体艺馆空间管桁架屋盖施工技术及安全管理

王智珺

（福州新榕城市建设发展有限公司，福建福州350000）

0 引言

体艺馆的建设，涉及空间管桁架屋盖的施工，建设中结合其工程结构、空间形态特点，利用空间管桁架施工技术优势，对施工的各个环节做好精密规划与设计，实施全程监测并对施工工艺的合理性进行优化与调整，以达到确保建设质量的目的。现阶段，越来越多体艺馆在建设规划上采用钢结构的空间管桁架屋盖技术，以此来提升体艺馆屋盖工程质量、提高体艺馆运行安全性、延长体艺馆使用周期。本文以福州第一技师学院综合体艺馆为例，对体艺馆空间管桁架屋盖施工技术及安全管理进行介绍。

1 工程概况

福州第一技师学院综合体艺馆项目采用钢筋混凝土框架及屋盖空间管桁架结构体系，其中钢筋混凝土框架整体外形呈矩形，屋盖桁架采用倒三角管，屋盖桁架投影面积长度62.8m，宽49.8m，长轴方向上呈中间高两边低的折线型，短轴方向大致呈直线型。屋盖通过成品支座支撑于下部钢筋混凝土钢柱上。

体艺馆建筑总层数为地上二层，一层是室内篮球场，器材室，乒乓球室以及排烟机房等，二层是器材设备间、办公厅、门厅等。总建筑面积为5451.9m2，建筑基底面积为3821.5m2。该工程屋盖采用大跨度空间管桁架结构体系，最大结构跨度达到56.9m。且体艺馆四周场地狭小，对施工机械的选型和站位存在较大的影响。在施工过程中，如何做好与土建专业的协调工作，如何规划好场地，如何合理利用有限的空间完成桁架施工，是该工程施工的重点及难点。

2 施工准备

2.1 技术准备

根据工程的整体情况，结合施工图纸以及相关的方案做好施工之前的书面技术交底工作，明确好各个部位以及各个细节点的具体做法和要求，做到层层交底，并且需要把书面交底做好存档处理[1]。

2.2 人员准备

选择具有专业资质且有着丰富施工经验的作业团队对现场进行施工，在施工人员进行施工之前，首先需要完成入场的教育工作，尽可能地让整个工程能够按照开工的日期以及相应的劳动需求计划来进行施工，组织好施工人员分批入场。

2.3 材料准备

依据整体的施工进度计划，分阶段提出材料的使用需求计划，安排好材料的进场时间，各种材料在进场之前都需要提交出厂合格证以及相应的资料证明，且主要的一些施工材料还需要完成抽检工作，送检检验合格之后才能够使用，严格把控好材料关。

2.4 起吊机具准备

由于本项目四周场地条件有限，土建塔吊位于结构东侧，无法满足桁架的起吊需求，经研究决定采用1台200T汽车吊在体艺馆球场内吊装屋盖主桁架，主桁架共6榀，每榀分2段进行吊装，采用2台25T汽车吊装主桁架之间的次桁架。

2.5 施工总平面布置

在进行作业前需要检查是否有浅埋地下管线等严重影响施工作业的因素存在。该工程采用200T汽车吊进行吊装，由于吨位较重，对施工场地要求高，施工过程中路基硬化措施必须到位，对于200T汽车吊的进场行走路线、吊装的施工通道应提前规划。现场钢结构构件堆场位置也应进行压实处理，堆场附近还要设置排水沟，不得存在大面积积水现象。为保证结构拼装施工安全可靠，避免沉降，需要对结构拼装场地进行素土夯实并在其上浇筑混凝土面层，局部薄弱部位还要铺设路基箱。

3 主要施工工艺流程

3.1 钢结构现场拼装

（1）桁架的拼装工艺。倒三角桁架拼装在拼装胎架上进行，应选择满足一定强度、稳定性及方便现场拼装的拼装胎架。首先，测量人员在拼装场地内放线，设置好拼装胎架，依次拼装好三角桁架的下弦杆、上弦杆，测量合格后采用临时耳板进行固定，再定位平面腹杆、斜腹杆，测量合格后采用点焊将腹杆和弦杆进行临时固定。

（2）测量、校正。桁架所有杆件都拼装定位后，进行整体和节点测量，保证杆件拼装位置在允许偏差范围内，如有部分杆件超标，应采取修整或调换等措施，以确保现场顺利安装[2]。

