焦挺，蔣衛(wèi)民

(浙江省建工集團(tuán)有限責(zé)任公司，浙江 杭州 310012)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，建筑基礎(chǔ)設(shè)施的興建日益增多，大跨度鋼結(jié)構(gòu)體系在大型建筑中采用，尤其是在大跨度的鋼結(jié)構(gòu)廠房中應(yīng)用較廣泛。大跨度鋼屋架一方面可以提供因設(shè)備工藝要求必需的跨度要求，另一方面可以實(shí)現(xiàn)大空間結(jié)構(gòu)節(jié)省工程造價(jià)，因而在廠房建設(shè)中選用了大跨度的鋼結(jié)構(gòu)。

1 工程概況

彩虹（合肥）光伏玻璃項(xiàng)目1號(hào)主廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，屋面為梯形屋架輕鋼結(jié)構(gòu)，雙層壓型保溫鋼板，1號(hào)主廠房的2號(hào)標(biāo)段廠房建筑總長(zhǎng)約262.40m，跨度60m，建筑層數(shù)為2層（局部有夾層），最高處屋面標(biāo)高為25.275m，屋架下弦標(biāo)高為21.30m。共有52榀大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋架，其中61.5m梯形屋架34榀，最重的一榀WJ-9（圖1）梯形屋架重14.872 t。屋架上下弦桿采用Q345組合焊接H型鋼，腹桿采用Q235B鋼管，連接板采用Q345鋼，梯形屋架上弦H型鋼H×B×tw×tf=250×300×8×16、200×150×6×8等2種規(guī)格型鋼，下弦桿H型鋼H×B×tw×tf=250×300×6×14，腹桿主要為Ф180×6、Ф140×5、Ф114×5等3種規(guī)格鋼管。

2 施工特點(diǎn)

大跨度的梯形鋼屋架受到運(yùn)輸車輛及行駛道路的限制，無(wú)法在鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)加工廠家制作拼裝后整體運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，只能在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大跨度梯形鋼屋架的拼裝，根據(jù)設(shè)計(jì)要求結(jié)合計(jì)算機(jī)虛擬防真施工技術(shù)設(shè)定屋架弦桿的起拱值，將鋼屋架分段劃分成制作單元，加工制作預(yù)拼裝，檢驗(yàn)合格后出廠運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行屋架的拼裝。梯形鋼屋架主要為平面組合桁架，屋面桁架矢高大約2.0m～4.05m，高度較高，桁架構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的焊接質(zhì)量以及現(xiàn)場(chǎng)安裝精度，是屋架拼裝施工的關(guān)鍵。梯形屋架采用兩次拼裝施工技術(shù)，一次拼裝：對(duì)梯形鋼屋架在拼裝場(chǎng)地進(jìn)行整體預(yù)拼裝，然后對(duì)稱分成7段，最端頭的2段長(zhǎng)度為10.75m，剩余5段的長(zhǎng)度均為8m，將這7段依次在地面進(jìn)行臥式拼裝；二次拼裝：將梯形屋架的七段分段單位，吊運(yùn)至混凝土支墩進(jìn)行立式整體拼裝，組裝成梯形屋架。

根據(jù)屋架總體拼裝方案，梯形鋼屋架拼裝工藝主要為分段組裝和整體拼裝，由于梯形鋼屋架構(gòu)件跨度較大，最大跨度達(dá)61.5m，所以預(yù)拼裝要求有足夠?qū)挸ǖ钠囱b場(chǎng)地。

3 拼裝前準(zhǔn)備工作

3.1 拼裝場(chǎng)地

大跨度梯形鋼屋架拼裝場(chǎng)地需滿足平整度、承載力要求，保證拼裝過(guò)程中施工精度滿足設(shè)計(jì)及施工驗(yàn)收規(guī)范要求，同時(shí)考慮現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸線路及吊裝的便利，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置100m×50m的拼裝場(chǎng)地。拼裝場(chǎng)地劃分為一次拼裝區(qū)域和二次拼裝區(qū)域；一次拼裝區(qū)域基層土碾壓夯實(shí)，采用200mm厚的現(xiàn)澆混凝土隨搗隨抹面層找平；二次拼裝區(qū)域基層土碾壓夯實(shí)，鋪設(shè)天然砂石級(jí)配料，然后澆筑8條長(zhǎng)15m的200mm×200mm混凝土支墩，作為二次拼裝的受力支撐點(diǎn)。

