68 m跨大型屋面钢桁架现场安装施工技术

蒋兴碧

(四川省第四建筑工程公司,四川德阳618000)

1 工程概况

四川东方绝缘材料股份有限公司投资的年产15 000 t特种聚酯薄膜技术改造项目303#建筑为钢筋混凝土柱加屋顶钢桁架的框排架结构。一层，局部二层，长146 m，宽68 m，高14.55 m。工程位于绵阳市小枧镇。

图1 钢桁架安装

2 工程特点和施工难点

2.1 工程特点

(1)屋盖主要构件超长，主桁架跨度大，安装高度高。

(2)钢构件品种繁多。

2.2 施工难点

(1)现场场地狭窄，钢构件必须按施工进度计划所安排的顺序到场，即现场构件堆放必须分类就近堆放及保管，尽量减少钢构件的二次搬运，同时合理安排起重机行车路线，在构件和材料堆放时，预留好起重机行车路线。

(2)钢构件品种繁多，各种钢构件均需工厂加工制作，现场拼装工作量大，故各种构件必须按图纸要求分类编号，小构配件须分类打包，并进行有组织运输、有计划堆放。

(3)工期较紧，必须合理安排各工序平行交叉均衡施工，不可避免造成工种交叉作业等，故合理协调安排各工序工种的施工，以免造成不必要的窝工。

3 钢桁架现场安装总体思路

3.1 钢构件的安装顺序

3.2 吊装设备选择

主吊机械选择见表1。

主吊索采用φ39.5(6×37+1)钢丝绳，20 t级卸扣。

3.3 吊装道路平面布置及吊车行进路线布置

根据钢构件的安装顺序确定吊装道路平面布置及吊车行进路线详见图2所示。

表1 吊车用途及性能

图2 吊装道路和吊车开行路线平面布置

吊装道路采用C30混凝土浇筑200厚，可结合地面垫层进行施工。

3.4 钢桁架平面布置及吊车机位示意

钢桁架堆场处采用200厚连砂石碾压密实。

吊车的支腿采用300×300 mm的枕木支垫。

3.5 吊装前准备

3.5.1钢构件配套供应

现场钢结构吊装是根据规定的安装流水顺序进行的，钢构件必须按照安装流水顺序的需要供应。为此，应严密制定出构件进场及吊装周、日计划，构件进场按日计划，精确到每件的编号及吊装区域。每天进场的构件要满足日吊装计划并配套，当天全部吊完。

根据现场吊装进度计划，提前两周通知加工厂，使加工厂随时掌握现场安装所需构件的进场时间。计划变更时提前两天通知加工厂，加工厂应严格以现场吊装进度所需的构件作进场计划，按时将构件运至现场指定地点。

3.5.2 构件进场验收检查

钢构件进场后，按货运单检查所到构件的数量及编号是否相符，发现问题及时在回单上说明，反馈到加工厂以便更换、补齐构件。

按设计图纸、规范对构件的质量进行验收检查，做好检查记录。为使不合格构件能在厂内及时修改，确保施工进度，需要严格控制加工质量。现场主要检查构件外形尺寸，螺孔大小和间距等。

钢桁架平面布置及吊车机位详见图3、图4所示。

运输中变形的构件必需在安装前在地面修复完毕，检查合格后方可安装。

3.5.3 钢构件堆场安排、清理

按照安装流水顺序将配套好运入现场的钢构件，利用现场的吊车将构件卸在吊装吊车回转半径内。钢构件堆放应安全、整体、防止构件受压变形损坏。构件吊装前必须清理于净，特别在焊接位置必须用钢丝刷和角磨机清除铁锈、污物等。

3.5.4 现场柱基检查

本工程钢构件是直接安装在钢筋混凝土框架柱上的，钢结构的安装质量和工效与柱基的定位轴线、标高直接有关，必须对定位轴线的间距、标高和地脚螺栓预埋位置进行检查、测量。

图3 ～、～轴线间屋面钢桁架平面布置和吊车机位示意

图4 ～轴线间屋面钢桁架平面布置和吊车机位示意

3.5.5 预埋螺栓检查与验收

(1) 在构件吊装前，按图纸和表2要求对已完成施工的混凝土框架柱上预埋螺栓的轴线位置、预埋螺栓中心偏移、螺栓露出长度、螺纹长度、支承面标高和水平度，预留孔中心偏移等进行检查、验收，并办理预埋螺栓的隐检、验收手续。

(2)对超规范不合格者，要与有关部门研究解决，对弯曲变形的预埋螺栓要进行校正，对损伤的螺纹要进行修复，并对螺纹部分予以保护。

(3)清除预埋件上的焊渣和飞溅物、杂物。

3.5.6 操作架搭设

表2 锚栓位置的允许偏差 mm

图5 操作架搭设

4 钢桁架现场安装方案

4.1 吊装顺序

图6 钢桁架拼装示意

(5)考虑到第一榀桁架吊装就位后由于是单榀，形不成框架整体，吊车松钩后可能因外力原因使其整体失稳而侧向偏塌，故在第一榀桁架就位后应先拉设缆风绳(缆风绳用φ16钢丝绳，配套用2个3 t手拉葫芦)后方可脱钩待第二榀桁架安装就位并连接好跨中次钢构件形成整体框架后方可将缆风绳撤掉。特别注意，单榀桁架安装就位后必须当班将跨中次钢构件安装就位确保稳定。

4.2 吊装方法

4.2.1 安装方案

根据屋面钢桁架的起重量和起重高度、起重半径确定采用1台100 t汽车吊车进行②、③、④、⑤轴线上～轴线间和①～轴、～轴线间的屋面钢桁架吊装；采用1台50 t汽车吊车进行其他轴线上屋面钢桁架吊装。