3.2 屋盖桁架支座埋件的安装

（1）预埋件进场验收。预埋件进场前需对采购的预埋件应有的出厂合格证书、检验报告、规格、性能等做全面审核，确保预埋件质量和功能符合施工设计规范要求，在审核验收合格后依据预埋件规格整齐存放在施工场地，并做好相应标识，杜绝随处混乱堆放情况发生。

（2）轴线及标高定位。根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的定位，对需进行钢柱预埋锚栓安装的混凝土柱段进行轴线放线定位、标高定位，确定定位板的位置，从而确定锚栓的定位点。

（3）预埋件加固。为保证预埋件安装精度，采用钢板焊接来加固预埋件位置。

（4）安装锚栓，浇筑混凝土。在混凝土浇筑的过程中，要安排人员进行跟踪检查，一旦发现预埋件发生偏移，及时进行校正，确保埋件安装位置的精度。混凝土浇筑完成后，要对埋件进行统一复测，并做好记录，以便构件安装时查验。

3.3 屋盖桁架的吊装施工

（1）吊装机械的站位。由于项目四周场地条件有限，土建塔吊位于结构东侧，结构西面、南面和北面均不具备大型机械行走及吊装站位的条件，需考虑大型机械进入场内球场范围进行施工作业。结构北侧含有大面积的土建看台结构，吊装机械无法站位。结构东、西侧的土建看台考虑在钢结构屋盖安装到位后再进行施工，为钢结构屋盖拼装及吊装提供必要的作业空间。

（2）桁架的吊装施工。主桁架共6榀，采用1台200T汽车吊在体艺楼球场内吊装屋盖主桁架，每榀主桁架分为2段进行吊装，并在5轴混凝土柱顶设置临时支撑架作为桁架实施吊装阶段的支撑，确保分段桁架吊装施工阶段的整体结构始终处于稳定状态。在邻近的两榀桁架吊装结束后，应立即采用25T汽车吊吊装主桁架之间的次桁架，尽快形成稳定体系，次桁架分段为两榀主桁架之间自然分段。根据现场场地条件，钢结构屋盖桁架整体吊装顺序由结构东侧至西侧方向推进。

（3）桁架高空对接安装。分段桁架吊装在安装施工前期需要对分段桁架两端位置悬挂吊篮，吊篮作用是让施工工人可以置于吊篮内对分段桁架做高空对接的安装，确保在高空作业操作的安全。实施钢丝绳绑扎过程中，要依据构件起重量配备相应合理的手拉葫芦安装在吊装钢丝绳上，构件吊起后距离地面1m左右时需要做调平处理，确保吊装构件能顺利安装。构件正式吊装前要做试运行工作，手拉葫芦在调平后要再加置保险钢丝绳，提高吊装操作的安全性。分段吊装段置于指定位置后要做初步的找正工作，拉设缆风绳做临时加固。

（4）桁架吊装吊点的选取。桁架吊装时采用两点捆绑式吊装的方法进行吊装作业，依据分段桁架截取面的几何特点和中心位置找正钢丝绳绑扎点。绑扎位置要尽量处于桁架上弦相连的节点位置，铺垫橡胶块，避免绑扎操作过程中钢丝绳对构件面造成磨损。主桁架第一段分段长度约40m，采用6点吊；第二段长约23m，采用4点吊。

（5）临时支撑架设置。该工程使用的临时支撑为格构式支撑架，采用Q235钢管焊接而成，支撑架通过埋件与混凝土柱连接，并拉设揽风绳，以此确保吊装施工时结构及支撑体系的稳定安全[3]。

（6）桁架的预起拱控制。大跨度屋盖桁架的临时支撑拆除后由于其自重的原因特别是中部位置会产生一定的下挠，为防止屋盖桁架就位后产生过大的挠度而影响整体建筑外观及结构安全，需在桁架拼装过程中采取适当的预起拱控制。

3.4 钢结构的涂装施工

（1）基面的清理。涂装是钢结构工程中必不可少的一个项目，应在钢构件制作质量检验合格后进行。涂刷之前需要清理好涂装的部位，涂装部位不能存在铁锈、油污或其他污染物等。为了确保整个钢结构的涂装质量，对于钢材表面必须要进行全方位的除锈处理，全方位自动喷丸除锈的方法是借助压缩空气的压力，对构件表面进行连续不断的冲击，把构件表面的氧化皮和锈以及附着的一些脏物清除干净，对于涂料基层，其级别要达到Sa2.5级别。

