曹文斌 卜科彪 陳文永

摘 要 針對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架施工難點(diǎn)，通過(guò)研究提出鋼構(gòu)件的制作、彎曲、坡口的加工全部在工廠進(jìn)行，既保證構(gòu)件加工精度又解決了構(gòu)件運(yùn)輸難題;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)臨時(shí)組合支撐胎架拼裝平臺(tái)，構(gòu)件在拼裝平臺(tái)上拼裝成整體結(jié)構(gòu)，減少高空作業(yè)，降低事故風(fēng)險(xiǎn);最后利用雙機(jī)抬吊技術(shù)成功將桁架整體吊裝到指定位置，取得了社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

關(guān)鍵詞 大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架;構(gòu)件制作;胎架;桁架拼裝;雙機(jī)抬吊

前言

北京環(huán)球主題公園位于北京市東南，通州新城南部，文化旅游區(qū)范圍之內(nèi)，其中114劇院工程中，采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架，最大跨度43.34m，單片桁架最重74.41噸，通過(guò)運(yùn)用本技術(shù)在施工中節(jié)省了工期，保證了質(zhì)量，創(chuàng)造了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

1施工工藝流程

加工廠預(yù)拼裝→構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)→構(gòu)件精度復(fù)測(cè)→地面放線→胎架定位拼裝→桁架拼裝焊接→檢測(cè)及補(bǔ)漆作業(yè)→雙機(jī)抬吊桁架吊裝→桁架測(cè)量校正→桁架焊接固定→卸載前檢查及檢測(cè)→整體多級(jí)卸載→拆除臨時(shí)組合支撐胎架。

2施工要點(diǎn)

2.1 構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)與復(fù)測(cè)

鋼構(gòu)件的制作、彎曲、坡口的加工全部在工廠進(jìn)行[1]，既保證構(gòu)件加工精度又解決了構(gòu)件運(yùn)輸?shù)碾y題，節(jié)約成本。成品構(gòu)件要有質(zhì)量合格證，并按規(guī)定進(jìn)行規(guī)格、尺寸以及外觀等項(xiàng)目檢查驗(yàn)收。對(duì)于超差或變形的構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行修理和矯正。構(gòu)件的矯正可采用火焰矯正的方法進(jìn)行，火焰矯正的加熱溫度應(yīng)根據(jù)鋼材性能選定，但不得超過(guò)900℃，在加熱矯正后應(yīng)緩慢冷卻。

2.2 拼裝胎架的制作與測(cè)量

拼裝胎架的制作應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖紙進(jìn)行，本項(xiàng)目中胎架支設(shè)在114場(chǎng)內(nèi)桁架下方，標(biāo)高為-2.500的靜壓箱底板上。胎架高度為1m，胎架柱采用工字鋼I18，縱向梁為連續(xù)梁，尺寸為I25a，橫向梁均為接梁，尺寸為I18.材質(zhì)均為Q235B。通過(guò)和周?chē)Y(jié)構(gòu)柱相連，滿足胎架的整體穩(wěn)定性。

2.3 桁架的拼裝作業(yè)要點(diǎn)

（1）在拼裝前，拼裝人員必須熟悉施工圖、制作拼裝工藝及有關(guān)技術(shù)文件的要求，并檢查零部件的外觀、材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量及胎架模板的位置、角度等情況，復(fù)測(cè)無(wú)誤后方可施工。

（2）拼裝焊縫的連接接觸面及沿邊緣30～50mm范圍內(nèi)的鐵銹、毛刺、污垢等必須在拼裝前清除干凈。

（3）拼裝時(shí)，因桁架整體跨度大，整體結(jié)構(gòu)較柔，拼裝時(shí)在桁架上下弦桿設(shè)置監(jiān)測(cè)測(cè)量點(diǎn)，利用全站儀全程監(jiān)控，保證整體桁架的連接節(jié)點(diǎn)的空間定位準(zhǔn)確。

（4）胎架在使用前要有專(zhuān)檢人員進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)變形或偏差應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾正。

2.4 桁架雙機(jī)抬吊

（1）“雙機(jī)抬吊技術(shù)”要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格縝密的計(jì)算，選擇經(jīng)濟(jì)合理并滿足吊裝需求的吊裝設(shè)備，在吊裝前應(yīng)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)及檢查，不可讓機(jī)械設(shè)備帶病作業(yè)或超期作業(yè)。

（2）大跨度桁架因其跨度大，所以往往整榀桁架的柔性較高，吊裝時(shí)必須事前計(jì)劃好吊車(chē)的站位及行走路線，不可盲目起吊，避免2次吊裝對(duì)桁架整體的精度造成變形或偏位。

