體藝館空間管桁架屋蓋施工技術及安全管理

王智珺

（福州新榕城市建設發展有限公司，福建福州350000）

0 引言

體藝館的建設，涉及空間管桁架屋蓋的施工，建設中結合其工程結構、空間形態特點，利用空間管桁架施工技術優勢，對施工的各個環節做好精密規劃與設計，實施全程監測并對施工工藝的合理性進行優化與調整，以達到確保建設質量的目的。現階段，越來越多體藝館在建設規劃上采用鋼結構的空間管桁架屋蓋技術，以此來提升體藝館屋蓋工程質量、提高體藝館運行安全性、延長體藝館使用周期。本文以福州第一技師學院綜合體藝館為例，對體藝館空間管桁架屋蓋施工技術及安全管理進行介紹。

1 工程概況

福州第一技師學院綜合體藝館項目采用鋼筋混凝土框架及屋蓋空間管桁架結構體系，其中鋼筋混凝土框架整體外形呈矩形，屋蓋桁架采用倒三角管，屋蓋桁架投影面積長度62.8m，寬49.8m，長軸方向上呈中間高兩邊低的折線型，短軸方向大致呈直線型。屋蓋通過成品支座支撐于下部鋼筋混凝土鋼柱上。

體藝館建筑總層數為地上二層，一層是室內籃球場，器材室，乒乓球室以及排煙機房等，二層是器材設備間、辦公廳、門廳等。總建筑面積為5451.9m2，建筑基底面積為3821.5m2。該工程屋蓋采用大跨度空間管桁架結構體系，最大結構跨度達到56.9m。且體藝館四周場地狹小，對施工機械的選型和站位存在較大的影響。在施工過程中，如何做好與土建專業的協調工作，如何規劃好場地，如何合理利用有限的空間完成桁架施工，是該工程施工的重點及難點。

2 施工準備

2.1 技術準備

根據工程的整體情況，結合施工圖紙以及相關的方案做好施工之前的書面技術交底工作，明確好各個部位以及各個細節點的具體做法和要求，做到層層交底，并且需要把書面交底做好存檔處理[1]。

2.2 人員準備

選擇具有專業資質且有著豐富施工經驗的作業團隊對現場進行施工，在施工人員進行施工之前，首先需要完成入場的教育工作，盡可能地讓整個工程能夠按照開工的日期以及相應的勞動需求計劃來進行施工，組織好施工人員分批入場。

2.3 材料準備

依據整體的施工進度計劃，分階段提出材料的使用需求計劃，安排好材料的進場時間，各種材料在進場之前都需要提交出廠合格證以及相應的資料證明，且主要的一些施工材料還需要完成抽檢工作，送檢檢驗合格之后才能夠使用，嚴格把控好材料關。

2.4 起吊機具準備

由于本項目四周場地條件有限，土建塔吊位于結構東側，無法滿足桁架的起吊需求，經研究決定采用1臺200T汽車吊在體藝館球場內吊裝屋蓋主桁架，主桁架共6榀，每榀分2段進行吊裝，采用2臺25T汽車吊裝主桁架之間的次桁架。

2.5 施工總平面布置

在進行作業前需要檢查是否有淺埋地下管線等嚴重影響施工作業的因素存在。該工程采用200T汽車吊進行吊裝，由于噸位較重，對施工場地要求高，施工過程中路基硬化措施必須到位，對于200T汽車吊的進場行走路線、吊裝的施工通道應提前規劃。現場鋼結構構件堆場位置也應進行壓實處理，堆場附近還要設置排水溝，不得存在大面積積水現象。為保證結構拼裝施工安全可靠，避免沉降，需要對結構拼裝場地進行素土夯實并在其上澆筑混凝土面層，局部薄弱部位還要鋪設路基箱。

3 主要施工工藝流程

3.1 鋼結構現場拼裝

（1）桁架的拼裝工藝。倒三角桁架拼裝在拼裝胎架上進行，應選擇滿足一定強度、穩定性及方便現場拼裝的拼裝胎架。首先，測量人員在拼裝場地內放線，設置好拼裝胎架，依次拼裝好三角桁架的下弦桿、上弦桿，測量合格后采用臨時耳板進行固定，再定位平面腹桿、斜腹桿，測量合格后采用點焊將腹桿和弦桿進行臨時固定。

（2）測量、校正。桁架所有桿件都拼裝定位后，進行整體和節點測量，保證桿件拼裝位置在允許偏差范圍內，如有部分桿件超標，應采取修整或調換等措施，以確保現場順利安裝[2]。

