谈大跨度异形钢结构正装倒置法施工方法

武永成

中国水利水电第九工程局有限公司 贵州 贵阳 550001

前言

在近代中国建筑发展史中，钢结构逐渐发挥着越来越重要的作用，其不仅绿色环保，并且还具有安装方便、造型美观、结构灵活等优势。正装倒置法的施工方法，大大降低了钢结构安装的难度与风险，在实践中的应用越来越广泛。

1 大跨度异形钢结构的施工特点

钢结构如今的应用愈加广泛，这主要是得益于其特有的安装方便、造型美观、自重轻、抗震性强、施工周期短、结构灵活以及绿色环保等优势。在机场航站楼、大型体育馆等的建设过程中，应用大跨度异性钢结构正装倒置法施工方法，效果非常好。具体而言，钢结构的施工有以下特点：一是为保证钢结构规格的统一性并且提高施工效率，钢结构的构件都是按照详细的图纸在工厂通过机械化的方式制作的。二是在施工现场，主要的吊装设备是汽车吊装，不设吊塔，在进行汽车吊装时，可以辅助采用倒链进行配合，使用汽车吊装的优势在于方便、简洁以及利于提高工作效率。三是单体构件一般采用整体安装的方式，因为其造型复杂，独立安装的难度大，故而通过单元构件的方式，整天安装，能够降低安装的难度，提升安装效率。四是通过单元构件的方式先进行拼装，后进行安装，降低了高空作业的频率，降低施工的难度，更加安全[1]。

2 正装倒置安装的方法

2.1 验收钢结构材料

在大跨度工程建设中，确定钢结构加工的科学性和合理性是非常必要的，此外对于保证施工质量来说，成品以及半成品的验收工作，极其重要。通常来说，可以将构件的验收分为现场验收、出厂前的验收以及原材料的验收三大部分。其中现场验收主要检查的是构件的损伤情况以及配套情况；出厂前的验收主要指的是依据有关的规范以及图纸的要求进行验收；原材料的验收主要是对原材料进行质量检查，确保其达标。

2.2 搭建操作平台

搭建操作平台，是钢结构正装倒置安装必须要进行的一项工作，各钢结构的部件严格按照图纸进行拼装就是在这个操作平台上进行的。搭建操作平台的具体要求是：场地要平整宽阔并且在搭建时，要经过测评，且要求平台水平差不得＞0.3cm，此外，为了方便起吊安装，平台要在施工场地就近位置[2]。

2.3 单体构建的组拼焊接

由杠杆和四个异性节点构成的钢结构伞托构件，再操作平台上组拼以后，是一个正四棱锥体。在钢结构的节点以及杠杆构件的安装前，需将经过工厂加工制作并且验收合格的节点运至施工场地，并且在正式安装前，必须先进行校验，依照图纸进行组拼和安装的只能是校验合格的节点和杆件。通过及时调整和消除累计误差是组拼时必须要注意的事项。具体的焊接操作步骤是，将节点口与钢管斜口相焊接，焊接工作完成以后，都要对每个节点进行校验，出现误差，及时校正。

2.4 汽车吊到链起吊

在工程现场，如若不设置起吊台，则需要汽车吊作为辅助作业，具体做法是：在施工现场分为三个安装段进行，一是要全面安装钢柱，二是安装屋面箱形梁，三是安装雨蓬梁。单体的钢结构经由现场拼接完成以后，主要呈现四棱椎体，工人需将椎体的四个底面节点用倒链拴住，后将汽车车吊停在起吊位置，做好起吊的准备工作。起吊工作包括：一是先起吊底面的两个角节点，椎体的顶点在起吊钢结构离开地面有一定高度时，会因为重力作用自然下垂，因此为降低吊钢结构椎体构件的高度，可以在椎体的顶点位置拴一根钢绳，将吊钩与底面正方形的另外两个角节点的倒链连接起来，与此同时，将四个角节点都拴在钢绳上。

2.5 钢结构椎体构件翻转倒置

再次起吊时，汽车吊需与椎体底面四个角节点用倒链相连接并且对顶点节点相邻的钢绳人工施加拉力，并且垂直于先吊起的底面两个节点的方向，翻转倒置钢结构椎体构件。

2.6 测量调整加固

钢结构椎体构件倒置以后，用汽车吊将其吊到与钢柱链接的安装位置，并用滑轮组将事先绑定的四个角节点的钢绳另一端固定在周边的混凝土柱上，随后控制倒椎体伞托的位置及其方向，可通过调整拉拽钢绳来实现，在钢管柱构件与起吊倒锥形顶点相连接时，要对底座正方形边杆件进行检测，用经纬仪即可，以便确定钢结构倒椎体伞托构件的标准高以及倒椎体伞托构件的位置。最后进行调整加固工作[3]。

2.7 构件校正固定焊接

通过变径节点，可以将钢管柱与倒椎体伞托构件连接起来，并且对角节点和单体钢结构用经纬仪进行测量，对其位置进行校正，在进行焊接工作。焊接的要求是：在正式施焊前要先定位焊，打底焊作为第一遍焊，必须焊透，决不允许存在气孔、夹渣以及裂纹等缺陷。第二遍焊之前，要对第一遍焊进行详细的检查与清理，以后的第三、第四等等各遍焊接与上述程序相同，成型焊接指的是最后一遍焊接。成型焊接的要求极高，具体而言，其焊缝要符合二级焊缝的规定，焊波、宽度均匀；表面平整；无气孔、咬肉、夹渣以及焊瘤等缺陷。吊装索具在构件固定前，不允许松开吊装器具的拆除须在固定好后[4]。

2.8 成品检测

成品检测工作是施工的最后一个环节，在这个环节，如果发现偏差，必须及时进行调整。

3 结束语

通过汽车吊与倒链相结合的方式、正倒装置对大型、复杂的大跨度异形钢结构进行安装，有着诸多优势。具体而言，降低了高空作业的频率，降低了工程施工的难度且也更加安全了。此外，现场不设置吊台，能够降低成本，提高工程的效益，节约了经济成本。因此，大跨度异形钢结构正装倒置的施工方法，极具推广价值。