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建筑中钢结构桁架结构的应用尹晓飞

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：尹晓飞

[导读] 摘要：针对某建筑工程实际情况，对其伸臂桁架、水平支撑与腰桁架的施工方法、分段吊装、焊接施工与临时加固进行深入分析，以此为保证建筑钢结构桁架结构施工质量提供有效方法。

        身份证号码：1311221989061xxxx
        摘要：针对某建筑工程实际情况，对其伸臂桁架、水平支撑与腰桁架的施工方法、分段吊装、焊接施工与临时加固进行深入分析，以此为保证建筑钢结构桁架结构施工质量提供有效方法。
        关键词：建筑施工；钢结构桁架
        如今，建筑施工对钢结构桁架的使用逐渐增多，钢结构桁架施工具有结构稳定和耐久性好的优势，但施工难度相对较大，对吊装和施工控制都有很高的要求。因此，在施工中必须做好技术控制，以保证工程的施工质量，达到预期的施工效果。
        1工程概况
        某建筑工程按照不同的受力特性，可将避难层设置的桁架钢结构大致分成以下三个部分：第一，伸臂桁架；第二，水平支撑；第三，腰桁架。在桁架之间采用巨型斜撑进行连接，用于提高结构稳定性与整体性。建筑主塔楼布置有5道钢结构桁架，伸臂桁架主要由直接从核心筒结构穿越的4榀组成，而腰桁架也由4榀组成。现围绕本工程实际情况，对其钢结构桁架结构做如下分析。
        2伸臂桁架施工
        对伸臂桁架而言，其安装共分以下两个部分，筒内与筒外的构件。因核心筒要比外框先进行施工，所以要先对筒内构件进行安装，在外框施工到伸臂桁架处后，对外框构件进行安装。对于伸臂桁架，其安装顺序为：钢柱→下弦→上弦→腹杆。在筒内的劲性柱安装到指定位置后，由缆风绳进行固定。
        2.1施工方法
        在对内桁架构件进行安装时，应按照从下到上的顺序进行，先对劲性柱各节点进行安装，再对桁架的弦杆进行安装，最后对腹杆进行安装，各构件完成吊装以后，先通过临时连接板进行固定，在桁架结构进行完吊装后，校正准确无误采用螺栓加固，在上一道结构吊装之后对构件的对接位置进行焊接[1]。
        2.2分段吊装
        因伸臂桁架的体积与自重都很大，所以在安装过程中要进行规划与分段，为吊装提供方便。将相邻的钢柱作为分段单元，使每个单元能够形成不同形状的构件。桁架中央下弦杆是质量最大的一个分段，重量达到21.4t，长度在12m左右，基本可以达到吊装需要。
        2.3焊接施工
        在对桁架进行整体焊接时，需要严格按照由两侧至中心的标准顺序，所有桁架的焊接都要从下部开始依次向上，先对核心筒部分和外框柱之间的对接点进行焊接，再对弦杆进行焊接，最后对腹杆进行焊接。
        3腰桁架施工
        腰桁架有以下两种形式：跨一层腰桁架；跨两层腰桁架。对于单榀腰桁架，主要由腹杆、外框柱及弦杆构成，位于南北两侧的桁架要比位于东西两侧的桁架强度高。其构件安装也需要通过吊装和拼装完成，按照以下顺序进行：外框柱安装→下弦杆安装→上弦杆安装→腹杆安装[2]。
        3.1施工方法
        1#与5#腰桁架为跨越一层，而其它则为跨越二层，处于南北方向上的跨度为50m，东西为30m。对于单榀桁架的施工，需要严格遵循从下到上的顺序，在腰桁架安装到位后，实施整体校正与整体焊接。现场使用动臂塔吊进行对称安装，先安装南侧桁架，再安装东西两侧的桁架，最后对北侧桁架进行安装。
        3.2分段施工
        对于分段施工，腰桁架和伸臂桁架相似，在吊装的过程中都要实施合理的规划与分段，这样能为构件的吊装创造便利。将相邻的钢柱之间作为一个划分单元，把各单元分成米字形的单元构件，长度为6.8m左右；在外框柱中，分段质量可以达到35.4t，基本可以达到吊装需要。

