调整脚手架的高度及支撑点位置。

4.1.2下弦杆安装。下弦杆安装在支座及钢管柱安装完成后进行，安装时必须复核支座跨度、桁架弦长、弧长、弦高等，并用脚手架支撑牢固。

4.1.3上弦杆及腹杆安装。上弦杆及腹杆的安装应从桁架中心向两侧顺序安装，安装前依据设计图纸的节点坐标在桁架上下弦安装腹杆的位置标出节点，并标明腹杆的规格、编号、安装方向等参数。安装宜两侧同时进行，对称安装以减小变形和累计误差。

4.1.4安装过程中随时检查桁架的几何尺寸，如网格的对角线、桁架每个单元的弦长、弧长、高度及节点安装的误差等，发现问题及时进行调整。

4．2桁架焊接

4.2.1桁架弦杆对接焊缝采用全熔透的焊接工艺，焊接设备采用逆变直流弧焊机，所选用的焊条型号应与主体金属相匹配，本工程采用型号为E4303焊条。不同强度的钢材焊接时，焊接材料的强度应按强度较低的钢材采用。所有的熔透焊缝处均需打焊工钢号。焊工必须考试合格后方可施焊。构件焊接前将焊接区域的铁锈污物等清除干净，复查焊区坡口情况确认符合设计要求方可施焊。焊接后应清除熔渣和飞溅物，并在焊缝附近打上焊工的钢印代号，焊缝金属表面焊波均匀，不允许有裂缝、弧坑裂缝、焊瘤、表面夹渣等缺陷。焊接要求符合JGJ81—2002建筑钢结构焊接技术规程。

4.2.2焊接质量检查：a．焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量。检查合格后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。b．焊缝外形尺寸应符合现行国家标准GB10854—1989钢结构焊缝外形尺寸的规定。

4.2.3对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下，宜采用双面坡口对称顺序焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件中和轴的顺序焊接。

4.2.4对双面非对称坡口焊接，宜采用先焊接深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序。

4.2.5引进技术，提高相贯线精度。钢桁架结构的最大难点就在于对相贯线切割的控制上，相贯线精度的把握直接关系到下面焊缝的焊接质量。传统的相贯线确定方法为手工制图，手工方法效率低、精度差，显然不适用于这种大型构件的工程。为此，在施工中我们引用了一套电脑软件，根据图纸将每根杆件的长度、管径及相交的角度等等相关数据输入程序，就会得到这个节点的相贯线，然后由打印机直接打出大样图。通过这套软件，不但确保了相贯线的精度，而且大大提高了工作效率。

4.3除锈

经除锈后的钢材表面，应无可见的油脂和污垢，并且几乎没有附着不牢的氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物，才能进行下道工序，除锈合格后的钢材表面，如在涂底漆前已返锈，需重新除锈。

4.3.1表面清理

刷前将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。本工程现场需要进行底漆补涂的区域主要是现场焊缝区域，包括钢管间焊缝及支座焊缝。对于在运输和安装过程中发生了破损的底漆也应补涂。底漆补涂之前应对涂漆部位进行清理，去除油污等，对于发生锈蚀的应采用手工除锈方法除锈。

4.3.2防腐涂装

严格控制涂料质量，要求必须符合国家标准，不合格及过期涂料严禁使用，所使用的任何一种涂料都应具备下列条件：产品说明书、产品批号、生产日期、防火标志、合格证及检验资料。

涂料工艺参数：包括闪点、比重、固体含量、表干、实干时间、涂覆间隔时间、理论涂覆率、一道涂层的干湿膜厚度；规定温度下的粘度范围；规定稀释剂、稀释比例降低的粘度及对各种涂覆方法的适应性等；涂料主要机械性能指标及组成的原料性能指标；涂料厂对表面除锈等级，涂装施工环境的要求等；多组分涂料的混合比及混合后使用时间的指导性说明；构成涂层系统的各层涂之间应有良好的配套性，底、中、面漆应选同一厂家的产品。补涂金属表面温度低于露点以3℃和相对湿度大于85％时，不得进行涂装(具体按涂料性质和涂装说明书进行)，涂装作业应在清洁和有遮蔽环境的涂装工作间中进行。

4.3.3防腐油漆刷涂的基本操作法

使用漆刷时，一般应采用直握方法，用腕力进行操作；涂刷时就应蘸少量油漆，刷毛浸入油漆的部分应为毛长的1／3～1／2；对干燥较慢的涂料，应按涂敷、抹平和修饰三道工序进行；对干燥较快的涂料，应从被涂物一边按一定的顺序快速边连续地刷平和修饰，不宜反复刷涂；刷涂顺序，一般应按自上而下，从左到右，先里后外，先斜后直，先难后易的原则，使漆膜均匀、致密、光滑和平整；刷涂的走向，刷涂垂直平面时，最后一道应由上向下进行。刷涂水平表面时，最后一道应按光线照射的方向进行；刷涂完毕后，要将刷子妥善保管，若长期不使用，须用溶剂清洗干净晾干，用塑料薄膜包好，存放在干燥的地方，以便再用。

4.3.4涂层的外观要求

涂层表面色泽均匀、平整光滑、无流挂、不产生明显桔纹，不允许存在各类污物及斑痕等。涂层的外观应符合设计规范及厂方要求，并达到设计厚度。

4.4安全注意事项

搞好职工安全教育，使施工人员熟知本工种的安全技术规程。构件吊起时，吊索必须绑扎牢固，绳子扣必须在吊钩内锁牢，严禁用板钩钩吊构件。高空作业人员必须系安全带，地面作业人员必须戴安全帽。高空作业人员必须系安全带，地面作业人员必须戴安全帽。构件起吊过程中，构件旋转范围内严禁站人，吊运构件真地按设计图纸尺寸进行钢筋配料，严禁用板钩钩吊构件。

结束语

钢管桁架结构的线条流畅，体形优美，易于实现建筑设计的艺术追求；钢管截面惯性半径较大，可减轻自重，从而经济优良，因此钢管桁架在建筑中得到广泛的应用。焊接技术在钢管结构的施工安装中占有重要的地位，无论从焊接节点构造、焊接工艺和无损检测技术都有些特殊的要求。

参考文献

[1]屈桂林.奥运“道”场里的科技之光[N].中华建筑报.2007年.

[2]国际现代空间结构的演变[N].世界金属导报.2007年.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。