悬挑钢罩棚相贯线管桁架预装牛腿施工技术

胡燕林，胥 鹏，钟祥权，鲁 洋，洪立功（中建一局集团第一建筑有限公司，上海 201103）

随着近几年来我国经济的飞速发展，钢结构被体育馆、机场、车站、会展中心等广泛运用，结构类型越来越多元化。管桁架结构作为钢结构的一种，被大量使用。其中安装、焊接技术成为了结构安全的重要保障。体育场钢结构管桁架常规安装方式通常采用地面单榀拼装，分块整体吊装的方式，相贯口的杆件安装、焊接难度大。

1 工程概况

儋州市体育中心“一场两馆”项目位于儋州市那大镇，钢结构工程主要分 3 个部分，即体育场、体育馆、游泳馆。

其中体育场钢结构位于整个场地的东北侧，建筑面积为59189.52 m2，坐席数为 3 万座。主体结构采用框架结构，建筑局部采用双首层设计，地上共四层。体育场罩棚外轮廓呈椭圆形，东西宽 224 m，南北长 263 m，钢结构上弦中心线最高点标高为 44.05 m。钢结构采用径向悬挑主桁架＋环向次桁架＋系杆＋水平支撑结构体系，其中，径向主桁架采用了平面片桁架结构，环沿主桁架面外间隔布置环向片桁架，节间较大处设环向系杆，悬挑前端沿环向设三角桁架，增加环向刚度，协调悬挑端部位移的不均匀性。为提高屋面的整体刚度和稳定性，屋面沿柱网采用一跨一撑的方式分别设置了里圈支撑和外圈支撑，最小管径Φ180 mm×6 mm，最大管径Φ600 mm×25 mm，主要材质 Q 355 B，钢结构总重量约 5025 t。

2 预装牛腿施工工艺

2.1 深化设计

根据体育场桁架的特点与安装方法，确定出相贯线管桁架预装牛腿设置部位，并对需要预装的牛腿进行深化设计，对影响拼装的杆件进行分段处理，尽量减少拼装难度，对需要空中焊接的次桁架复杂节点进行分段优化，将原来相贯口对接方式优化为直口既设置牛腿端。

2.2 单片桁架拼装

地面拼装片状桁架时，对待安装的杆件进行分批次安装。需要隐蔽的先安装，无需隐蔽的后安装。采用全站仪在地面放出片桁架的投影设置地面水平拼装胎架，如图 1 所示，然后将桁架杆件根据施工顺序进行安装，外形尺寸检查合格后进行加固、焊接。

图1 单片桁架拼装示意图

2.3 分块桁架拼装与牛腿预装

（1）根据分块的结构尺寸，设置专用的地面拼装胎架。

（2）将焊接、检测合格的单片桁架根据施工顺序在拼装胎架上进行连系杆件拼装，同时将预装牛腿进行安装，在确认分块桁架全部拼装完成后的结构尺寸满足设计要求后，再进行焊接，如图 2 所示。

图2 分块桁架拼装完成示意图

2.4 临时支撑设置与临时支撑验收

（1）在体育场钢罩棚安装过程中，临时支撑作为桁架分块安装的临时措施，对钢屋盖整体形成稳固、准确的结构形式起到很大的作用，因此，要做好临时支撑的加工、安装工作。

（2）临时支撑安装完成后需验收合格后方可进行桁架吊装作业。

2.5 桁架质量验收与分块桁架吊装

（1）桁架在胎架上拼装完成后，解除桁架上的所有约束，使桁架处于自由状态，并在此状态下测量桁架的各项尺寸，将测量结果提交监理进行分段验收。

（2）分块桁架空中安装分块时，提前设置好支撑的标高和轴线并设置防侧倾缆风绳，待分块落至支撑上后通过全站仪进行空间点位调整，确保安装精度，如图 3 所示。

图3 分块桁架安装

2.6 空中次桁架补装

（1）两个分块安装完成后采用全站仪测量牛腿之间的距离，提前控制地面次桁架拼装时的结构外形尺寸，如图 4所示。

图4 空中安装次桁架示意图

（2）吊装片状次桁架时，通过马板进行临时固定，待校正完成后再进行焊接，如图 5 所示。

图5 马板临时连接示意图

3 结 语

本工程通过采用预装杆件牛腿工艺，在确保施工质量的前提下降低施工难度，提升了钢结构的安装精度，缩短了施工周期。预装牛腿在桁架安装阶段应用时有效减少了次桁架安装过程中的作业时间，降低了安装难度，缩短了大型机械的使用时间，节约了机械成本、人工成本与工期成本。