61.5m 大跨度梯形钢屋架拼装施工技术

焦挺，蒋卫民

(浙江省建工集团有限责任公司，浙江 杭州 310012)

随着我国经济建设的快速发展，建筑基础设施的兴建日益增多，大跨度钢结构体系在大型建筑中采用，尤其是在大跨度的钢结构厂房中应用较广泛。大跨度钢屋架一方面可以提供因设备工艺要求必需的跨度要求，另一方面可以实现大空间结构节省工程造价，因而在厂房建设中选用了大跨度的钢结构。

1 工程概况

彩虹（合肥）光伏玻璃项目1号主厂房钢筋混凝土框架结构，屋面为梯形屋架轻钢结构，双层压型保温钢板，1号主厂房的2号标段厂房建筑总长约262.40m，跨度60m，建筑层数为2层（局部有夹层），最高处屋面标高为25.275m，屋架下弦标高为21.30m。共有52榀大跨度钢结构屋架，其中61.5m梯形屋架34榀，最重的一榀WJ-9（图1）梯形屋架重14.872 t。屋架上下弦杆采用Q345组合焊接H型钢，腹杆采用Q235B钢管，连接板采用Q345钢，梯形屋架上弦H型钢H×B×tw×tf=250×300×8×16、200×150×6×8等2种规格型钢，下弦杆H型钢H×B×tw×tf=250×300×6×14，腹杆主要为Ф180×6、Ф140×5、Ф114×5等3种规格钢管。

2 施工特点

大跨度的梯形钢屋架受到运输车辆及行驶道路的限制，无法在钢结构专业加工厂家制作拼装后整体运输到施工现场，只能在施工现场进行大跨度梯形钢屋架的拼装，根据设计要求结合计算机虚拟防真施工技术设定屋架弦杆的起拱值，将钢屋架分段划分成制作单元，加工制作预拼装，检验合格后出厂运输至施工现场，在现场进行屋架的拼装。梯形钢屋架主要为平面组合桁架，屋面桁架矢高大约2.0m～4.05m，高度较高，桁架构件节点的焊接质量以及现场安装精度，是屋架拼装施工的关键。梯形屋架采用两次拼装施工技术，一次拼装：对梯形钢屋架在拼装场地进行整体预拼装，然后对称分成7段，最端头的2段长度为10.75m，剩余5段的长度均为8m，将这7段依次在地面进行卧式拼装；二次拼装：将梯形屋架的七段分段单位，吊运至混凝土支墩进行立式整体拼装，组装成梯形屋架。

根据屋架总体拼装方案，梯形钢屋架拼装工艺主要为分段组装和整体拼装，由于梯形钢屋架构件跨度较大，最大跨度达61.5m，所以预拼装要求有足够宽敞的拼装场地。

3 拼装前准备工作

3.1 拼装场地

大跨度梯形钢屋架拼装场地需满足平整度、承载力要求，保证拼装过程中施工精度满足设计及施工验收规范要求，同时考虑现场的运输线路及吊装的便利，现场设置100m×50m的拼装场地。拼装场地划分为一次拼装区域和二次拼装区域；一次拼装区域基层土碾压夯实，采用200mm厚的现浇混凝土随捣随抹面层找平；二次拼装区域基层土碾压夯实，铺设天然砂石级配料，然后浇筑8条长15m的200mm×200mm混凝土支墩，作为二次拼装的受力支撑点。

拼装场地首先进行基层的土碾压夯实，然后浇筑一次拼装场地的现浇混凝土面层和二次拼装场地的现浇混凝土支墩，混凝土支墩面用水泥砂浆进行找平，找平后的标高应结合钢屋架二次拼装和屋架安装起拱度标高来确定，通过混凝土支墩的标高来确定梯形钢屋架的拼装水平垂直度。

3.2 拼装设备

梯形钢屋架的一次分段拼装采用“卧式拼装”，然后翻身起吊至二次拼装场地整体“立式拼装”，选用的机械设备应满足不同阶段拼装施工的需求。门式起重机具有场地利用率高、作业范围广的特点，轮胎式起重机具有作业范围广、起重量大的优点，因而选用门式起重机吊装构件现场一次拼装，轮胎式起重机进行二次整体拼装。

4 梯形屋架拼装技术措施

4.1 拼装工艺流程

施工图纸设计深化→工厂构件加工→工厂内预拼装→构件运输到现场→施工现场整体拼装→一次分段拼装→二次整体拼装。

拼装设备主要清单表 表1

4.2 一次分段拼装

将梯形屋架构件在加工厂家验收合格，依次运输到现场的拼装场地，在一次拼装场地上地面上弹线定位，定出梯形屋架的整体胎膜架，对梯形屋架先整体卧式预拼装，控制拼装尺寸和弦杆起拱值。每段梯形屋架的上、下弦杆之间采用高强螺栓连接(图2)，根据设计施工图纸和整体预拼装尺寸位置，在钢屋架拼装构件上编号，检查上下弦杆连接的高强螺栓及夹板，然后分段卧式拼装。

