68 m跨大型屋面鋼桁架現場安裝施工技術

蔣興碧

(四川省第四建筑工程公司,四川德陽618000)

1 工程概況

四川東方絕緣材料股份有限公司投資的年產15 000 t特種聚酯薄膜技術改造項目303#建筑為鋼筋混凝土柱加屋頂鋼桁架的框排架結構。一層，局部二層，長146 m，寬68 m，高14.55 m。工程位于綿陽市小枧鎮。

圖1 鋼桁架安裝

2 工程特點和施工難點

2.1 工程特點

(1)屋蓋主要構件超長，主桁架跨度大，安裝高度高。

(2)鋼構件品種繁多。

2.2 施工難點

(1)現場場地狹窄，鋼構件必須按施工進度計劃所安排的順序到場，即現場構件堆放必須分類就近堆放及保管，盡量減少鋼構件的二次搬運，同時合理安排起重機行車路線，在構件和材料堆放時，預留好起重機行車路線。

(2)鋼構件品種繁多，各種鋼構件均需工廠加工制作，現場拼裝工作量大，故各種構件必須按圖紙要求分類編號，小構配件須分類打包，并進行有組織運輸、有計劃堆放。

(3)工期較緊，必須合理安排各工序平行交叉均衡施工，不可避免造成工種交叉作業等，故合理協調安排各工序工種的施工，以免造成不必要的窩工。

3 鋼桁架現場安裝總體思路

3.1 鋼構件的安裝順序

3.2 吊裝設備選擇

主吊機械選擇見表1。

主吊索采用φ39.5(6×37+1)鋼絲繩，20 t級卸扣。

3.3 吊裝道路平面布置及吊車行進路線布置

根據鋼構件的安裝順序確定吊裝道路平面布置及吊車行進路線詳見圖2所示。

表1 吊車用途及性能

圖2 吊裝道路和吊車開行路線平面布置

吊裝道路采用C30混凝土澆筑200厚，可結合地面墊層進行施工。

3.4 鋼桁架平面布置及吊車機位示意

鋼桁架堆場處采用200厚連砂石碾壓密實。

吊車的支腿采用300×300 mm的枕木支墊。

3.5 吊裝前準備

3.5.1鋼構件配套供應

現場鋼結構吊裝是根據規定的安裝流水順序進行的，鋼構件必須按照安裝流水順序的需要供應。為此，應嚴密制定出構件進場及吊裝周、日計劃，構件進場按日計劃，精確到每件的編號及吊裝區域。每天進場的構件要滿足日吊裝計劃并配套，當天全部吊完。

根據現場吊裝進度計劃，提前兩周通知加工廠，使加工廠隨時掌握現場安裝所需構件的進場時間。計劃變更時提前兩天通知加工廠，加工廠應嚴格以現場吊裝進度所需的構件作進場計劃，按時將構件運至現場指定地點。

3.5.2 構件進場驗收檢查

鋼構件進場后，按貨運單檢查所到構件的數量及編號是否相符，發現問題及時在回單上說明，反饋到加工廠以便更換、補齊構件。

按設計圖紙、規范對構件的質量進行驗收檢查，做好檢查記錄。為使不合格構件能在廠內及時修改，確保施工進度，需要嚴格控制加工質量。現場主要檢查構件外形尺寸，螺孔大小和間距等。

鋼桁架平面布置及吊車機位詳見圖3、圖4所示。

運輸中變形的構件必需在安裝前在地面修復完畢，檢查合格后方可安裝。

3.5.3 鋼構件堆場安排、清理

按照安裝流水順序將配套好運入現場的鋼構件，利用現場的吊車將構件卸在吊裝吊車回轉半徑內。鋼構件堆放應安全、整體、防止構件受壓變形損壞。構件吊裝前必須清理于凈，特別在焊接位置必須用鋼絲刷和角磨機清除鐵銹、污物等。