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        3.3焊接施工
        对腰桁架进行的整体焊接施工需要严格按照由中心开始，不断向两侧的次序实施。在对各榀桁架进行安装的过程中，要在上一跨的桁架完成吊装之后予以校正及焊接，并按照由下及上的顺序，先对弦杆进行焊接，再对腹杆进行安装[3]。
        4斜撑施工
        斜撑布置在巨型柱间，是外框柱结构的斜撑，对相邻的桁架层进行竖向连接，截面积按（1200×800×75×25）mm控制，由下至上一共存在6个相互交叉的单元，跨度为27.4m，沿竖向的实际高度为65m，分叉支腿的长度最大可以达到28.3m。在进行悬挑安装时，难以采取有效的固定措施，也缺少可靠的固定点位，并且悬挑端的每个方向都不能提供约束，始终处在自由变形的实际状态，这对测量定位是有很大影响的。
        4.1施工流程
        斜撑用倒链和塔吊相互结合的方法施工。在安装过程中，先对下段的钢支撑进行吊装，借助临时连接板对外框柱和吊装好的钢支撑进行加固，同时用倒链对钢支撑进行临时加固，由倒链完成对钢支撑的准确校正，之后对上段的钢支撑进行吊装，由临时连接板连接上、下两段钢支撑，以及上端钢柱的牛腿，在整体校正确认达到要求后，对钢支撑进行对接焊，此时即可完成一段钢支撑施工。
        4.2同角度安装
        斜撑伴随楼层不断向上施工，在相邻的钢柱结束安装后，对此段对应的斜撑进行吊装。先对斜撑实施科学合理的分段，再借助悬挑技术，在吊装的过程中对构件初始起吊角度进行预先调整，确保能和安装的角度完全相符；然后在斜撑表面布置吊耳，斜撑分段以上与以下均布置两个吊耳，要求所有吊装孔都处在吊耳上方首个孔。在对绑钩进行安装时，要在顶部钢丝绳增设倒链，同时借助倒链对钢支撑进行调整，与安装角度相符后开始起钩。
        5钢结构安装的质量控制
        为了使钢结构安装的整体精度得到提高，安装时宜从有屋面支撑、柱间支撑、系杆的部分先开始。先安装钢柱后安装支撑、屋面梁和梁间系杆，安装钢柱时要对其轴线和标高进行复测，并用缆风绳加以固定；安装多节柱时，每节柱的定位轴线应直接从地面控制轴线引上，避免过大的累积误差出现；安装屋面梁之前，需要先在工厂或者地面进行拼装，经测量合格之后再进行吊装，在屋面梁就位后，用高强度螺栓连接，其他各个部件用相应螺栓固定，但各类螺栓不得一次拧紧。高强螺栓安装时，穿入方向应一致，不得强行穿入，高强螺栓孔不应采用气割扩孔，机械扩孔操作前应征得设计师同意。对高强度螺栓要经过初拧、复拧，后终拧，并且要在同一天内完成，在拧紧过程中，对钢柱的轴线要做到动态跟踪，若轴线变化超过规定值，必须进行及时的调整。为了确保钢柱安装顺序正确，应从梁柱节点再到支撑、系杆节点进行拧紧，采用对称的方法，对同一部件的两端同时进行，使累积误差降到最低。在这一过程中，若发现安装件和被安装件存在误差时，需要对安装件进行调整，而不能对被安装件进行调整。在安装钢结构时，需要先确保各个独立的排架部分已经形成稳定结构，再依次安装其他部位，这能使整个过程中产生的累积误差分散到各个部分，预防已安装的构件产生较大变形。在主体结构安装时，安装就位并纠偏局部排架结构后，需要对高强螺栓进行终拧处理，且终拧值要符合规范要求。
        结束语
        综上所述，本建筑工程的钢结构桁架施工现已顺利完成，从施工实践可以看出，无论是伸臂桁架还是腰桁架，其构件分段长度及重量都能满足现场吊装要求。对于斜撑而言，采用倒链和塔吊相互结合的方法也能达到施工要求，并且还有很高的施工精度。此外，对箱型截面梁与钢梁而言，需要采用合理可行的临时连接与固定措施。
        参考文献：
        [1]高谋.钢结构桁架结构在建筑中的应用[J].建材与装饰，2018（11）：21-22.
        [2]费晓梅.高层建筑屋顶钢结构桁架安装控制要点[J].黑龙江科技信息，2017（10）：240-241.
        [3]叶常发.桁架檩条在大柱距钢结构建筑中的应用[J].福建建筑，2016（07）：47-49+81.