懸挑鋼罩棚相貫線管桁架預裝牛腿施工技術

胡燕林，胥 鵬，鐘祥權，魯 洋，洪立功（中建一局集團第一建筑有限公司，上海 201103）

隨著近幾年來我國經濟的飛速發展，鋼結構被體育館、機場、車站、會展中心等廣泛運用，結構類型越來越多元化。管桁架結構作為鋼結構的一種，被大量使用。其中安裝、焊接技術成為了結構安全的重要保障。體育場鋼結構管桁架常規安裝方式通常采用地面單榀拼裝，分塊整體吊裝的方式，相貫口的桿件安裝、焊接難度大。

1 工程概況

儋州市體育中心“一場兩館”項目位于儋州市那大鎮，鋼結構工程主要分 3 個部分，即體育場、體育館、游泳館。

其中體育場鋼結構位于整個場地的東北側，建筑面積為59189.52 m2，坐席數為 3 萬座。主體結構采用框架結構，建筑局部采用雙首層設計，地上共四層。體育場罩棚外輪廓呈橢圓形，東西寬 224 m，南北長 263 m，鋼結構上弦中心線最高點標高為 44.05 m。鋼結構采用徑向懸挑主桁架＋環向次桁架＋系桿＋水平支撐結構體系，其中，徑向主桁架采用了平面片桁架結構，環沿主桁架面外間隔布置環向片桁架，節間較大處設環向系桿，懸挑前端沿環向設三角桁架，增加環向剛度，協調懸挑端部位移的不均勻性。為提高屋面的整體剛度和穩定性，屋面沿柱網采用一跨一撐的方式分別設置了里圈支撐和外圈支撐，最小管徑Φ180 mm×6 mm，最大管徑Φ600 mm×25 mm，主要材質 Q 355 B，鋼結構總重量約 5025 t。

2 預裝牛腿施工工藝

2.1 深化設計

根據體育場桁架的特點與安裝方法，確定出相貫線管桁架預裝牛腿設置部位，并對需要預裝的牛腿進行深化設計，對影響拼裝的桿件進行分段處理，盡量減少拼裝難度，對需要空中焊接的次桁架復雜節點進行分段優化，將原來相貫口對接方式優化為直口既設置牛腿端。

2.2 單片桁架拼裝

地面拼裝片狀桁架時，對待安裝的桿件進行分批次安裝。需要隱蔽的先安裝，無需隱蔽的后安裝。采用全站儀在地面放出片桁架的投影設置地面水平拼裝胎架，如圖 1 所示，然后將桁架桿件根據施工順序進行安裝，外形尺寸檢查合格后進行加固、焊接。

圖1 單片桁架拼裝示意圖

2.3 分塊桁架拼裝與牛腿預裝

（1）根據分塊的結構尺寸，設置專用的地面拼裝胎架。

（2）將焊接、檢測合格的單片桁架根據施工順序在拼裝胎架上進行連系桿件拼裝，同時將預裝牛腿進行安裝，在確認分塊桁架全部拼裝完成后的結構尺寸滿足設計要求后，再進行焊接，如圖 2 所示。

圖2 分塊桁架拼裝完成示意圖

2.4 臨時支撐設置與臨時支撐驗收

（1）在體育場鋼罩棚安裝過程中，臨時支撐作為桁架分塊安裝的臨時措施，對鋼屋蓋整體形成穩固、準確的結構形式起到很大的作用，因此，要做好臨時支撐的加工、安裝工作。

（2）臨時支撐安裝完成后需驗收合格后方可進行桁架吊裝作業。

2.5 桁架質量驗收與分塊桁架吊裝

（1）桁架在胎架上拼裝完成后，解除桁架上的所有約束，使桁架處于自由狀態，并在此狀態下測量桁架的各項尺寸，將測量結果提交監理進行分段驗收。

（2）分塊桁架空中安裝分塊時，提前設置好支撐的標高和軸線并設置防側傾纜風繩，待分塊落至支撐上后通過全站儀進行空間點位調整，確保安裝精度，如圖 3 所示。

圖3 分塊桁架安裝

2.6 空中次桁架補裝

（1）兩個分塊安裝完成后采用全站儀測量牛腿之間的距離，提前控制地面次桁架拼裝時的結構外形尺寸，如圖 4所示。

圖4 空中安裝次桁架示意圖

（2）吊裝片狀次桁架時，通過馬板進行臨時固定，待校正完成后再進行焊接，如圖 5 所示。

圖5 馬板臨時連接示意圖

3 結 語

本工程通過采用預裝桿件牛腿工藝，在確保施工質量的前提下降低施工難度，提升了鋼結構的安裝精度，縮短了施工周期。預裝牛腿在桁架安裝階段應用時有效減少了次桁架安裝過程中的作業時間，降低了安裝難度，縮短了大型機械的使用時間，節約了機械成本、人工成本與工期成本。