高空桁架施工技術探析

朱 江

（廣西第二建筑設備安裝工程有限責任公司，廣西 柳州 545001）

高空桁架施工技術探析

朱 江

（廣西第二建筑設備安裝工程有限責任公司，廣西 柳州 545001）

鋼結構固其自身優點，在橋梁、工業廠房、高層建筑、體育館等現代建筑中得到廣泛應用，高空桁架施工是鋼結構安裝工程中一個重要的環節，文章以某體育館工程實例，提出一套可行的施工方案應用于該工程。

支撐架；桁架；吊裝；施工工藝

某體育館比賽館大跨度采用雙向鋼桁架，訓練館為實腹式門式鋼框架，其余部分采用剛進混凝土框架結構，建筑桁架層數地下一層，地上一層，建筑高度總高為29米。體育館南北向長度為121.2m，東西向長度為101.1m，屋面為雙向BOX鋼管桁架和 H型鋼梁組合而成的結構，桁架東西向跨度為82.4m、南北向跨度為77.1m。本工程鋼結構為雙向桁架結構，結構分布面積大，結構桿件多，桁架跨度大，主結構構件材質均為Q345B，桁架為BOX管桁架結構，桁架構件最小管徑為BOX140×4，桁架最大管徑為BOX250×14。其中BOX桁架單榀最重為25.47噸，最輕為19.95噸；單件H型鋼鋼架梁最重為0.9噸，最輕為0.4噸。本工程主結構桁架尺寸較大，均采用“散件出廠，現場拼裝，分段吊裝”。的方法進行施工。本文主要就高空桁架施工技術進行一定的論述，以供參考。

（一）支撐架的布置要求

根據選定的安裝方案，主桁架結構采用分段吊裝、次結構采用高空散裝的施工方案，都需要設置角鋼支撐架，以便桁架、桿件的高空就位和焊接。通過對桁架、桿件的撓度及剛度計算，支撐架具體的設置應按要求進行：

1.支撐架在不影響承受力的情況下向外懸挑一定的距離，擴大操作平臺。平臺四周邊緣位置應設置1.2m的欄桿，并設置安全網，確保施工人員生命安全。

2.考慮到工作人員上下行方便，結合結構特點，在平臺一面設置一部安全梯。安全梯采用鋼管支撐架搭設，應設有扶手、欄桿等，并設置安全網。

3.質量要求：

①支撐架的材質須符合要求，不能以劣、廢材代用。

②支撐架的構造及搭設必須符合各類支撐架的技術規定，并符合設計要求，搭接要牢固可靠。

③支撐架各立桿要垂直，底腳要穩固，支撐架的垂直允許偏差不得大于 H/500（H為架高），同時不超過支撐架的設計規定。

（二）桁架高空組拼工藝

桁架高空組拼順序必須按照已經審查通過的工藝進行，具體組拼工藝流程是：高空對接支承架搭設→復核支座處埋件的軸線位置及標高→用大型吊機將分段桁架吊裝支撐架上臨時固定→調整分段桁架的軸線位置及標高→按吊裝順序將分段桁架吊裝到位（此過程用經緯儀、水準儀進行全程監測）→對整榀桁架進行測量校正→焊接→焊接探傷→合格→涂裝→中間驗收。

（三）桁架的吊裝措施

由于本工程桁架長度較長，且為平面桁架，根據桁架的分段，為了保證分段構件在吊裝過程中的穩定性，空中姿態的可調節性，并防止分段桁架發生變形，根據施工類似性質的經驗，采用扁擔梁吊裝的方式進行吊裝，吊點設置在桁架上弦節點處，每個吊點處吊索與水平面的角度控制在45～70度。桁架起吊時的重心水平通過手拉葫蘆對起吊鋼絲繩的調整達到平衡。

（四）桁架的高空對接

構件吊裝后在高空中的上下之間的微調采用設置在高空支架上的千斤頂來完成，側向主要利用支撐架上的拼裝胎架來保證構件的相對位置，在利用設置在胎架兩側千斤頂調整側向位移，在調整到構件的安裝預計位置進行整體的焊接工作。在桁架分段處下方搭設臨時高空支撐平臺，解決分段桁架的高空定位要求,分段桁架間高空采用耳板連接裝置來對鋼桁架實施空中對接，在整榀桁架安裝完成，進行檢測無誤后，實施最終焊接。