3.2 屋蓋桁架支座埋件的安裝

（1）預埋件進場驗收。預埋件進場前需對采購的預埋件應有的出廠合格證書、檢驗報告、規格、性能等做全面審核，確保預埋件質量和功能符合施工設計規范要求，在審核驗收合格后依據預埋件規格整齊存放在施工場地，并做好相應標識，杜絕隨處混亂堆放情況發生。

（2）軸線及標高定位。根據原始軸線控制點及標高控制點對現場進行軸線和標高控制點的定位，對需進行鋼柱預埋錨栓安裝的混凝土柱段進行軸線放線定位、標高定位，確定定位板的位置，從而確定錨栓的定位點。

（3）預埋件加固。為保證預埋件安裝精度，采用鋼板焊接來加固預埋件位置。

（4）安裝錨栓，澆筑混凝土。在混凝土澆筑的過程中，要安排人員進行跟蹤檢查，一旦發現預埋件發生偏移，及時進行校正，確保埋件安裝位置的精度。混凝土澆筑完成后，要對埋件進行統一復測，并做好記錄，以便構件安裝時查驗。

3.3 屋蓋桁架的吊裝施工

（1）吊裝機械的站位。由于項目四周場地條件有限，土建塔吊位于結構東側，結構西面、南面和北面均不具備大型機械行走及吊裝站位的條件，需考慮大型機械進入場內球場范圍進行施工作業。結構北側含有大面積的土建看臺結構，吊裝機械無法站位。結構東、西側的土建看臺考慮在鋼結構屋蓋安裝到位后再進行施工，為鋼結構屋蓋拼裝及吊裝提供必要的作業空間。

（2）桁架的吊裝施工。主桁架共6榀，采用1臺200T汽車吊在體藝樓球場內吊裝屋蓋主桁架，每榀主桁架分為2段進行吊裝，并在5軸混凝土柱頂設置臨時支撐架作為桁架實施吊裝階段的支撐，確保分段桁架吊裝施工階段的整體結構始終處于穩定狀態。在鄰近的兩榀桁架吊裝結束后，應立即采用25T汽車吊吊裝主桁架之間的次桁架，盡快形成穩定體系，次桁架分段為兩榀主桁架之間自然分段。根據現場場地條件，鋼結構屋蓋桁架整體吊裝順序由結構東側至西側方向推進。

（3）桁架高空對接安裝。分段桁架吊裝在安裝施工前期需要對分段桁架兩端位置懸掛吊籃，吊籃作用是讓施工工人可以置于吊籃內對分段桁架做高空對接的安裝，確保在高空作業操作的安全。實施鋼絲繩綁扎過程中，要依據構件起重量配備相應合理的手拉葫蘆安裝在吊裝鋼絲繩上，構件吊起后距離地面1m左右時需要做調平處理，確保吊裝構件能順利安裝。構件正式吊裝前要做試運行工作，手拉葫蘆在調平后要再加置保險鋼絲繩，提高吊裝操作的安全性。分段吊裝段置于指定位置后要做初步的找正工作，拉設纜風繩做臨時加固。

（4）桁架吊裝吊點的選取。桁架吊裝時采用兩點捆綁式吊裝的方法進行吊裝作業，依據分段桁架截取面的幾何特點和中心位置找正鋼絲繩綁扎點。綁扎位置要盡量處于桁架上弦相連的節點位置，鋪墊橡膠塊，避免綁扎操作過程中鋼絲繩對構件面造成磨損。主桁架第一段分段長度約40m，采用6點吊；第二段長約23m，采用4點吊。

（5）臨時支撐架設置。該工程使用的臨時支撐為格構式支撐架，采用Q235鋼管焊接而成，支撐架通過埋件與混凝土柱連接，并拉設攬風繩，以此確保吊裝施工時結構及支撐體系的穩定安全[3]。

（6）桁架的預起拱控制。大跨度屋蓋桁架的臨時支撐拆除后由于其自重的原因特別是中部位置會產生一定的下撓，為防止屋蓋桁架就位后產生過大的撓度而影響整體建筑外觀及結構安全，需在桁架拼裝過程中采取適當的預起拱控制。