3.5.4 現場柱基檢查

本工程鋼構件是直接安裝在鋼筋混凝土框架柱上的，鋼結構的安裝質量和工效與柱基的定位軸線、標高直接有關，必須對定位軸線的間距、標高和地腳螺栓預埋位置進行檢查、測量。

圖3 ～、～軸線間屋面鋼桁架平面布置和吊車機位示意

圖4 ～軸線間屋面鋼桁架平面布置和吊車機位示意

3.5.5 預埋螺栓檢查與驗收

(1) 在構件吊裝前，按圖紙和表2要求對已完成施工的混凝土框架柱上預埋螺栓的軸線位置、預埋螺栓中心偏移、螺栓露出長度、螺紋長度、支承面標高和水平度，預留孔中心偏移等進行檢查、驗收，并辦理預埋螺栓的隱檢、驗收手續。

(2)對超規范不合格者，要與有關部門研究解決，對彎曲變形的預埋螺栓要進行校正，對損傷的螺紋要進行修復，并對螺紋部分予以保護。

(3)清除預埋件上的焊渣和飛濺物、雜物。

3.5.6 操作架搭設

表2 錨栓位置的允許偏差 mm

圖5 操作架搭設

4 鋼桁架現場安裝方案

4.1 吊裝順序

圖6 鋼桁架拼裝示意

(5)考慮到第一榀桁架吊裝就位后由于是單榀，形不成框架整體，吊車松鉤后可能因外力原因使其整體失穩而側向偏塌，故在第一榀桁架就位后應先拉設纜風繩(纜風繩用φ16鋼絲繩，配套用2個3 t手拉葫蘆)后方可脫鉤待第二榀桁架安裝就位并連接好跨中次鋼構件形成整體框架后方可將纜風繩撤掉。特別注意，單榀桁架安裝就位后必須當班將跨中次鋼構件安裝就位確保穩定。

4.2 吊裝方法

4.2.1 安裝方案

根據屋面鋼桁架的起重量和起重高度、起重半徑確定采用1臺100 t汽車吊車進行②、③、④、⑤軸線上～軸線間和①～軸、～軸線間的屋面鋼桁架吊裝；采用1臺50 t汽車吊車進行其他軸線上屋面鋼桁架吊裝。

校正后必須將每榀桁架與柱頂連接的螺栓連接牢靠并拉設纜風繩后吊車才能松鉤。

4.2.2 鋼桁架的安裝

(1)鋼桁架梁的組裝。

考慮到運輸原因，所有屋面鋼桁架在制作時分成三段(各段長分別為～段26 m、～段21.5 m、～段20.5 m)，運輸至現場后須進行桁架二次組對，不論采用何種安裝方案，桁架梁現場二次組裝都不可缺少，桁架梁二次組裝用50 t汽車吊配合上下車及組對、翻面。

(2)吊點的選擇。

每段屋面鋼桁架吊裝采用1臺100 t或50 t的吊車吊裝，設4個吊點，吊點位置設在每段屋面鋼桁架節點位置(約有200 mm偏移)，由于桁架上弦有坡度，故桁架重心不在中心位置，若要就桁架的節點位置綁扎吊點，將不能保證桁架的吊裝水平，為保證桁架吊裝時水平，需在同一側的2個吊點的鋼絲繩中間各加設一個5 t的手動葫蘆，對水平進行微調，便于安裝就位(圖7～圖9)。

圖7 ～、～屋面鋼桁架跨處吊裝示意

圖8 ～屋面鋼桁架跨中吊裝示意

圖9 ～屋面鋼桁架跨中吊裝示意

(3)鋼桁架的吊裝。

安裝質量從柱頂預埋螺栓開始控制，采用鋼墊板調節桁架梁標高，墊鐵設置12組，每組墊鐵不應多于5塊，確保鋼桁架支承標高控制在+2 以內，傾斜度偏差不超過1 %。

測量放線(放出軸線、標高)。

準備工作完成后即可進行鋼桁架的吊裝。吊裝時，須確保桁架梁的垂直度、標高，尤其是單片桁架梁的穩定性，纜風繩的設置，桁架之間的臨時穩定措施必須按方案設置。只有形成整體單元后才能將纜風及臨時穩定措施拆除。吊裝時應在鋼絲繩與梁的棱角接觸處墊上包角，為了保證施工人員的安全，每榀桁架梁安裝完后應設安全繩(采用φ11鋼絲繩),角鋼L50×5，兩榀桁架間拉設安全網。