（五）現場高空拼接組裝技術保證措施

如何在高空中進行精確拼接是一個直接影響到工程安裝質量的重要因素之一，為此采取以下措施保證高空的拼接質量。

1.為了能在高空對桁架進行拼接，心須設計可行的支撐架可以搭放桁架，并能對接頭的位置進行適當的調接，并按要求安裝固定到承重支撐架上。

2.焊接前必須編制合理的焊接工藝和焊接順序；嚴格按焊接工藝進行焊接。對組裝焊縫進行檢驗，根據焊接工藝方案的要求，選用對應的焊材。

3.組裝焊接時，實施對稱反向焊接，最大限度減少焊接變形。

4.嚴格按設計要求進行焊縫尺寸控制，不任意加大或減小焊縫的高度和寬度。

5.焊接前將焊接區邊緣30～50mm內的鐵銹、毛刺、污垢等清除干凈，以減少產生焊接氣孔等缺陷的因素。

6.焊后應清理焊縫表面的溶渣及兩側飛濺物，檢查焊縫外觀質量，檢查合格后，在工藝規定的焊縫及部位打上鋼印。

7.焊工必須持有效證件上崗，施焊前應進行相應的培訓。

8.嚴格按照工藝流程施工

（六）高空拼裝的測量檢驗

桁架高空拼裝的質量如何，焊縫的質量是否達到工藝的要求，應通過測量檢驗才能驗證。

1.焊接接頭質量檢驗：所有接頭為對接焊縫，焊縫焊接保證一級，并100%超聲波檢查，執行標準GB50205-2002《鋼結構工程施工質量驗收規范》中有關規定。

2.對跨距、中心線及位移、標高、起拱度的測量，利用鋼尺、經緯儀器、水準儀、全站儀進行精確測量，及時發現并糾正可能出現的位置偏差，確保整體拼裝精度。

（七）支撐架的拆除與卸載

為了保證桁架結構在安裝過程中的穩定，同時保證結構由施工狀態緩慢過度到設計狀態，結構在拆除支撐架后，保證桁架通過內、外支座的穩定的受力，與設計相吻合，此間，桁架結構發生較大的內力重分布，并逐漸過渡到設計狀態，因此，必須針對不同結構和支承情況，確定合理的拆除順序。

1.支撐卸載方法選擇

①卸載過程是一個緩慢的受力體系轉變、傳力路線轉變的過程，是從施工安裝階段到設計階段的轉化過程，拆除過程要避免結構局部構件和節點的破壞，這個過程要保證結構的安全、支架的安全。

②支撐卸載采用千斤頂卸載法進行卸載。

③支撐架卸載應遵循逐級、分批、分區對稱卸載的原則進行，卸載時統一指揮，步調一致。

2.卸載原則

卸載實際就是荷載轉移過程，在荷載轉移過程中，必須遵循“變形協調、卸載均衡”的原則。不然有可能造成臨時支撐超載失穩，或者桁架結構局部甚至整體受損。因為施工階段的受力狀態與結構最終受力狀態完全不一致，必須通過施工驗算，制定切實可行的技術措施，確保滿足多種工況要求。

3.千斤頂卸載法

①在下弦桿安裝前，在支撐架與下弦桿之間設置可調支撐架，并按設計要求放置千斤頂，確保將接觸面頂緊。

②整體安裝完成后，根據卸載步驟及預定卸載釋放量，控制千斤頂的回程實現支撐架卸載。

③拆除支撐架頂部下弦卸載工具。

4.卸載措施

根據“變形協調，卸載均衡”的原則，將通過放置在支架上的千斤頂，多次循環微量下降來實現“荷載平衡轉移”，具體采取的措施如下：

①在卸載過程中同一卸載步驟中的各支撐點無法做到絕對同步，支架支撐點卸載先后次序不同，其軸力必然造成增減，應根據設計要求或計算結果，在關鍵支架支撐點部位，放置檢測裝置（如貼應變片），檢測支架支點軸力變化，確保臨時支架和桁架的安全。

②在卸載過程中，必須嚴格控制循環卸載時的每一級高程控制精度，設置測量控制點，在卸載全過程進行監測，并與計算結果對照，實行信息化施工管理。

③桁架設置的支撐架，其狀況相當于給桁架節點荷載，而臨時支座分批逐步下降，其狀況相當于支座的不均勻沉降。這都將引起桁架結構內力的變化和調整。對少量桿件可能超載的情況應事先采取措施，局部加強或根據計算可事先換加強桿件。為防止個別支撐點集中受力，宜根據各支撐點的結構自重撓度值，采用分區、分階段按比例下降或用每步不大于5mm的等步下降法拆除支撐點。

5.卸載注意事項

①卸載前需檢查千斤頂的下降行程量是否符合該點撓度值的要求、計算千斤頂行程時要考慮由于支架下沉引起行程增大的值，據此余留足夠的行程余留量（應大于50mm）。關鍵支撐點要增加設備，以防應急使用。

②落位過程中要“精心組織、精心施工”，要編制專門的“落位責任制”，設總指揮和分指揮分區把關；整個落位過程在總指揮統一指揮下進行工作。操作人員要明確崗位職責，上崗后按指定位置“對號入座”。發現問題向所在區域分指揮報告，由分指揮向總指揮報告，由總指揮統一處理問題。

6.支撐架的拆除

桁架通過千斤頂卸載完成后，拆除設置的各種支撐架。支撐架拆除順序按照原桁架吊裝的先后次序依次進行拆除。

（八）結語

本文論述了高空桁架施工中從支撐架的設置開始，到桁架吊裝、組裝、焊接及檢測，最后支撐架卸載及拆除整個過程，為類似的鋼結構高空桁架的安裝提供很好的參考。

[1]王恩華.王廣偉.建筑鋼結構工程施工技術與質量控制[M].北京:化學工業出版社,2010.

[2]YB9254-95,鋼結構制作安裝施工規范[S].

[3]GB50205-2001,鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

TU74

A

1008-1151(2011)04-0080-02

2011-01-11

朱江，男，廣西桂平人，廣西第二建筑設備安裝工程有限責任公司工程師，研究方向為鋼結構制作與安裝。