钢结构大跨度管桁架安装工艺浅谈

发表时间:2021/1/25   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:马飞
[导读] 摘要:由于屋面钢结构工程安装具有较大优势,在工业和公共建筑施工为了确保大跨度钢结构吊装的高效、快速、安全的目的,需要将钢梁进行安装,得到了广泛使用。
        中国核工业第二二建设有限公司  湖北武汉  430000
        摘要:由于屋面钢结构工程安装具有较大优势,在工业和公共建筑施工为了确保大跨度钢结构吊装的高效、快速、安全的目的,需要将钢梁进行安装,得到了广泛使用。
        关键词:钢结构大跨度管桁架;支持胎架安装;安装;测量监控
        1、工程概况
        监利县文体中心篮球馆屋面主桁架为倒三角管桁架,跨度65.6米,篮球馆平面尺寸为:124.5m×94.8m,建筑面积为11802平方米,建筑高度约26.5米,整个主结构由六榀长度为94.8m,跨度为65.6m的倒三角形管桁架组成,主管采用φ299×10和φ273×10的热扎无缝钢管,支管采用φ180×7、φ168×7、φ168×5、φ140×6、φ140×4.5、φ121×4等热扎无缝钢管,主桁架之间采用平面桁架和支撑杆连接。馆内有二层看台,土建施工对屋面桁架吊装影响较大,如何合理进行屋面管桁架吊装是本工程篮球馆钢结构施工的一个重难点。
        2、篮球馆钢结构安装施工技术
        2.1 根据现场实际情况以及以往施工经验,篮球馆屋面桁架安装时,划分为区域施工。篮球馆预留出入口约5m,满足180t汽车吊进入场馆内作业,主桁架拟采用分段吊装、搭设临时支撑的方法进行安装;因馆内可供利用场地面积较小(65m×35m),现场需合理规划主桁架拼装场地以及汽车吊行走吊装路径。其余施工区域屋面钢结构拟采用200t履带吊在室外施工道路上进行吊装。
        2.2 主桁架在工厂进行相贯线切割下料,并做好抛丸、除锈及涂装工作,运输至现场组拼焊接成吊装分段。在吊装分段处设立临时支撑架,选用200t履带吊进行吊装。
        2.3 组装完成后宽度不超过2.2米,适合运输的平面桁架,在工厂加工完成,整体分段运输到施工现场进行安装,组装完成后超宽或超高的桁架,在工厂下料、抛丸、油漆后全部散件运输到施工现场,在现场的胎架上拼装焊接后再进行下道工序的施工。
        2.4 六榀主桁架都在篮球馆内场地设立胎架进行拼装焊接,再进行吊装,部分次桁架也考虑在场地内进行拼装和焊接。
        2.5 主桁架及支撑桁架安装就位焊接后,整体分级卸载,拆除主桁架支撑胎架。
        3、吊装方式
        三角桁架均采用4点吊方式进行吊装并设置手拉葫芦调节吊装角度,平面桁架及钢梁均采用2点吊方式,局部跨度较大的平面桁架可增设至4点吊。钢丝绳绑扎于主弦杆和腹杆节点处。
        吊装前需在桁架两端主弦杆上各绷扎1根直径20的6*37S+FC,公称抗拉强度1570Mpa,中间芯为纤维芯的钢丝绳做为吊装时的缆风绳对钢结构吊装进行方向控制,且还应在跨中上弦杆绑扎同样2根缆风绳待桁架落位后往两侧对拉45°与地面埋件进行连接。
        4、焊接质量控制措施
        本工程现场焊接部位主要桁架拼装及对接焊接,施工时应按合同范围,施工设计图,焊接工艺及有关技术规范和工艺规范等制造和验收;施工中应严格遵守安全生产规则和安全技术操作规程,确保生产安全;严格按质量管理体系进行管理,确保施工质量。
        5、吊装安全措施
        5.1 为减少高空安全风险,支撑架安装前,应在支撑架上绑扎钢爬梯,作为临时垂直交通,且应及时在在柱顶搭设工人站位、摘钩平台,以便工人操作。
        5.2 小爬梯设置:在临时格构支撑架安装之前应在其上固定小爬梯,用以安装之后,解除吊索具及其它结构杆件吊装时,人员上下用。
        5.3 小爬梯采用L40*3角钢和Φ14mm的圆钢焊接做成钢爬梯,每段长度约为4m。爬梯每间隔约2m与钢柱固定。

