空间异型管桁架空中散装施工工法

付志英

1.宁夏第二建筑有限公司

2.身份证号6401031969****1834

空间异型管桁架空中散装施工工法

付志英1,2

1.宁夏第二建筑有限公司

2.身份证号6401031969****1834

空间异形管桁架结构以其具有造型美观、结构稳定性好、刚度大等独特的优势日益受到人们的青睐，被越来越广泛地应用于体育场馆、影院、会展中心等大型公建中。

异型管桁架；takela建模；空中散装

1 引言

以银川舰纪念馆（观景廊）建设工程为例，该工程上部结构为空间异形管桁架结构。采用本工法安装解决了管桁架结构复杂，分片组装难度大等技术问题。降低了施工难度、保证了安全、质量提高了工效，取得了显著的技术效益、经济效益和社会效益，极具推广应用价值。

2 特点

本工法将管桁架所有的杆件运至施工现场，根据takela软件技术建模图纸，将配合安装脚手架进行稳定性计算，搭设成空中散装胎架。从底部分层分段安装。对安装设备的要求，降低了安装大型设备进出场费用及大型设备场地处理费用，降低了地面组装胎架制作费用。施工空中一次性安装到位，减少了二次安装的工作量，提高了工作效率，保证了安装质量，节约了工期。将所有构件工作量投入工厂加工，形成标准化、工厂化，节约施工场地，利于推广。

3 工艺原理

本工法用takela技术建模，在工厂进行生产加工杆件，现场搭设施工脚手架兼拼装胎架，用起重机械安装杆件，高空作业组装杆件完成异形管桁架空中散装的施工工艺。

4 工艺流程及操作要点

管桁架结构二次深化takela软件技术建模→杆件加工→复测混凝土结构柱顶埋件坐标、高程→空中散装胎架搭设→桁架主、次弦杆安装→腹杆安装→焊接→胎架卸荷拆除。

4.1 管桁架结构二次深化takela软件技术建模

根据原设计图纸对管桁架结构二次深化takela软件技术建模，深化必须考虑原设计意图，确保结构安全，管桁架建模，标注出所有杆件的坐标、高程、弧度同时编码利于加工和安装，建模图纸必须提交原设计单位审核确认，建模图纸是生产厂家杆件加工和现场拼装的施工依据。

4.2 空中散装胎架搭设

根据管桁架建模图纸每根杆件坐标位置，用全站仪测量确定脚手架胎架搭设时主、次弦杆的空间坐标、高程的位置。拼装胎架是保证拼装精度、减少积累误差、防止结构下沉、实现安全生产的重要技术措施。拼装胎架的设计、选材、搭设、验收、使用和维护等技术环节要严格把关。拼装胎架采用扣件式钢管脚手架搭设，其施工层作业面用脚手板。搭设拼装胎架时，胎架上的支撑点的位置应设在主、次弦杆节点处或支座处。胎架应验算承载力和稳定性，必要时可进行试压，以确保安全可靠。采用扣件式钢管脚手架做拼装胎架，其结构形式应根据工作位置、荷载大小、荷载性质、支架高度、场地条件等因素决定。拼装胎架立杆、横杆间距必须符合方案要求。

4.3 管桁架主、次弦杆安装

4.3.1 根据建筑结构对称分成两个施工段，每个施工段两台吊机。一台安装主、次弦杆，一台安装腹杆。空中散装在外围采用4台25吨汽车吊进行安装，站位于构筑物均分，保证每台吊车起吊无吊装死角，互不干扰，无安全隐患。

4.3.2 根据建模图纸，按照吊装顺序验收安装的主，次弦杆规格、尺寸、编号无误后按照排序做好安装准备工作。根据结构设计标高最低点对称安装主、次弦杆。逐根安装主、次弦杆在搭设好的胎架上固定就位后，全站仪根据现场坐标控制点复核每根主、次弦杆接头部位的坐标、高程，每根弦杆复核不少于3个点，以确保杆件的坡度、弧度，无误后焊接构成封闭的圆。

4.3.3 主、次弦杆各有四个空间高度不断变化的椭圆组成，随桁架结构坡度的变化，组装胎架根据主、次弦杆的高程搭设，做好上层主、次弦杆安装的工作。安装上层主、次弦杆时下层在主节点处腹杆根据坐标必须安装完，验收合格，确保结构稳定。按照此顺序逐一安装完主、次弦杆至结构合拢。结构合拢后用全站仪对每根主、次弦杆的接头二次复核坐标、高程确保安装质量。

4.4 腹杆的安装

按照吊装顺序验收安装腹杆规格、尺寸、编号无误后按照排序做好安装准备工作。主次弦杆安装结束一个工作面，安装管桁架腹杆，腹杆安装时从中间向两边进行安装，以便控制装配积累误差。腹杆的位置按照建模图纸用全站仪将每根杆件坐标、高程定位在主、次弦杆上。按照顺序逐一安装至腹杆合拢，装配腹杆对腹杆接头定位焊时，不得少于4点，每点的长度40mm以上有足够的强度支撑腹杆重量。

4.5 管桁架焊接

4.5.1 管桁架组装完成后，再进行全方位焊接前，先进行自检管桁架拼装节点位置的坐标、高程、轴线位置及桁架节点之间的间距，自检合格后，交付专职质检人员检查，再交监理验收，验收合格后，才能焊接。

4.5.2 管桁架腹杆与弦杆的连接采用相贯节点，主管贯通，支管端部应采用自动切管机精确切割成相贯线切口，支管壁厚大于等于6mm应切坡口，支管壁厚小于等于6mm时，可不切坡口。不得采用人工修补的方法修正切割完的支管。

4.5.3 相贯焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡。焊缝的质量等级：主、次桁架的对接焊缝为全熔透焊缝一级焊缝，焊缝探伤检测比列100%。腹杆与主、次桁架角焊缝和部分熔透焊缝为二级焊缝，焊缝探伤检测比列20%。其他焊缝为三级焊缝。

4.5 管桁架结构卸荷

管桁架卸载过程是使整体管桁架缓慢协同空间受力的过程，过程中管桁架结构发生较大的内力重分布，并逐渐过渡到设计状态。因此，管桁架卸载是拆除临时支座，荷载转移过程。在荷载转移过程中，必须遵循“变形协调、卸载均衡”的原则。不然可能造成临时支撑超荷失稳，或管桁架结构局部甚至整体受损。卸载过程中要精心组织、精心施工，编制专门的责任制，设总指挥和分指挥分区把关。整个卸载过程中在总指挥统一指挥下进行工作。操作人员要明确岗位职责，上岗后按指定位置对号入座。

5 工程效益

5.1 经济效益

空间异形管桁架空中散装施工工法，降低了安装大型设备的要求，降低了安装大型设备进出场费用，降低了大型设备场地处理费用及地面组装胎架制作费用，经济效益明显。

5.2 社会效益

空间异形管桁架空中散装施工工法，大量结构杆件工厂化，节约了施工场地，为今后同类型结构的施工安装提供了很好的方法和成功经验。

空间异形管桁架空中散装施工工法的应用，实现了设计意图，能够保证主体结构的质量、安全、工期、降低了成本。

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.094