拼裝場(chǎng)地首先進(jìn)行基層的土碾壓夯實(shí)，然后澆筑一次拼裝場(chǎng)地的現(xiàn)澆混凝土面層和二次拼裝場(chǎng)地的現(xiàn)澆混凝土支墩，混凝土支墩面用水泥砂漿進(jìn)行找平，找平后的標(biāo)高應(yīng)結(jié)合鋼屋架二次拼裝和屋架安裝起拱度標(biāo)高來(lái)確定，通過(guò)混凝土支墩的標(biāo)高來(lái)確定梯形鋼屋架的拼裝水平垂直度。

3.2 拼裝設(shè)備

梯形鋼屋架的一次分段拼裝采用“臥式拼裝”，然后翻身起吊至二次拼裝場(chǎng)地整體“立式拼裝”，選用的機(jī)械設(shè)備應(yīng)滿足不同階段拼裝施工的需求。門式起重機(jī)具有場(chǎng)地利用率高、作業(yè)范圍廣的特點(diǎn)，輪胎式起重機(jī)具有作業(yè)范圍廣、起重量大的優(yōu)點(diǎn)，因而選用門式起重機(jī)吊裝構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)一次拼裝，輪胎式起重機(jī)進(jìn)行二次整體拼裝。

4 梯形屋架拼裝技術(shù)措施

4.1 拼裝工藝流程

施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)深化→工廠構(gòu)件加工→工廠內(nèi)預(yù)拼裝→構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)→施工現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝→一次分段拼裝→二次整體拼裝。

拼裝設(shè)備主要清單表 表1

4.2 一次分段拼裝

將梯形屋架構(gòu)件在加工廠家驗(yàn)收合格，依次運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的拼裝場(chǎng)地，在一次拼裝場(chǎng)地上地面上彈線定位，定出梯形屋架的整體胎膜架，對(duì)梯形屋架先整體臥式預(yù)拼裝，控制拼裝尺寸和弦桿起拱值。每段梯形屋架的上、下弦桿之間采用高強(qiáng)螺栓連接(圖2)，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙和整體預(yù)拼裝尺寸位置，在鋼屋架拼裝構(gòu)件上編號(hào)，檢查上下弦桿連接的高強(qiáng)螺栓及夾板，然后分段臥式拼裝。

所有進(jìn)場(chǎng)拼裝的構(gòu)件制作完成后經(jīng)檢驗(yàn)合格，按整體預(yù)拼裝的順序由屋架一端向另一端分段拼裝，先吊上下弦桿，確保中心線、水平度以及端面垂直度，然后安裝屋架的腹桿。上下弦桿位置固定，然后從中心開始逐根安裝腹桿，安裝時(shí)應(yīng)注意對(duì)稱，先拼裝分段中間處腹桿，然后向兩邊擴(kuò)展，拼裝中桿件應(yīng)按施工圖控制尺寸，各桿件處于自由狀態(tài)，在拼裝過(guò)程中不得對(duì)構(gòu)件進(jìn)行切割、捶擊，不允許腹桿受力時(shí)強(qiáng)制固定。腹桿在調(diào)整過(guò)程中逐步就位，調(diào)整腹桿每個(gè)節(jié)點(diǎn)至準(zhǔn)確位置后進(jìn)行點(diǎn)焊固定，待點(diǎn)焊定位節(jié)點(diǎn)復(fù)核，經(jīng)檢查合格后再進(jìn)行正式的焊接。屋架上、下弦桿之間的連接焊接采用E50型焊條，腹桿與弦桿之間的連接焊接采用E43型焊條，從屋架的中間向兩邊進(jìn)行焊接，并采用對(duì)稱焊接。

屋架拼裝時(shí)采用的計(jì)量器具校驗(yàn)合格，保證構(gòu)件尺寸檢驗(yàn)的定位準(zhǔn)確。腹桿與弦桿焊接完成后，進(jìn)行焊縫的質(zhì)量檢查，合格后對(duì)構(gòu)件進(jìn)行表面除銹清理，然后噴涂底漆，地面拼裝應(yīng)防止噴涂后構(gòu)件淋雨。