3.4 鋼結構的涂裝施工

（1）基面的清理。涂裝是鋼結構工程中必不可少的一個項目，應在鋼構件制作質量檢驗合格后進行。涂刷之前需要清理好涂裝的部位，涂裝部位不能存在鐵銹、油污或其他污染物等。為了確保整個鋼結構的涂裝質量，對于鋼材表面必須要進行全方位的除銹處理，全方位自動噴丸除銹的方法是借助壓縮空氣的壓力，對構件表面進行連續不斷的沖擊，把構件表面的氧化皮和銹以及附著的一些臟物清除干凈，對于涂料基層，其級別要達到Sa2.5級別。

（2）底漆涂裝。在進行底漆涂裝的過程中，要做到勤沾、短刷，這樣做的目的是為了防止刷子粘上太多的漆，導致出現油漆的浪費。第一次進行涂裝的時候要確保油漆涂刷方向一致，而且要做到整齊，在前一次的油漆徹底干了之后才能夠進行下一層的涂刷，并且后一次涂刷方向應和前面一次保持垂直，做到每道工序嚴格受控。涂刷結束后要重新標注好構件上面所對應的編號，對于一些重要的零件以及主要的部位需要進行特殊標注。

（3）面漆涂裝。面漆涂裝之前需要調制好面漆，確保面漆的顏色一致，稀稠適中，不能出現流墜的情況，并且在涂刷之前應充分地攪拌，使其色澤均勻。在涂刷垂直面位置時，最后一層涂刷需要從上向下操作；水平位置時，最后一層涂刷要依照光線照射方向操作。

4 安全管理

4.1 強化安全施工意識

項目管理人員可以建立一個有效的獎懲制度，一旦在施工時出現了安全事故，就必須針對造成事故的直接責任人以及領導，根據所承擔責任的大小給予相應的處罰；若在施工過程中未出現安全事故，那么也要對相關的施工人員進行獎勵，這種獎懲制度的實施對于激發施工人員樹立安全生產意識有著非常重要的意義。

4.2 鋼結構施工安全管理

該工程施工工序復雜多樣，主要工序包括地面拼裝、桁架吊裝以及后補桿件的吊裝施工等，在各個安全控制區設置專職的安全員，由安全負責人統一領導，將安全責任落實到每一個施工人員。

（1）吊裝機械防護。因該工程使用大型的吊裝機械（如200T汽車吊），吊裝機械吊臂較高，為保證施工安全，所有大型吊機的吊臂頂應設置夜間障礙指示燈。

（2）焊接機械防護。此次實施的工程施工安裝環節存在較多的高空焊接操作，為保障高空焊接作業時的質量要求，在焊接機械應用上要采用氣體保護焊操作。

（3）焊接人員防護。在高空焊接階段為保障施工人員安全，避免出現強烈光線照射對眼睛造成損傷，高空焊接施工人員要有安全防護意識，佩戴符合防護要求的護目鏡，同時穿戴專業焊接人員防護服等設備。

（4）安全網、安全扶手繩的掛設。屋蓋桁架分段吊裝前，在鋼結構下部位置先掛設一層安全網，保障高空施工人員的安全。屋蓋桁架結構施工時，在桁架上下弦上方1.2m處設置兩道安全扶手繩即生命線，作業人員進行平網掛設、洞口臨邊防護及桿件焊接作業時，可將安全帶掛設在生命線上[4]。

4.3 起重吊裝安全管理

（1）起重設備安全控制。汽車吊力矩限制器、保險裝置、卡環等需要具有安全可靠性，鋼絲繩、滑輪要符合規范要求。在起吊前要做試運行，發現不靈活等問題要及時維修，避免在運行期間發生安全事故。該工程采用的是200T汽車吊，因噸位較重，汽車吊作業前需將四個支腿都伸出，為防止作業時支腿下沉可在其下放置墊木。

（2）吊裝作業安全控制。吊裝的構件應綁扎牢固，吊運的速度應平緩不應過快，不得在高空中停留過長時間，防止構件從高空脫落。正式吊裝前必須進行試吊，各項檢查都合格后方可起吊。

4.4 高空作業安全管理

高空作業屬于特種作業，故從事高空作業的人員一定要做到持證上崗。高空作業時，嚴禁拋扔材料及工具。立體交叉作業時，上下層的作業人員要及時進行溝通，做好防墜落的措施，防止發生意外。遇到如大風天氣時，立即停止高空作業，雨雪天做好防滑防護措施。

5 結束語

本文主要針對體藝館空間管桁架屋蓋的施工技術和安全管理進行了相關的解析，不難看出其技術的復雜性和很高的專業性。因此在施工之前一定要做好相關的準備工作和技術交底工作，并在施工過程當中，根據施工質量標準及要求對施工技術進行控制。