大跨度钢管桁架施工技术

孙玮　辛志鹏

摘要：建筑的基本原则就是经济安全、美观实用，美观性与实用性在当今的建筑法则中，被重点突出出来，这就要求建筑的设计到施工技术都要与时俱进、不断创新。本文笔者结合多年钢结构安装的实际工作经验，根据大华纱厂大跨度结构的特点，分析了大跨度钢结构桁架设计及施工安装技术。

关键词：大跨度钢结构 桁架 安装技术

我国建筑业的蓬勃发展，带动了钢结构事业的不断前进，各种钢结构的理论建筑设计不断科学化、体系化，钢结构的部件的质量也有了很大程度的提高。特别是在现代公用建筑中，为满足生产工艺流程的需求，对大跨度结构的要求越来越高，为此，大跨度桁架钢结构的应用使得整个工程的质量与外观有了本质的提升。本工程位于西安市太华南路251号大华纱厂，作为陕西省具有代表性的工业遗产，如今被改造为西安第一个工业遗产博物馆。本工程原为锅炉房，改造后拟为展览及商业建筑。其中展厅部分为新建钢结构，并将原输煤栈桥完全包裹在新建结构中。建筑高度17.6m，桁架跨度35.7m，桁架下弦标高13.7m。本工程场地狭小施工难度大。

1、施工准备工作

根据设计图纸进行深化细化设计，请设计院及相关单位人员审核确认，并召集各相关单位（特别是设计院、监理单位、总包商及钢构加工、安装厂商等）对钢构专业图纸进行图纸会审及技术交底，使钢构分包厂商明确了其中制作安装的重点及难点，对制作难度大的节点制定相应的措施，编制了详细的加工工艺计划。钢构分包厂商据此相应制定材料采购、检验及用工计划，落实大型机械进场计划，并对制作、安装人员再次进行详细的施工技术交底。

2、桁架梁工厂加工

2.1材料检测：对到货的材料核对证书、炉批号、数量等是否符合要求。并对原材料进行抽检，合格的材料做好材质和工程色标，并摆放整齐。

2.2下料、切割：为了满足切割并减少应力集中，将上、下弦杆接口错开分割点进行下料制作，并保证分割点与上、下弦杆接口间隔一到两个腹杆间距。对主管原则上长度按定尺采购，每段放焊接收缩余量2～5mm。对桁架腹杆等杆件，下料时根据工艺实验所得值放焊接收缩余量1mm，下料后必须立即对构件或杆件进行检验，当钢管不平直及有局部凹陷时，应对钢管进行矫正。對达不到长度要求的应重新下料。

2.3桁架梁拼装、校正：参加施工的焊工必须有熟练的操作技能和和专业理论知识和焊工合格证。现场使用的焊条必须有质量证明书。施焊前对所焊工件进行清理，将焊接区边缘30～50mm范围内的铁锈、毛刺、油污等清除干净，以减少产生焊接气孔等缺陷的因素。焊工在焊接时严格按照焊接工艺进行施焊。焊接坡口加工后，其尺寸应符合图样要求或焊接工艺规定。每一层焊道焊完后应及时清理，如发现有影响焊接质量的缺陷，必须清除后再焊。焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，申报焊接技术负责人，查清原因，提出修补措施后，方可处理。

2.4构件的除锈及涂装工艺；除锈：钢构件表面除锈前对构件边缘进行半径R≥3mm圆弧处理，应认真处理和检查合格后，方能进行喷砂处理。涂装工件的表面应有良好的干燥度，钢结构表面采用抛丸除锈方法。钢结构表面清洁应要求其除锈度等级达到GB8923-88标准，Sa2.5级。当抛丸作业全部完成，并经过检验合格后，开动真空吸砂机，进行表面清理工作。抛丸除锈后立即进行喷涂，厂内进行两遍防锈底漆处理。完工前必须对钢构件在运输过程中及安装过程中损坏的涂装层进行补漆修复，在喷涂最后一道油漆前应对钢结构外表面进行全面清洁处理去灰尘、油污及其他杂质。

2.5构件运输：工程运输量大，共472t。运输过程中所有构件均以成品的形式发运到现场。发运前的构件均进行打包捆扎，下部用垫木支承。构件与捆绑用钢丝绳之间必须放置橡胶垫之类的物品。

3、现场的拼装及安装技术

3.1现场的拼装的主要顺序为：支撑架胎模的基础施工→胎架制作→胎架尺寸、拱度、水平度、稳定性校合→单段桁架起吊就位→桁架整体拼装定位→校正→检验→对接焊缝焊接→超声波探伤检测→焊后校正→监理工程师检查验收→涂装→检验合格→吊入场地。

3.2现场安装的主要顺序为：轴线复测→钢立柱安装→钢柱间梁安装→钢结构桁架的吊装→钢立柱与桁架梁的相贯焊接→水平系杆的焊接→屋面檩条的安装→屋面系统安装。现场安装首先对钢立柱的安装，每根钢柱长为15.2m，钢柱单重最大为10.79T，选择徐工50t越野轮胎起重机吊对钢柱进行吊装，该车特别适合在狭小场地内吊装。就位后，复核钢柱轴线，不断调整到准确位置，钢柱垂直度采用相互垂直方向的两台经纬仪校正，完成后浇筑C40砼灌浆固定。

3.3吊装位置的选择

吊点的选择应满足下列条件：吊点应具有一定强度和刚度，尽量选择靠管桁架加劲内衬板位置，以避免吊装构件出现变形。因采用单机抬吊，为了避免双吊点应力过大而采取用“扁担”下四个吊点的方法。保证吊装中拔杆与水平面保持角度为60°～70°。

3.4吊装

吊装采用单榀桁架整体吊装，绑扎点用软材料垫至其中以防钢构件受损。钢丝绳绑扎时调整好桁架左右支座的高低差，使在起吊过程中能够平稳就位。在桁架两头分别绑扎稳定缆绳，以保证桁架在起吊过程中的侧向稳定。吊装前准备工作就绪后，首先进行试吊，吊起高度为100—200㎜时停吊，检查索具牢固性和吊车稳定性。经确认无误后方可指挥吊车缓慢上升，使桁架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，起吊过程中用人工拉紧四个方向的稳定缆绳，防止桁架侧向晃动。将桁架吊至柱面以上，再用稳定缆绳旋转桁架使其对准牛腿处，以使桁架准确就位，桁架落位时应缓缓进行，并在钢梁快接触柱顶面预埋螺栓时急刹车对准支座螺栓，缓慢吊装到位。将支座孔穿入过渡板的螺栓内、初拧，作为临时固定；并用50T汽车吊稳定桁架，不得脱钩。

4、结束语

建筑的基本原则就是经济安全、美观实用，美观性与实用性在当今的建筑法则中，被重点突出出来，特别是大跨度空间的公用建筑，这就要求建筑的设计到施工技术都要与时俱进、不断创新。科技的力量是无穷的，可以对一个建筑的生存发展起到关键的作用，而钢结构管桁架这个新式的建筑手法，在大跨度结构建筑的应用上，已被越来越多的企业所认可。

参考文献：

[1]冯岩.大跨钢桁架施工方法优选与技术研究[J].西安建筑科技大学.2012（04）

[2]朱明.大跨度钢结构桁架施工技术[J].安徽建筑工业学院.2011（11）

[3]冯成帅，熊仲明.大跨钢结构安全评估理论及应用研究[J].西安建筑科技大学硕士学位论文，2009.