所有进场拼装的构件制作完成后经检验合格，按整体预拼装的顺序由屋架一端向另一端分段拼装，先吊上下弦杆，确保中心线、水平度以及端面垂直度，然后安装屋架的腹杆。上下弦杆位置固定，然后从中心开始逐根安装腹杆，安装时应注意对称，先拼装分段中间处腹杆，然后向两边扩展，拼装中杆件应按施工图控制尺寸，各杆件处于自由状态，在拼装过程中不得对构件进行切割、捶击，不允许腹杆受力时强制固定。腹杆在调整过程中逐步就位，调整腹杆每个节点至准确位置后进行点焊固定，待点焊定位节点复核，经检查合格后再进行正式的焊接。屋架上、下弦杆之间的连接焊接采用E50型焊条，腹杆与弦杆之间的连接焊接采用E43型焊条，从屋架的中间向两边进行焊接，并采用对称焊接。

屋架拼装时采用的计量器具校验合格，保证构件尺寸检验的定位准确。腹杆与弦杆焊接完成后，进行焊缝的质量检查，合格后对构件进行表面除锈清理，然后喷涂底漆，地面拼装应防止喷涂后构件淋雨。

4.3 二次整体拼装

依次完成整榀屋架的分段一次拼装后，用轮胎式起重机在一次拼装场地上起吊翻身，然后吊运至二次拼装场地，按照梯形屋架从中间到两边的顺利，依次从第一段开始对称拼装（图3）。

先将梯形屋架第一段吊运至混凝土支墩上，调整好位置和标高，竖向挂线锤控制屋架的垂直度，水平向拉细钢丝控制中心位置，然后用角钢支架固定第一段屋架，两侧用三角形角钢支架斜撑撑牢，梯形屋架第一段在拼装支墩上用支架固定牢固，缓慢松开起吊钢丝绳，开始组装梯形屋架第二段。梯形屋架第二段起吊至接近安装混凝土支墩时，应缓慢下落，拉住起吊旋转拉绳靠近屋架第一段，先将屋架下弦杆的连接高强螺栓固定，再固定屋架上弦杆的连接高强螺栓，调整好第二段屋架的位置和标高以及与第一段屋架相对位置，对称拧紧高强螺栓，将屋架的上、下弦杆固定。屋架上、下弦杆高强螺栓拧紧固定后，焊接屋架第一段与第二段之间的连接腹杆，焊接腹杆时先调整好腹杆的位置，检查验收腹杆位置点焊固定，然后对称焊接腹杆与上、下弦杆的节点，焊接完成后检查验收焊接的焊缝质量，符合要求后采用角钢支架斜撑固定，松开起吊钢丝绳，涂刷焊接节点钢构件涂料，并补刷屋架构件损坏部位的涂料。

按照从第二段至第七段的施工顺序，依次完成整榀梯形屋架的现场拼装。在拼装第二榀梯形屋架时，与第一榀梯形屋架之间采用角钢支撑连接固定牢固。

4.4 拼装技术要求

拼装场地选择在现场安装区域附近，拼装场地进行平整保证有足够的承载力。单榀屋架制作质量合格后进行整体拼装，拼装测量遵循“整体到局部，先控制后施工”的原则，将梯形屋架节点位置投测到拼装场地的地面上，在地面上定好位后施工，地面一次拼装全部构件后点焊固定，经尺寸位置检查验收后再进行正式的焊接，从屋架分段中间部位向两边焊接。腹杆与上、下弦杆连接位置，焊后认真除去飞溅与焊渣，对外观几何尺寸进行检查，不得有低凹、焊瘤、唤边、气孔、未熔合、裂纹等缺陷存在。

5 结 语

61.5 m大跨度梯形钢屋架采用一次“卧式拼装”和二次“立式拼装”的两次拼装施工技术，为屋架的吊装创造了条件：①一次拼装中的整体屋架预拼装，是屋架起拱度和尺寸节点控制的关键，地面定位胎膜架的设置应重点监测；②二次拼装的混凝土支墩尺寸标高，是控制整榀梯形屋架的基础，与屋架预拼装的节点位置紧密相连；③大跨度梯形屋架的拼装与后续的吊装方案需综合考虑，控制好施工精度和变形量。

[1]建筑施工手册编写组.建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社,2003.

[2]王念念.双向正交鱼腹式钢桁架拼装施工技术[J].建筑技术,2008(6).