钢爬梯做法参下图:
        5.4 小爬梯与支撑架的固定可采用铁丝或小钢丝绳绑扎固定,如也可采用临时焊接固定,固定时特别需注意小爬梯两端部和中间均须同支撑架之间做可靠固定,使用爬梯时应与自锁扣配合使用。
        5.5 支撑架上部需设置安全防护操作平台,保证对接以及卸载时人员安全,部分支撑架落于±0.000m的场内地面上,其下部铺设路基箱,并与其满焊。
        6、桁架高空临时固定措施
        6.1 钢桁架安装采用全站仪管口坐标法进行吊装定位测量,每个吊装单元落位时均需要反复调整管口位置,操作难度大,为确保桁架在高空的准确落位,需要在高空设置牢固可靠的固定措施及调节措施,同时为桁架对接及日后卸载提供操作空间。针对本工程结构特点,桁架高空临时固定通过在支撑架顶设定位胎架来实现,定位胎架形式如下图,同时在支撑架操作平台上设置一副QL10t千斤顶;为桁架在高空的落位、调整与临时固定及卸载提供平台。
        6.2 桁架吊装时,在桁架内部拉设通长的安全绳,用于人员在桁架内部通行和次桁架安装矫正和焊接的操作通道。桁架上部进行次桁架安装、矫正和焊接时,在桁架上部拉设通长的安全绳,并在桁架上弦水平腹杆上铺设方木板,用做施工通道。
        6.3 对进行高处作业的(模板的支撑和拆除)遇有六级以下强风、浓雾等恶劣气候,不得进行露天攀登与悬空高处作业。暴风雪及台风暴雨后,应对高处作业安全设施逐一加以检查,发现有松动、变形、损坏或脱落等现象,应立即修理完善。
        6.4 主桁架单元,在地面拼装完成后、吊装前,在桁架竖向绑扎临时钢爬梯,用于施工人员上下通道。在桁架横向腹杆件上,拉设生命线(安全绳使用Ф10mm的镀锌钢丝绳),保护人员高空作业安全。钢爬梯使用角L40X5钢制作,挂设点应进行加固处理,采用Ф16圆钢制作钢爬梯的挂钩,确保挂设牢固。
        7 桁架拼装的测量监控
        7.1 根据桁架的几何结构及深化设计详图,利用经纬仪在拼装场地上放出桁架上下弦杆的地面投影控制线,将弦杆分段(拼接)点、腹管与上、下弦杆相贯处作为控制特征点,在拼装平台内放出各特征点的地面投影点,最后将设计三维坐标转换成相对坐标系,采用极坐标法用全站仪检查复核。
        7.2 利用全站仪在胎架设置点精确测定胎架位置,作出十字线。胎架搭设完毕后,用水准仪校正胎架上部调节构件顶面高度,确保同一水平构件下部所有胎架顶平;并用水准仪确定特征点胎架的标高,根据理论数据对胎架进行调整,使误差在微调范围内。
        7.3 使用钢尺检测单个待拼件的长度、端面的几何尺寸,根据深化设计图,将下弦杆、上弦杆吊上胎架按构件号排放好,保证待拼构件的位置准确后临时固定,吊线锤检测弦杆分段拼接点平面位置并调整。
        7.4 将腹杆放置定位并临时固定,根据上弦、下弦杆件及腹杆待拼件上的点位标记进行整体位置关系的测量并调整。
        7.5 构件调整固定后,根据待拼件上的点位标记及地面投影点,使用钢尺、吊线锤等进行检测,用点焊固定并将检测数据记录保存,与设计图纸比较分析,如构件不符合要求,则进行调整;若符合要求,则进行焊接工序。
        结语
        随着现代工业经济的发展飞速前进,工业厂房越来越多,尤其是钢结构屋面的工业厂房因施工整体结构较轻(与混凝土结构相比),施工工期短,而且能解 决许多工业厂房跨度较大的问题,越来越得到普遍应用。为了确保大跨度钢结构 吊装的高效、快速、安全的目的,需要将钢梁进行整体拼装,然后采用双机抬吊的吊装方法,尤其是施工场地狭窄、场地不平整时,采用跨内吊装,结合活动拼 装平台进行构件组装的施工方法会使大跨度钢结构吊装在施工场地复杂时却达 到安全、快捷,经济,为使此方法得以推广应用。
        参考文献:
        1、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001);
        2、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001);
        3、《空间网格结构技术规程》(JGJ7-2010);
        4、《钢结构设计规范》GB 50017-2017
 
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