弧形屋面倒三角形桁架吊装施工技术

唐海

（甘肃第六建设集团股份有限公司 甘肃兰州 730030）

1 工程概况

某体育馆项目，建筑面积12884m2，地上一层，局部三层，最高高度31.4m，屋顶呈双翼造型，采用管桁架结构体系，每翼为一结构单元。单元一由7 榀主桁架、22 榀次桁架组成，单元二由10 榀主桁架、31 榀次桁架组成。两个单元主桁架跨度均为46.8m，桁架最重23t，最高30.550m。多方案讨论后，选择了履带吊吊装的施工方案，历经40d 顺利完成该工程屋面桁架吊装作业。

2 工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

方案选择→施工准备→桁架现场加工制作→设计制作临时支撑→履带吊行车路线路基处理→桁架转运、翻身→吊点绑扎、起吊、调整桁架角度→行走→吊装就位→吊车卸载80%→精调桁架倾斜角度→临时支撑、缆风绳固定→桁架中间增设临时支撑→支座球和支座焊接→卸载、拆除吊带→下一榀吊装→次桁架连接固定→重复以上步骤→拆除临时支撑、缆风绳。

2.2 操作要点

（1）方案选择。

①总体方案。根据施工特点，选用现场加工制作、单台履带吊吊装方案。

②吊装顺序。

为保证桁架连接稳定、避免整体倾覆，采取分单元吊装，且每个单元从低向高吊装。

③桁架变形控制。

为控制桁架变形，应预先起拱，起拱值为桁架短向跨度容许挠度值的1/250。

④吊车选择。

结合桁架重量、吊装高度和幅度，初选履带吊型号，并根据现场站位区域进行确定，对其吊装能力、吊装高度进行验算。

⑤吊点选择。

吊点选取的原则为钢丝绳合力通过桁架重心，吊点选取在上弦杆对称位置。

⑥钢丝绳型号选择。

通过ABAQUS 软件建立桁架受力模型，计算钢丝绳内力，合理选取钢丝绳安全系数，最后选取钢丝绳型号并进行强度复核。

（2）施工准备。

①所有人员均持证上岗。对焊工进行焊接工艺评定，制定作业指导书。

②履带吊进场进行组装，其他辅助机械进场。

③杆件进场验收合格，分类堆放。

④复核预埋件位置，安装桁架支座，螺栓初拧。

（3）桁架现场加工制作。

①场地处理。对跨内外场地进行平整，铺设300mm 厚砂夹石，压实系数不小于0.93，周边设排水沟，保证排水畅通。

②桁架制作。

为便于加工，减少辅材投入，现场制作胎架进行制作。

③桁架加工制作由一端向另一端进行。先主管后腹杆，由双数焊工同时对称施焊，保证焊缝焊接质量。

④所有对接焊缝全熔透，焊后进行100%超声波无损探伤检测，检测合格后进行涂装作业，涂装厚度及质量应符合设计规范要求。

（4）履带吊行走路线路基处理。

①根据混凝土结构高度、吊车工作性能参数及桁架的位置、重量等确定吊车行走路线及站位。

②吊车行走区域整平压实后，上面铺设300mm 厚的砂夹石，压路机压实，承载力和平整度满足规范要求，场地满足排水要求。

（5）桁架转运、翻身。

在吊车行走路线上选取翻身场地，按桁架尺寸，提前摆好枕木，用履带吊将桁架从加工位置采用下弦杆两点起吊转运至翻身场地，放置在垫木上。桁架翻身吊点位置与正式起吊吊点相同。