（2）底漆涂装。在进行底漆涂装的过程中，要做到勤沾、短刷，这样做的目的是为了防止刷子粘上太多的漆，导致出现油漆的浪费。第一次进行涂装的时候要确保油漆涂刷方向一致，而且要做到整齐，在前一次的油漆彻底干了之后才能够进行下一层的涂刷，并且后一次涂刷方向应和前面一次保持垂直，做到每道工序严格受控。涂刷结束后要重新标注好构件上面所对应的编号，对于一些重要的零件以及主要的部位需要进行特殊标注。

（3）面漆涂装。面漆涂装之前需要调制好面漆，确保面漆的颜色一致，稀稠适中，不能出现流坠的情况，并且在涂刷之前应充分地搅拌，使其色泽均匀。在涂刷垂直面位置时，最后一层涂刷需要从上向下操作；水平位置时，最后一层涂刷要依照光线照射方向操作。

4 安全管理

4.1 强化安全施工意识

项目管理人员可以建立一个有效的奖惩制度，一旦在施工时出现了安全事故，就必须针对造成事故的直接责任人以及领导，根据所承担责任的大小给予相应的处罚；若在施工过程中未出现安全事故，那么也要对相关的施工人员进行奖励，这种奖惩制度的实施对于激发施工人员树立安全生产意识有着非常重要的意义。

4.2 钢结构施工安全管理

该工程施工工序复杂多样，主要工序包括地面拼装、桁架吊装以及后补杆件的吊装施工等，在各个安全控制区设置专职的安全员，由安全负责人统一领导，将安全责任落实到每一个施工人员。

（1）吊装机械防护。因该工程使用大型的吊装机械（如200T汽车吊），吊装机械吊臂较高，为保证施工安全，所有大型吊机的吊臂顶应设置夜间障碍指示灯。

（2）焊接机械防护。此次实施的工程施工安装环节存在较多的高空焊接操作，为保障高空焊接作业时的质量要求，在焊接机械应用上要采用气体保护焊操作。

（3）焊接人员防护。在高空焊接阶段为保障施工人员安全，避免出现强烈光线照射对眼睛造成损伤，高空焊接施工人员要有安全防护意识，佩戴符合防护要求的护目镜，同时穿戴专业焊接人员防护服等设备。

（4）安全网、安全扶手绳的挂设。屋盖桁架分段吊装前，在钢结构下部位置先挂设一层安全网，保障高空施工人员的安全。屋盖桁架结构施工时，在桁架上下弦上方1.2m处设置两道安全扶手绳即生命线，作业人员进行平网挂设、洞口临边防护及杆件焊接作业时，可将安全带挂设在生命线上[4]。

4.3 起重吊装安全管理

（1）起重设备安全控制。汽车吊力矩限制器、保险装置、卡环等需要具有安全可靠性，钢丝绳、滑轮要符合规范要求。在起吊前要做试运行，发现不灵活等问题要及时维修，避免在运行期间发生安全事故。该工程采用的是200T汽车吊，因吨位较重，汽车吊作业前需将四个支腿都伸出，为防止作业时支腿下沉可在其下放置垫木。

（2）吊装作业安全控制。吊装的构件应绑扎牢固，吊运的速度应平缓不应过快，不得在高空中停留过长时间，防止构件从高空脱落。正式吊装前必须进行试吊，各项检查都合格后方可起吊。

4.4 高空作业安全管理

高空作业属于特种作业，故从事高空作业的人员一定要做到持证上岗。高空作业时，严禁抛扔材料及工具。立体交叉作业时，上下层的作业人员要及时进行沟通，做好防坠落的措施，防止发生意外。遇到如大风天气时，立即停止高空作业，雨雪天做好防滑防护措施。

5 结束语

本文主要针对体艺馆空间管桁架屋盖的施工技术和安全管理进行了相关的解析，不难看出其技术的复杂性和很高的专业性。因此在施工之前一定要做好相关的准备工作和技术交底工作，并在施工过程当中，根据施工质量标准及要求对施工技术进行控制。