桁架式鋼架構工程施工技術的探索

隨著鋼架構技術的普及，桁架式鋼結構技術在各類建筑中應用也越來越廣泛。由于鋼架構的桿件和節點較多，構造復雜導致施工難度加大。論文主要闡述了桁架式鋼結構施工實踐中應用的相關技術，同時探討了大跨度桁架式鋼結構施工注意事項。

桁架式鋼結構可以完成各種造型且施工變通性高而受到建筑業內的普遍歡迎。這主要是因為這種建筑形式經濟實惠、施工期短，且安全性能高。

桁架式鋼結構

桁架是以直桿為主要元件，以三角單元組成不同的平面和立體棱體為力學支撐的建筑結構，它的主要特點就是桁架構件的承力是以承受軸的壓力或拉力為主，正是由于這一特點，它才能有效地利用材料的強度來減輕自身的重量，增強自身的剛度。它能滿足跨度較大的建筑要求，比如火車站的天棚、橋梁、衛星塔等。

桁架式鋼結構是由于鋼材制造的復式桁架構成，由于其能省材減重的優點桁架式鋼結構適用范圍普及工業與民用建筑等。與實腹式鋼架結構相比，桁架式鋼結構不再使用翼緣和腹板，而是采用可以省料減重的弦桿和腹桿，弦桿與腹桿的連接均采用節點板等部件連接，這樣可以確保桿件承受的主要是軸力，且鋼架構還具有一定的彈性。此項技術符合節省鋼材，降低自重的要求。由于鋼結構自重降低，使得大跨度鋼結構建設成為可能。值得一提的是，，桁架式鋼架構的梁桿和節點較多，結構也比傳統的腹式鋼架結構復雜，其施工難度也有所提高，需要大量的勞動力進行密集施工才得完成。因此，有必要對其施工技術進行研究。

桁架式鋼結構構成體系

桁架式鋼結構的構成體系主要由腹桿體體系、支撐系統和連接方式構成。

1.腹桿體系

桁架式鋼結構體系一般可以采用人字形和單斜形。不同的形式決定著用材的多少，也決定了鋼架構的重輕。人字式腹桿體系的特點有二：一是桿部件數量較少，二是節點也少。因此施工相對較易，其應用范圍較廣。單斜式腹桿體系根據建筑要求采用的是斜桿+豎桿的構件模式，長斜桿承載的是拉力，豎桿承載的是壓力，這種形式常被用于大跨度桁架式鋼結構建筑。為了解決桿部件過長不利于施工的問題，還可采用再分式腹桿體系來減少桿的長度。而在支撐的豎桿撐桁架中，通常采用的是具有較好承載變向荷載的腹式交叉體系。這種體系的斜腹桿對弦桿的傾斜角不宜過少，也不宜過大，一般控制在30°- 60°之間。

2.支撐系統

鋼架結構要確保桁架平面的內剛度和穩度就需要對其支撐系統進行改進，由于減少了桿件的長度，對支撐系統的要求就更高了，為了適應這樣變化，支撐系統多采用鋼結構側向支撐設計。無論是采用水平支撐（縱橫向），還是采用垂直支撐（桁架兩端和中間），桁架式鋼結構的下弦和上弦均是采用延水平方向支撐的技術，并在同一節點或是桿件中間設置垂直支承桿。在跨度與高度均較大的塔架建設中，要保證塔架的剛度和幾何不變性，支撐系統每隔一定的間距會設置一個橫向支撐。

3. 連接方法

連接方法是鋼架構剛性和穩定性的關鍵，桁架式鋼結構的連接方式有四種：即普通螺栓連接、高強度螺栓連接、焊接、鉚接。不同的部位采用不同的方法，技術參數來確定連接方法。一般來說，普通螺栓連接多應用于可拆卸的結構，比如輸電塔等。高強度螺是應用于主承重構件連接上；焊接可在任何情況下應用；而鉚接更適宜用于需要承載較大動力荷的主桁架鋼結構部件上。

桁架式鋼結構的施工技術要點

1. 施工前的準備工作

在準備工作中，測量放線是基礎工作，也是后繼施工工序的依據，在項目開始前，工程技術人員需要對埋件的縱向和橫向的軸線、高程進行測量，以避免不符合技術要求的誤差，對測量的每列的列線數據要認真記錄，技術負責人要審查。確保鋼架構安裝、調試的順利進行。技術準備則是工程質量的保障，一切均要以技術工藝文件來指導現場作業，要準備好施工過程中遇到的各類技術問題解決的預案。要以工程安全施工的要求編制好鋼架構部件的直運輸、吊裝的相關指導性文件。并按照施工組織設計要求，準備各種所需的材料。

2.放樣和切割

放樣也是施工的關鍵工序，施工時要注意管桁架、吊車梁輔助桁架、鋼柱等重要構件下料要依排版圖的要求嚴格操作，放樣號料也要預留切割和刨邊的留量。對于各種類型的號料要標上號（操作的工序號）。在切割時，型材要用機械或是氣割設備，對板材則適采用多頭直條剪切或氣割。

3.拼裝和焊接

根據設計要求，鋼桁架最小出廠構件單元依照吊裝方案、運輸條件以及材料長度等因素，確定拼裝單元的長度約為10m，且不小于三個下弦節點間的長度。對每一個構件單元都應進行施工詳圖的設計，對上下弦桿彎曲的曲線建立X 軸，Y 軸坐標系，計算出X 軸，Y 軸的坐標點。在抄平的鋼平臺上，放出上弦曲桿的曲線實樣后，將一根上弦曲桿按實樣卡固定在大鋼平臺上。另一根上弦曲桿利用固定胎架托住，每一個固定胎架布置在上弦與斜桿的空擋處，以免干涉上弦、斜桿的拼裝。胎架上的管托中心與固定在鋼平臺上的曲桿中心，從截面上保持在一個垂直軸線上，即保證兩根曲桿的曲線中心重合。拼裝上弦斜桿進行點焊牢固，以保證在桁架翻身時，不會發生變形，必要時采取一定的臨時加固措施，綁扎木桿防止變形。拼裝桁架時，利用與桁架安裝所處狀態下進行拼裝。

總之，任何技術均要根據施工的實際問題才能發揮其優勢，不同的施工條件決定采用不同的施工技術。在確保施工質量的前提，可以適當的考慮變動施工方案以降低施工成本和降低施工難度。

（作者單位：番禺珠江鋼管（連云港）有限公司）