本項(xiàng)目中屋面桁架T1重74.4t，采用雙機(jī)起吊的方式，按照吊裝規(guī)程每臺(tái)吊車(chē)載荷不能超過(guò)額定載荷的75%，得到需要的額定起重載荷為74.4/0.75/2×1.3=64.5t。選用500噸汽車(chē)吊，幅度為22米，臂長(zhǎng)為42.1米，起重量為67噸，滿足吊裝的要求。

（3）吊索選擇。用6×37+1鋼絲繩制作成8股頭吊索，在吊索與桁架桿件接觸部位加設(shè)圓弧形護(hù)角，屋面桁架采用2臺(tái)起重機(jī)起吊，桁架最重74.4t，單車(chē)負(fù)載37.2t，選用4根吊索吊裝，吊索與鉛垂線夾角為30°，對(duì)應(yīng)的吊索拉力為0.58×37.2/2=10.8t

按照公式：[P]=P破×φ修∕K計(jì)算鋼絲繩的容許拉力，根據(jù)規(guī)范要求作捆綁用時(shí)，安全系數(shù)取6，選用6×37+1鋼絲繩時(shí)，φ修取0.82，經(jīng)計(jì)算選用抗拉強(qiáng)度為1570MPa、直徑40mm鋼芯鋼絲繩時(shí)，鋼絲繩的容許拉力[P]為122.2KN（=894×0.82∕6）=12.22t大于吊索的拉力10.8t，能夠滿足吊要求。

（4）吊耳的設(shè)置及計(jì)算。吊耳厚度為25mm，長(zhǎng)度為200mm，高度為200mm，孔洞大小D50。頂部?jī)糸g距65mm，F(xiàn)y=74.4×1.3/4=24.18t，F(xiàn)x=Fy×tan30°=14t，吊耳自身強(qiáng)度滿足吊裝荷載下的應(yīng)力要求。

（5）桁架落位時(shí)，要待桁架穩(wěn)定后再緩慢落鉤，桁架停穩(wěn)后不可以完全松鉤，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行全程監(jiān)控測(cè)量校正。待位置校正正確后，將桁架結(jié)構(gòu)連接端進(jìn)行焊接固定牢固，吊車(chē)松鉤，再進(jìn)行附屬連桿安裝。

2.5 桁架的卸載和監(jiān)測(cè)

（1）鋼桁架監(jiān)測(cè)。鋼桁架整體吊裝前后的起拱和同步性監(jiān)測(cè);整體桁架設(shè)計(jì)起拱值為L(zhǎng)（兩端剛接時(shí)，L=Lo/900;兩端鉸接時(shí)，L=Lo/600;Lo為梁軸線跨度），吊裝前測(cè)量桁架體拼裝值;桁架體離地后測(cè)量其離地值;桁架體吊裝到位后，測(cè)量其對(duì)位置;焊接完成后，再測(cè)量其焊接完成后的撓度值;并做好記錄。

（2）吊索監(jiān)測(cè)。吊索的垂直受力監(jiān)測(cè)：鋼桁架離開(kāi)支撐點(diǎn)后單吊點(diǎn)受力標(biāo)準(zhǔn)值為監(jiān)測(cè)基準(zhǔn)值，提升過(guò)程中單吊點(diǎn)受力值允許偏差為±20%，吊車(chē)實(shí)時(shí)反饋受力數(shù)據(jù)，每隔1h監(jiān)測(cè)一次，并做好記錄。

（3）鋼桁架整體解鉤卸載前的監(jiān)測(cè)。待鋼桁架的上下弦桿安裝就位后，上弦桿臨時(shí)連接措施就位后，對(duì)鋼桁架的起拱值、軸線定位、標(biāo)高、垂直度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求后再進(jìn)行鋼桁架的整體解鉤卸載。

3結(jié)束語(yǔ)

北京環(huán)球影城主題公園項(xiàng)目采用多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝，解決了多項(xiàng)施工技術(shù)難題。采用的大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架制作和安裝施工關(guān)鍵技術(shù)，解決了大型構(gòu)件運(yùn)輸、拼裝和安裝等施工難題，避免了采用搭設(shè)滿堂腳手架的傳統(tǒng)施工工藝，節(jié)省工期，減少高空作業(yè)的資源投入，為今后類(lèi)似工程施工積累了寶貴的成功經(jīng)驗(yàn)，取得了社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。

參考文獻(xiàn)

[1] 沈祖炎，黃文忠，沈德洪.鋼結(jié)構(gòu)制作安裝手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

作者簡(jiǎn)介

曹文斌（1986-），男，河北張家口人;畢業(yè)院校：河南理工大學(xué)，專(zhuān)業(yè)：結(jié)構(gòu)工程，學(xué)歷：碩士研究生，職稱(chēng)：工程師;現(xiàn)就職單位：中國(guó)京冶工程技術(shù)有限公司，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。