（6）吊点绑扎、调整桁架角度、起吊。

①吊钩上挂上钢丝绳、连接钢丝绳和吊带，吊带从管桁架的上弦杆节点穿过并固定，在两端上弦杆挂上4 根溜绳控制方向，防止碰撞。

②采用加长钢丝绳和增加卸扣进行粗调，使桁架起吊姿态与就位姿态基本一致。

③起吊中观察桁架与吊带的连接处，如有异常，立即停止起吊。一切正常后，缓慢起吊离开地面200mm，用溜绳控制桁架摆动，空中悬挂5min，无异常后正式起吊。

（7）履带吊行走至预定位置。

履带吊提着桁架缓慢行走至桁架就位轴线位置，停止行走。

（8）管桁架吊装就位。

拉好溜绳，准备回转、变幅，控制好桁架不要摆动，指挥履带吊缓慢转向，使桁架在相应轴线上方时，缓慢下降至距支座200mm，各操作人员配合就位。

（9）卸载80%、精调桁架角度、固定临时支撑及缆风绳。

桁架两端就位后，吊钩缓慢下落至荷载为20%时停止，将溜绳解除，在相应位置绑扎缆风绳，将缆风绳的另一端临时固定在混凝土结构柱上，在缆风绳上连接手拉葫芦，通过手拉葫芦精调桁架角度，调整时利用上弦杆所挂线锤，钢尺测量，使桁架与屋面弧度相吻合，随后进行临时支撑及缆风绳固定。

（10）第一榀桁架中间增设临时支撑。

在最低点桁架两端临时支撑固定的同时，再在中间增设两道临时支撑，确保后续高处桁架连接后传递的侧向力不会对低处桁架产生不利影响。

（11）支座球和支座焊接。

临时支撑及缆风绳固定好后，测量人员复测合格后方可对支座球与支座进行焊接固定。

（12）卸载、拆除吊带、继续下一榀吊装。

支座球与支座肋板焊接固定后，支座螺栓按要求拧紧确保稳定，并有防风措施（缆风绳）时，开始全部卸载，最后作业人员通过管桁架下弦杆、提前安装在吊点位置处的上人爬梯拆除吊带，将钢丝绳安全放置在基本与吊钩竖向方向一致的位置，防止钢丝绳甩动伤人，然后开始脱钩，继续下一榀吊装。

（13）两榀主桁架之间的次桁架连接固定。

次桁架杆件吊至相应位置，由测量人员复核，确保就位准确，再由焊工进行焊接。

（14）重复以上流程将所有桁架吊装完成。

（15）临时支撑、缆风绳拆除。

拆除临时支撑及缆风绳，拆除顺序为“先支后拆、后支先拆”。

3 质量控制

（1）桁架加工制作前进行焊接工艺评定，根据工艺评定报告编制作业指导书。焊接前技术员进行技术交底，严格按照作业指导书进行焊接。

（2）钢管表面不得有凹陷、裂纹、重皮、划痕等缺陷。

（3）严格控制焊接质量，焊缝表面不得有气孔、裂纹、夹渣、焊瘤、咬边、未熔合等现象。焊缝高度满足设计要求，焊缝表面打磨平整，清理干净。

（4）焊缝无损检验应依照规范及设计要求执行，超声波探伤在焊缝完全冷却至常温时进行。

（5）桁架吊装前对支座预埋件进行复核，弹出控制轴线，安装支座，螺栓初拧力矩符合规范要求。

（6）桁架就位后卸载80%，用手拉葫芦精确调整桁架角度，使上弦投影至轴线距离误差控制在5mm 之内。

4 安全措施

（1）吊装作业前，屋面混凝土结构临边搭设高度不小于1.2m 的防护栏杆，技术人员应对吊装作业人员进行安全技术交底。

（2）高空作业人员穿好防滑鞋，系好安全带。

（3）绑扎所用的吊索、卡环、绳扣的规格应根据计算确定。

（4）吊具应检查合格，并应在其额定允许荷载范围内使用。（5）起重机应年检合格，各种安全防护和保险装置等应齐全。

（6）起重机必须按使用说明书正确操作、合理使用，严禁超载、超速作业。

（7）吊装作业区域四周应拉警戒线，严禁非操作人员入内。

（8）吊起的构件应确保在起重机吊杆顶的正下方，严禁斜拉、斜吊，严禁起吊埋于地下或粘结在地上的构件。

（9）起吊时所有人员不得站在吊物下方，并保持一定的安全距离。

（10）在风速达到10m/s 以上或遇恶劣天气时，应停止吊装作业。重新作业前，应先试吊，并确认各种安全装置灵敏可靠。

（11）单榀桁架就位后，及时用临时支撑进行固定，单元吊装完成后，方可拆除临时支撑，以保证桁架不整体倾覆。

5 结语

综上，本文以某体育馆项目为实例分析，探究了弧形屋面倒三角形桁架吊装施工技术内容，包括方案选择、施工前的准备以及履带吊行走路线路基处理等内容，最后还对质量控制、安全措施进行了阐述。