大跨度鋼桁架分段吊裝施工技術

張斌

摘要：大跨度鋼桁架體系在我國實際工程中廣泛應用，其中高速鐵路車站及其附屬建筑屋蓋運用得最多，本文就簡要介紹了其技術的主要構成及一項高鐵車站實施案例，為相關工作者提供技術案例依據。

關鍵詞：分段吊裝技術;大跨度鋼桁架;施工;車站臺施工

引言

進入21世紀以來，我們現代高速鐵路建設得到了快速發展，與之相關的基礎設施建設也得到了蓬勃發展，這些基礎建設涵括了鐵路車站、站臺、相關服務設施等。這些建構結構通常需要達到結構足夠輕、跨度足夠大才能滿足鐵路運輸的特殊性，在實際施工中由此多采用輕型鋼結構屋蓋作為主體結構，而鋼桁架量搭建的主體結構具有結構設計輕便、布置靈活特點，能很輕易實現大跨度屋蓋設計。

一、 施工案例

施工項目位于北京市延慶區，位于延慶站及京張鐵路延慶支線北側，項目名稱：延慶綜合交通服務中心，項目總面積為14951.14㎡，地下面積為5243.71㎡，地上面積為9707.43㎡。屋蓋應用鋼桁架形式，站房主體應用鋼筋混凝土結構，分叉立柱應用鋼管混凝土截面，圓領鋼管焊接拼接形成上部桁架，以上部桁架作為分段預制構件，實現工程分階段分場地完成[2]。

鋼桁架在生產實踐中，首先通過預制鋼桁架然后進行分段吊裝連接，形成的整體結構再應用在大跨度屋蓋中。在實際施工中主要的核心問題在于吊裝順序、位移和應力控制，只有將這些問題合理配置，才能保證工程實施。

鋼桁架屋蓋結構包括平行布置三榀鋼桁架，桁架間距為10.5m。桁架設計應用三跨布置方式，3跨跨度為18.6、39.9、18.6。

二、 施工難點

1. 桿件加工與空間定位。桿件加工對溫度有一定的要求，焊接前低溫的情況下采用電或者火對構件進行預熱，焊接后冷卻后使用，保障施工質量。施工中利用BIM技術做空間模擬定位，確保施工中桿件的長度以及寬度等，確保施工的準確率。

2. 桁架拼接。屋蓋鋼由各種類型的桁架組成，通常情況下，桁架采用分段吊裝，一般將材料拿到屋蓋進行拼裝，節省人力與時間，剩余材料通過裝載車拉倒施工現場，在施工現場進行拼裝，然后投入施工中進行使用。

3. 桁架吊裝。桁架吊裝首先將拼裝好的桁架按照一定的軸線通過吊車拼裝與胎架上，其次是將下弦桿用吊車拼裝在主桁架上，然后在主桁架另一側拼裝下弦桿間腹桿，最后，主桁架拼裝完成后進行復核、檢測，整個施工流程具有一定的技術含量。

4. 桁架焊接與焊縫處理。桁架焊接是按照一定的規律性進行焊接，先將桁架分段調整后，進行定位焊接，在焊接時要用到相關的輔助工具，對桁架進行多次分層焊接，在焊接的過程中注意溫度的變化，一旦焊接的材料冷卻后，要進行預熱后再焊接，保障桁架的焊接質量。

5、檢測。檢測是施工的最后一個環節，也是施工進程中及其重要的一個環節，在這個檢測階段，如果檢測工作不到位，將會影響后期的施工工程質量，因此，要將檢測落實到每一個施工環節與材料的檢查上，確保整個施工質量有保障，施工可以順利完成。

三、 技術支持

1. 工法特點。目前主要吊裝方法有高空散裝法、整體滑移吊裝法以及分段吊裝法，其中分段吊裝施工技術與其他的技術方法相比具有施工簡潔、方便、安全、工期短、工程質量容易保證、施工費用低的特點。分段吊裝施工技術的鋼桁架材料都在工廠內實現，拼裝后在現場實施制作，可保證尺寸精度要求，大幅度節省工期。[1]

