懸挑空間曲面桁架的施工技術(shù)

文/蘇富華、莊惠英　山東萊鋼建設(shè)有限公司濟(jì)南分公司　山東濟(jì)南　250000

懸挑空間曲面桁架的施工技術(shù)

文/蘇富華、莊惠英山東萊鋼建設(shè)有限公司濟(jì)南分公司山東濟(jì)南250000

北京西紅門(mén)綜合商業(yè)區(qū)項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)安裝工程受現(xiàn)場(chǎng)施工條件的限制，施工內(nèi)容涉及到懸挑腳手架防護(hù)、懸挑操作平臺(tái)搭設(shè)、懸挑空間曲面桁架的安裝，本文對(duì)施工中的重點(diǎn)及難點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并逐一制定了專(zhuān)項(xiàng)解決方案，保證了施工安全和質(zhì)量，為同類(lèi)鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)提供了參考。

懸挑操作平臺(tái)；懸挑空間曲面桁架；空間測(cè)量定位

1、工程概述

北京西紅門(mén)綜合商業(yè)區(qū)項(xiàng)目屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用單向片桁架、鋼架及折曲箱型鋼梁結(jié)構(gòu)體系，其中3H樓鋼桁架位于七層樓頂屋面且存在懸挑空間曲面桁架，施工安全防護(hù)要求高，操作平臺(tái)布置難，構(gòu)件安裝定位精度要求高等難點(diǎn)。

2、施工技術(shù)路線

本工程3H樓西北側(cè)鋼桁架包含三根懸掛式鋼柱，無(wú)生根位置，為確保構(gòu)件安裝精度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，需將懸掛式鋼柱及鋼梁、支撐組合成懸挑空間曲面桁架，進(jìn)行整體吊裝，同時(shí)為保證施工安全，在桁架安裝前需搭設(shè)懸挑腳手架防護(hù)及懸挑操作平臺(tái)。

3、施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1懸挑腳手架防護(hù)搭設(shè)

施工流程：放線定位→鋼管井字連墻件安裝→懸挑水平鋼管安裝→斜撐鋼管安裝→穿鋼絲繩→安裝水平安全網(wǎng)。

3.1.1所有懸挑腳手架均采用Φ48.3×3.6鋼管搭設(shè)，在3H樓結(jié)構(gòu)六層的砼框架柱處采用打夾方式搭設(shè)井字架連墻件，懸挑式拋架與連墻件連接牢固，且間距不超過(guò)15m。

3.1.2沿建筑邊緣框架柱搭設(shè)水平安全網(wǎng)挑架，挑架高度必須一致，懸挑水平防護(hù)的外口高于內(nèi)口約300mm～500mm。

3.1.3水平鋼管安裝完成后安裝斜撐鋼管，設(shè)置在斜拉鋼絲繩的主桿上，斜撐鋼管下端與水平鋼管采用扣件連接，連接扣件必須牢固，防止桿件打滑。

3.1.4用10#鋼絲繩穿過(guò)每個(gè)安全網(wǎng)挑架最外側(cè)鋼管，將水平安全網(wǎng)與鋼絲繩內(nèi)外側(cè)連接牢固，拉緊鋼絲繩并將鋼絲繩與砼結(jié)構(gòu)可靠緊固。懸挑腳手架防護(hù)如圖1所示。

圖1　懸挑腳手架防護(hù)

3.2懸挑鋼結(jié)構(gòu)操作平臺(tái)制作安裝

3.2.1縱向橫梁采用HN250*125*6*9的型鋼制作，先將懸挑平臺(tái)的搭設(shè)位置抄測(cè)定位，再將兩根縱向橫梁內(nèi)外錯(cuò)位與形成穩(wěn)定整體的桁架柱焊接，錯(cuò)位間距為水平橫梁型鋼高度。

3.2.2水平橫梁采用HN175*90*5*8的型鋼制作，兩根水平橫梁間距1.5m，中間設(shè)置5 根10號(hào)槽鋼，通過(guò)螺栓進(jìn)行連接，上鋪腳手板，并在水平橫梁上安裝防護(hù)欄桿。斜支撐采用HN150*75*5*7的型鋼制作，上部與水平橫梁采用螺栓連接。