校正后必须将每榀桁架与柱顶连接的螺栓连接牢靠并拉设缆风绳后吊车才能松钩。

4.2.2 钢桁架的安装

(1)钢桁架梁的组装。

考虑到运输原因，所有屋面钢桁架在制作时分成三段(各段长分别为～段26 m、～段21.5 m、～段20.5 m)，运输至现场后须进行桁架二次组对，不论采用何种安装方案，桁架梁现场二次组装都不可缺少，桁架梁二次组装用50 t汽车吊配合上下车及组对、翻面。

(2)吊点的选择。

每段屋面钢桁架吊装采用1台100 t或50 t的吊车吊装，设4个吊点，吊点位置设在每段屋面钢桁架节点位置(约有200 mm偏移)，由于桁架上弦有坡度，故桁架重心不在中心位置，若要就桁架的节点位置绑扎吊点，将不能保证桁架的吊装水平，为保证桁架吊装时水平，需在同一侧的2个吊点的钢丝绳中间各加设一个5 t的手动葫芦，对水平进行微调，便于安装就位(图7～图9)。

图7 ～、～屋面钢桁架跨处吊装示意

图8 ～屋面钢桁架跨中吊装示意

图9 ～屋面钢桁架跨中吊装示意

(3)钢桁架的吊装。

安装质量从柱顶预埋螺栓开始控制，采用钢垫板调节桁架梁标高，垫铁设置12组，每组垫铁不应多于5块，确保钢桁架支承标高控制在+2 以内，倾斜度偏差不超过1 %。

测量放线(放出轴线、标高)。

准备工作完成后即可进行钢桁架的吊装。吊装时，须确保桁架梁的垂直度、标高，尤其是单片桁架梁的稳定性，缆风绳的设置，桁架之间的临时稳定措施必须按方案设置。只有形成整体单元后才能将缆风及临时稳定措施拆除。吊装时应在钢丝绳与梁的棱角接触处垫上包角，为了保证施工人员的安全，每榀桁架梁安装完后应设安全绳(采用φ11钢丝绳),角钢L50×5，两榀桁架间拉设安全网。

(4)钢桁架的校正。

钢屋架构件运到现场，应先检查构件的几何尺寸，并每一榀进行预拼装，尺寸合格后再单片进行吊装。钢屋架在吊装位置就位后应先确定钢丝绳的绑扎位置，并需要进行多次试吊，试吊时吊车起吊一定要缓慢上升，做到各吊点位置受力均匀并以钢屋架不变形为最佳状态，达到要求后即进行吊升旋转到设计位置，再由人工在地面拉动预先布置在大梁上的揽风绳，揽风绳共计布置4根，两边各两根，单片钢屋架就位后临时用揽风绳固定。

每两榀之间的系杆、水平支撑安装后就可进行大梁的校正，校正采用手拉葫芦进行校正，局部变形较大处可用火焰校正。

轴线垂直度的校正：轴线主要是对桁架梁作水平方向的移动，可用撬棍、钢楔、千斤顶辅助进行，即可用线锤进行控制，也可用经纬仪进行控制。

5 屋面钢桁架吊装质量保证措施

5.1 设置工序质量控制点

5.1.1 钢构件安装关键控制点的保证措施

(1)用精度高的测量仪器定位，确保钢桁架、钢梁的安装符合规范要求。

(2)边跨钢桁架先吊装，再吊中跨进行钢桁架拼接。

(3)强调钢桁架、钢梁安装的对称性。

(4)强调钢桁架、钢梁安装时，对钢桁架、钢梁位移、标高进行跟踪观察。

5.1.2 保证钢桁架、钢梁现场安装精度

(1)派人驻厂参与制作管理，发现问题及时解决。

(2)与设计、制作一起讨论各种构件连接节点部位并做应力应变测试，便于操作者控制变形。

5.2 钢结构安装必须遵循的质量原则

(1)施工前技术人员应熟悉施工图和有关技术资料，熟悉工程，了解施工及验收标准编制专业施工方案。

(2)熟悉土建工艺,及时掌握土建施工进度。

(3)施工完毕后应进行自检，并填写施工自检及纪要、明细图。

(4)开工前技术人员应对班组进行认真细致的交底，掌握施工要点，为保证安装质量打好基础。

(5)从施工准备到竣工投入运行的整个施工过程中，每一步骤都必须严格把关，切实保证质量，人员严格按规程要求操作，同时质量体系加强监督检查，保证每一环节的质量。

(6)在施工中贯彻施工规范、规程和评定标准及监理方现场指导，技术人员的书面技术要求，并要按图纸施工。

(7)对构件的焊接，焊工必须进行复核，取得合格证的焊工方可上岗操作。

(8)进行工序交接工作，上道工序结束，对下道工序应建立交接制度，首先由上道工序人员进行交底，下道工序发现上道工序不合格者，有权拒绝施工，在上级部门对此核实前，应保证下道工序的正常要求，以证实后责令上道工序修正合格后方能进行下道工序的施工。

5.3 其他质量控制措施

(1)严格按设计要求进行焊缝尺寸控制，不任意加大或缩小焊缝的厚度和高度。

(2)采用小热输入量，小焊道，多层焊接方法，以减小收缩量。

(3)拼装焊接时构件预留收缩其余量，分段分块矫正构件，控制好拼装块的焊接变形。

(4)拼装焊接时，实施多人对称反向焊接，最大限度减少焊接变形。