(4)鋼桁架的校正。

鋼屋架構件運到現場，應先檢查構件的幾何尺寸，并每一榀進行預拼裝，尺寸合格后再單片進行吊裝。鋼屋架在吊裝位置就位后應先確定鋼絲繩的綁扎位置，并需要進行多次試吊，試吊時吊車起吊一定要緩慢上升，做到各吊點位置受力均勻并以鋼屋架不變形為最佳狀態，達到要求后即進行吊升旋轉到設計位置，再由人工在地面拉動預先布置在大梁上的攬風繩，攬風繩共計布置4根，兩邊各兩根，單片鋼屋架就位后臨時用攬風繩固定。

每兩榀之間的系桿、水平支撐安裝后就可進行大梁的校正，校正采用手拉葫蘆進行校正，局部變形較大處可用火焰校正。

軸線垂直度的校正：軸線主要是對桁架梁作水平方向的移動，可用撬棍、鋼楔、千斤頂輔助進行，即可用線錘進行控制，也可用經緯儀進行控制。

5 屋面鋼桁架吊裝質量保證措施

5.1 設置工序質量控制點

5.1.1 鋼構件安裝關鍵控制點的保證措施

(1)用精度高的測量儀器定位，確保鋼桁架、鋼梁的安裝符合規范要求。

(2)邊跨鋼桁架先吊裝，再吊中跨進行鋼桁架拼接。

(3)強調鋼桁架、鋼梁安裝的對稱性。

(4)強調鋼桁架、鋼梁安裝時，對鋼桁架、鋼梁位移、標高進行跟蹤觀察。

5.1.2 保證鋼桁架、鋼梁現場安裝精度

(1)派人駐廠參與制作管理，發現問題及時解決。

(2)與設計、制作一起討論各種構件連接節點部位并做應力應變測試，便于操作者控制變形。

5.2 鋼結構安裝必須遵循的質量原則

(1)施工前技術人員應熟悉施工圖和有關技術資料，熟悉工程，了解施工及驗收標準編制專業施工方案。

(2)熟悉土建工藝,及時掌握土建施工進度。

(3)施工完畢后應進行自檢，并填寫施工自檢及紀要、明細圖。

(4)開工前技術人員應對班組進行認真細致的交底，掌握施工要點，為保證安裝質量打好基礎。

(5)從施工準備到竣工投入運行的整個施工過程中，每一步驟都必須嚴格把關，切實保證質量，人員嚴格按規程要求操作，同時質量體系加強監督檢查，保證每一環節的質量。

(6)在施工中貫徹施工規范、規程和評定標準及監理方現場指導，技術人員的書面技術要求，并要按圖紙施工。

(7)對構件的焊接，焊工必須進行復核，取得合格證的焊工方可上崗操作。

(8)進行工序交接工作，上道工序結束，對下道工序應建立交接制度，首先由上道工序人員進行交底，下道工序發現上道工序不合格者，有權拒絕施工，在上級部門對此核實前，應保證下道工序的正常要求，以證實后責令上道工序修正合格后方能進行下道工序的施工。

5.3 其他質量控制措施

(1)嚴格按設計要求進行焊縫尺寸控制，不任意加大或縮小焊縫的厚度和高度。

(2)采用小熱輸入量，小焊道，多層焊接方法，以減小收縮量。

(3)拼裝焊接時構件預留收縮其余量，分段分塊矯正構件，控制好拼裝塊的焊接變形。

(4)拼裝焊接時，實施多人對稱反向焊接，最大限度減少焊接變形。