屋面桁架钢构悬挑式大跨度钢桁架无胎架吊装方法
——东南国际航运中心总部大厦（37#地块）C座

朱智鹏

厦门海投建设监理咨询有限公司（361000）

屋面桁架钢构悬挑式大跨度钢桁架无胎架吊装方法
——东南国际航运中心总部大厦（37#地块）C座

朱智鹏

厦门海投建设监理咨询有限公司（361000）

东南国际航运中心总部大厦（37#地块）CD座项目C座屋面钢桁架结构最大悬挑长度20 m，现场场地受限，胎架搭设难度大，无法使用大型吊装设备。文章介绍了一种在有限施工条件下的钢桁架无胎架吊装方法，从而解决了受限场地无法搭设胎架及使用大型吊装设备的问题,并有效地控制了钢桁架安装过程中的安全、质量、进度和成本。

悬挑式；大跨度；钢桁架；吊装

1 工程概况

东南国际航运中心总部大厦（37#地块）CD座位于厦门市海沧新区，西邻海沧湖，东临海沧大道。其中，C座为小型会展中心，D座为五星级酒店及配套用房，地下二层为车库，总建筑面积约13.2万m2。

本文所介绍的悬挑式大跨度钢桁架位于C座屋面，悬挑钢桁架均为钢方管，弦杆最大截面为350 mm×350 mm×10 mm，腹杆最大截面尺寸为250 mm×250 mm×10 mm，拉杆最大截面尺寸为250 mm×250 mm×10 mm，屋面西侧檐口标高范围为20.359～23.259 m，屋面东侧檐口标高范围为21.126～35.416 m（如图1所示）。

图1 C座屋面立面图

2 施工方案选择对比

钢桁架建筑功能为C座会展中心的屋面结构。西侧为海沧内湖，东侧为会展建筑下沉庭院，根据现场实际情况，胎架及大型吊装设备布设难度大。结合工程特点与施工环境，经过多次专题会研究筛选出3种方案，并从中选出最优方案作为实施方案。

1）整体吊装

整体思路:在现场的临时加工厂内将桁架拼装成整体然后起吊，要求吊车起重量大，并且有良好的站位条件。

施工难点:由于四周环境限制，吊车没有架设位置。

2）分段吊装

整体思路:在悬挑端下方搭设胎架，将分段桁架吊至胎架上再对接为整体。

施工难点:钢桁架最低檐口高度20 m，最高檐口高度35 m,且一侧为内湖，一侧为下沉式庭院，胎架最高高度将超过35 m，胎架搭设数量和难度较大。

3）无胎架吊装

整体思路:根据塔吊起重能力，在不影响结构稳定的条件下于地面拼装钢桁架时预留一部分腹杆不装，吊装前在钢桁架固定端的钢柱上加装临时支撑及连接板分别临时固定钢桁架的上下弦，钢桁架吊装固定后补杆。

施工难点:钢桁架吊装后因自重将产生下挠，挠度变形控制难度较大，钢桁架存在倾角，起吊需控制角度。

无胎架吊装法是利用钢桁架固定端的钢柱在工厂制作时预留的临时连接措施在吊装时固定钢桁架，没有胎架的使用，同时，采用补杆的方式利用塔吊吊装，解决了现场不能使用大型吊装设备的难题。保证了施工质量，又保证了较高的施工工效，并且施工过程安全性较高,有效控制了施工成本，是最优方案。

3 施工流程

桁架由塔吊吊至安装位置后，测量人员根据定位轴线引测下弦杆标高，将下弦杆的标高及定位尺寸误差调整在控制范围内，并采用倒链配合塔吊对桁架位置进行微调，待定位吻合后用临时支撑措施将钢桁架位置锁定，然后两名焊工分两步同时对称焊接，焊接完成后塔吊解绑（约1 h）进入下一步吊装工序 （钢桁架最大截面口350 mm×350 mm×10 mm，根据《钢结构焊接规范》（GB 50661—2011）计算可知每个接头焊缝重约0.9 kg，每榀桁架4个接头焊接量总计3.6 kg，1个焊工每班 （按8 h计）可焊20 kg焊丝,每榀桁架2个焊工同时施焊，则焊接时间为 3.6÷2÷(20÷8)=0.72 h 即 43 min）。

悬挑钢桁架吊装流程如下:

1）将桁架整体起吊至待安装位置。

2）用临时措施进行固定，测量校正后电焊工进行焊接。

3）用临时措施进行固定，测量校正后电焊工进行焊接（如图2所示）。

图2 悬挑钢桁架

根据上述步骤将钢桁架依次吊装并形成稳定体系（如图3所示）。

图3 形成稳定体系

4 施工过程要点分析

4.1 悬挑端吊装固定

钢桁架固定端的钢柱在工厂制作时预留了临时连接措施，包括安装马板、带孔夹板。吊装时利用马板+临时夹板+螺栓的形式进行固定，同时，在悬挑端的外侧可增加一根临时支撑（如图4所示）。

图4 增加的一根临时支撑

4.2 悬挑端位移控制

对于只有一端固接的悬挑端桁架，考虑到其稳定性，可在吊装时利用钢柱与桁架下弦杆之间的竖向斜撑或钢柱与悬挑桁架之间的水平斜撑进行固定。同时，通过Midas/Gen对悬挑钢桁架进行模拟计算分析，在考虑自重、施工载荷、焊接变形情况下，计算悬挑端的位移，除了对悬挑端单独进行位移分析，还需对悬挑端整体位移进行分析，得出计算结果，进一步对标高控制进行修正。在实际施工过程中，将按最不利的工况予以考虑，保证悬挑桁架在安装过程中标高准确符合设计要求。

根据理论负位移调整悬挑桁架安装高度及角度，并在形成稳定体系后对标高控制点位移情况监测和分析，经验收检测桁架的挠度、垂直度及平面弯曲均满足规范要求。

5 结语

东南国际航运中心总部大厦 （37#地块）CD座项目C座屋面悬挑式大跨度钢桁架的施工，应用AutoCAD、midas/Gen等BIM平台软件对本施工方法进行精确建模和施工模拟，依托于BIM软件施工模拟结果的导向性采用无胎架的吊装方法，提高了施工效率，大大减少了高空作业量，增加了施工安全性，质量可控，节省造价，为今后同类型结构的安装提供了可借鉴的方法。

[1]GB 50017-2003钢结构设计规范[S].北京:中国计划出版社，2003.

[2]JGJ7-2010空间网格结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社，2011.

[3]GB 50205-2001北京:钢结构工程施工质量验收规范[S].中国计划出版社，2002.