4.3 二次整體拼裝

依次完成整榀屋架的分段一次拼裝后，用輪胎式起重機(jī)在一次拼裝場(chǎng)地上起吊翻身，然后吊運(yùn)至二次拼裝場(chǎng)地，按照梯形屋架從中間到兩邊的順利，依次從第一段開始對(duì)稱拼裝（圖3）。

先將梯形屋架第一段吊運(yùn)至混凝土支墩上，調(diào)整好位置和標(biāo)高，豎向掛線錘控制屋架的垂直度，水平向拉細(xì)鋼絲控制中心位置，然后用角鋼支架固定第一段屋架，兩側(cè)用三角形角鋼支架斜撐撐牢，梯形屋架第一段在拼裝支墩上用支架固定牢固，緩慢松開起吊鋼絲繩，開始組裝梯形屋架第二段。梯形屋架第二段起吊至接近安裝混凝土支墩時(shí)，應(yīng)緩慢下落，拉住起吊旋轉(zhuǎn)拉繩靠近屋架第一段，先將屋架下弦桿的連接高強(qiáng)螺栓固定，再固定屋架上弦桿的連接高強(qiáng)螺栓，調(diào)整好第二段屋架的位置和標(biāo)高以及與第一段屋架相對(duì)位置，對(duì)稱擰緊高強(qiáng)螺栓，將屋架的上、下弦桿固定。屋架上、下弦桿高強(qiáng)螺栓擰緊固定后，焊接屋架第一段與第二段之間的連接腹桿，焊接腹桿時(shí)先調(diào)整好腹桿的位置，檢查驗(yàn)收腹桿位置點(diǎn)焊固定，然后對(duì)稱焊接腹桿與上、下弦桿的節(jié)點(diǎn)，焊接完成后檢查驗(yàn)收焊接的焊縫質(zhì)量，符合要求后采用角鋼支架斜撐固定，松開起吊鋼絲繩，涂刷焊接節(jié)點(diǎn)鋼構(gòu)件涂料，并補(bǔ)刷屋架構(gòu)件損壞部位的涂料。

按照從第二段至第七段的施工順序，依次完成整榀梯形屋架的現(xiàn)場(chǎng)拼裝。在拼裝第二榀梯形屋架時(shí)，與第一榀梯形屋架之間采用角鋼支撐連接固定牢固。

4.4 拼裝技術(shù)要求

拼裝場(chǎng)地選擇在現(xiàn)場(chǎng)安裝區(qū)域附近，拼裝場(chǎng)地進(jìn)行平整保證有足夠的承載力。單榀屋架制作質(zhì)量合格后進(jìn)行整體拼裝，拼裝測(cè)量遵循“整體到局部，先控制后施工”的原則，將梯形屋架節(jié)點(diǎn)位置投測(cè)到拼裝場(chǎng)地的地面上，在地面上定好位后施工，地面一次拼裝全部構(gòu)件后點(diǎn)焊固定，經(jīng)尺寸位置檢查驗(yàn)收后再進(jìn)行正式的焊接，從屋架分段中間部位向兩邊焊接。腹桿與上、下弦桿連接位置，焊后認(rèn)真除去飛濺與焊渣，對(duì)外觀幾何尺寸進(jìn)行檢查，不得有低凹、焊瘤、喚邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷存在。

5 結(jié) 語(yǔ)

61.5 m大跨度梯形鋼屋架采用一次“臥式拼裝”和二次“立式拼裝”的兩次拼裝施工技術(shù)，為屋架的吊裝創(chuàng)造了條件：①一次拼裝中的整體屋架預(yù)拼裝，是屋架起拱度和尺寸節(jié)點(diǎn)控制的關(guān)鍵，地面定位胎膜架的設(shè)置應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；②二次拼裝的混凝土支墩尺寸標(biāo)高，是控制整榀梯形屋架的基礎(chǔ)，與屋架預(yù)拼裝的節(jié)點(diǎn)位置緊密相連；③大跨度梯形屋架的拼裝與后續(xù)的吊裝方案需綜合考慮，控制好施工精度和變形量。

[1]建筑施工手冊(cè)編寫組.建筑施工手冊(cè)（第四版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2003.

[2]王念念.雙向正交魚腹式鋼桁架拼裝施工技術(shù)[J].建筑技術(shù),2008(6).