2. 工藝流程圖

編制分段吊裝施工方案-零部件加工制作-現場拼裝-吊點選擇及綁扎方法確定-吊裝-連接

3. 吊裝方案

3.1吊裝前準備工作。主要核對各預購件是否達到施工要求，例如各頂柱、埋件的軸線尺寸，標高尺寸，以及混凝土構件的強度，必須達到規定的設計強度才能進行構件吊裝。

3.2主桁架分段。桁架吊裝過程中分為四段進行分布吊裝，四段長度分別為：21.165米、18.750米、19.200米、23.397米。鋼桁架梁截面形成三角桁架形式，上弦桿和上弦綴桿施工利用方鋼管，下弦桿和豎向綴桿利用圓鋼管，通過焊接連接方式形成整體部件。[3]

3.3吊點分布情況。為了保證鋼桁架的承重要求，主桁架梁位置通過搭設滿堂紅承插型盤扣式鋼管支架腳手架作為臨時支架，在主桁架對接安裝位置搭設操作平臺。在平板汽車將分段的主桁架倒運到260T汽車吊站位附近做臨時支撐固定。通過四點綁扎法吊裝主桁架，在綁扎過程中，要做到兩邊吊索長度一致，吊點綁扎牢固可靠，吊點位置準確、對稱。

在吊點之前需要對每根吊索的長度進行模擬計算，確定一個能使得四個吊點受力均勻的吊索長度。施工中也在四根吊索下端外側外掛10t倒鏈，可以在特殊情況下通過倒鏈調節吊索長度，以達到四個吊點均勻受力。

3.4主桁架吊裝順序。主桁架安裝通過分段吊裝、設臨時支撐、空中對接組裝方法，實現高空原位單元安裝，具體施工順序：將結構合理分段，分成不同施工段，將各施工段內結構分成吊裝單位，在地面實現構件和節點形成吊裝單元，根據各分段具體情況在每個分段設置施工支撐體系，施工中通過吊起支撐單元進行桿件補裝，在最后整個完整結構體系完成后進行卸載作業。屋蓋桁架梁預起拱值C、E軸桁架預起拱值20mm，D軸桁架預起拱值80mm，屋蓋結構合攏溫度需在15℃-20℃。具體桁架吊裝順序：首先第一段桁架一端與樹杈支座銷軸直接連接，另一端與樹杈柱支座銷軸連接，然后將第二段桁架安裝在滿堂紅承重腳手架，并與第一段桁架量連接，另外一段單獨連接滿堂紅腳手架，再將第三段桁架安裝在滿堂紅腳手架上，通過連接第二段桁架梁，另一端連接滿堂紅腳手架。最后的第四段桁架安裝時其一端與樹杈柱支座銷軸連接，另外一端樹杈柱支座銷軸與第三段桁架梁連接。

3.5鋼桁架結構卸載方案。在主體結構完成構建后，安裝焊接鋼梁，待桁架間鋼次梁全部定位焊接完成，達到穩定的結構體系檢驗合格后就開始準備卸載，鋼桁架卸載對于整個施工過程是重要的一個環節，卸載過程中屋蓋桁架緩慢協同受力，鋼桁架結構發生了應力重分布，最終將達到設計狀態，卸載過程應從中間向兩邊，中心對稱原則進行，通過采用分組、分階段按比例下降法拆除臨時支撐點能有效防止了個別支撐點受力過多，另外一方面通過千斤頂可調節支撐點多次循環微量下降實現“荷載平衡轉移”。

四、結語

大跨度鋼桁架分段吊裝施工技術在工程實施中能保證主體結構的質量、工期和造價，工程按期交付使用，為工程建設事業作出了貢獻，取得了良好的社會效益。

參考文獻：

[1]戴志杰.大型屋面鋼結構吊裝施工技術研究[J].建筑施工，2019，41（03）：437-438+442

[2]楊鵬.延慶綜合交通服務中心大跨度鋼桁架分段吊裝施工技術[J].施工技術，2020，49（10）：50-52.

[3]邵偉.大跨度鋼管桁架分塊吊裝施工技術[J].價值工程，2019，38（17）：145-147.

（作者單位：安徽省工業設備安裝有限公司）