3.2.3將懸挑平臺(tái)水平橫梁及斜支撐拼裝成整體進(jìn)行吊裝，將水平橫梁與縱向橫梁進(jìn)行焊接，并在節(jié)點(diǎn)處設(shè)加勁肋增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)剛度。調(diào)整下部斜支撐角度，與錨固在屋面上鋼板焊接牢固，為增加斜撐弱軸穩(wěn)定性，在斜撐之間增加兩根10號(hào)槽鋼進(jìn)行加固。通過(guò)有限元軟件計(jì)算，懸挑操作平臺(tái)各構(gòu)件均滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求，結(jié)構(gòu)安全。安裝流程如圖2所示。

圖2　懸挑操作平臺(tái)安裝流程

4、　構(gòu)件吊裝

4.1吊點(diǎn)的選擇

空間曲面桁架通過(guò)TEKLA軟件查詢重心，根據(jù)找到的重心坐標(biāo)合理布置吊點(diǎn)，保證起吊時(shí)的傾斜角度接近理論值。吊裝采用4點(diǎn)綁扎，上邊兩個(gè)吊點(diǎn)的索具由鋼絲繩加5噸倒鏈組成，承受桁架的主要重量并左右調(diào)整方向，下邊兩個(gè)吊點(diǎn)的索具由鋼絲繩加3噸倒鏈組成，主要輔助桁架就位及上下調(diào)整方向。

4.2桁架的就位及空間測(cè)量

吊裝前，在構(gòu)件上標(biāo)記控制線，并打樣沖眼，在安裝完的桁架上焊接定位板，其頂部標(biāo)高與擬吊裝桁架底部標(biāo)高一致。吊裝時(shí)，先將懸挑桁架底部靠緊定位板，安裝人員牽拉倒鏈來(lái)調(diào)整桁架的角度和方向。在懸挑桁架端部的控制點(diǎn)貼反射片，通過(guò)全站儀進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)控制點(diǎn)理論坐標(biāo)與反射片處實(shí)測(cè)坐標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，判斷校正方向并指揮吊裝人員對(duì)構(gòu)件進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。校正完成后，在懸挑桁架左右兩側(cè)焊接定位板，卡緊桁架，并用纜風(fēng)繩拉緊，防止構(gòu)件擺動(dòng)，影響安裝精度，然后進(jìn)行焊接。考慮到鋼絲繩、倒鏈定位的空間曲面桁架后續(xù)變形大的特點(diǎn)，在校正時(shí)需根據(jù)計(jì)算的預(yù)調(diào)值沿后續(xù)變形方向的反方向進(jìn)行預(yù)偏，在焊接時(shí)隨時(shí)監(jiān)測(cè)，焊接完畢后，再次測(cè)量出構(gòu)件的偏移方向和偏差值。

4.3焊接質(zhì)量控制

施焊前，制定嚴(yán)謹(jǐn)、操作性強(qiáng)的焊接工藝流程，根據(jù)測(cè)量定位的實(shí)際偏差結(jié)果編制相應(yīng)的焊接順序，對(duì)一些部位預(yù)留焊接收縮量。本工程采取分層、分段、對(duì)稱(chēng)施焊的工藝措施以減少和防治焊接變形，釋放焊接應(yīng)力。同時(shí)采用藥芯二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊絲，減少了焊接飛濺，焊縫成型質(zhì)量好，保證了焊接質(zhì)量，焊接完畢24h后對(duì)焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)。焊接完成后，對(duì)桁架的軸線、標(biāo)高、控制點(diǎn)坐標(biāo)以及焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量等進(jìn)行復(fù)查，其結(jié)果均符合規(guī)范要求。

結(jié)束語(yǔ)：

隨著建筑造型的不斷創(chuàng)新，鋼結(jié)構(gòu)安裝也越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性，這就需要開(kāi)發(fā)更多的新工藝、新技術(shù)，創(chuàng)造性的開(kāi)展工作，來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量，做出精品工程。

［1］陳水祥，洪國(guó)松.懸挑曲面交錯(cuò)式桁架施工技術(shù)［J］.《建筑施工》，2012，（5）.

［2］王旭.淺談大跨度雙曲面管桁架懸挑雨篷施工技術(shù).《中華民居旬刊》，2014（15）.