刘方星 江拓 罗超伟
中建二局安装工程有限公司，河北廊坊 065000
摘要：随着经济发展，展馆类建筑越来越追求超大场馆、超大空间；而类似超重超大跨度渐变多边型截面并联式空间桁架的超重超大异形桁架越来越多。在超重超大跨度渐变多边型截面并联式空间桁架施工过程中，极少采用高空散拼施工方法，大部分将大量拼装工作转移至地面，而一体式分段正放拼装法，将分段拼装、整体拼装、正放立式拼装相结合，聚合优点，无论从质量保证还是从进度保证方面，都是具有较为明显的优势。
关键词：超大跨度；一体式；分段；正放 ；拼装
1.工程概况
西安丝路国际展览中心一期项目，大跨度超重渐变多边型截面并联式空间桁架跨度为117m，长度为141m，截面为渐变的六边形，位于支点位置截面高10.4m，中部截面高6m，边跨桁架单榀重量为540t，中跨桁架单榀重370t。因桁架其重及跨度大、长度长特点，拼装质量及效率较难保证，通过反复对比及实际实施，并对其研究和总结，形成了超大跨度渐变多边型截面并联式空间桁架一体式分段立式拼装施工技术。
2.工艺原理及操作要点
2.1工艺原理
一体式分段正放拼装技术：即桁架拼装前进行单元划分，拼装时，采用整体立式拼装，分段位置进行临时连接，分段出胎。一体式，完成了预拼装，保证了桁架的精度；正放，节省翻身等步骤，提高了效率；分段，方便安装，提高效率，节约成本。通过单一的技术相互组合，聚合优点，进行创新，提高技术的先进性。
2.2单元划分
单榀桁架划分为7个小拼单元（编号为1~7），先完成地面拼装后进行高空的整体拼装，具体分段如下：
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图1 小拼单元划分示意图
2.3起拱值的确认
通过仿真模拟分析，桁架安装施工完毕后，中部向下最大位移为190mm；为保证桁架施工完成后与设计相符，桁架起拱值为190mm，并预先将起拱值深化进BIM模型中。
2.4拼装胎架设置
2.4.1拼装胎架BIM模型化
在桁架BIM模型中，搭建胎架模型，并从模型中提取图纸，按照图纸及BIM模型中的坐标进行搭设。
2.4.2承载力校核
根据BIM模型，将拼装胎架及桁架BIM模型同时导入midas结构计算软件中，对拼装胎架承载力及变形值进行计算，并根据计算情况，对拼装胎架使用的型材进行确认。
最终确定胎架型材见下表：
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截取一段拼装胎架分析，经分析，胎架满足承载力及变形要求。
2.4.3拼装胎架搭设
（1）场地平整、压实并进行硬化；
（2）使用全站仪对胎架底座进行定位放线；
（3）底座拼装、焊接完成后，进行立柱的安装；
（4）立柱安装时，再次进行水平标高复测，并根据复测值，进行立柱高度定位；
（5）使用全站仪再次对立柱平面位置进行复核，并对立柱固定、焊接；
（6）安装水平向联系杆件、斜撑杆件，并进行焊接；
（7）使用全站仪对立柱上桁架支撑点进行精准定位，并进行标识。
2.5桁架拼装
2.5.1机械选择
（1）构件拼装
现场整拼桁架较长，采用履带吊，更具有机动性，经分析，选用中联ZCC550H履带吊（55t），最重拼装构件为下弦杆，重140KN，在8米回转半径，臂长31m时，额定载荷为180KN，荷载率：140/180=77.78%<85%，满足拼装要求。
（2）桁架出胎
桁架出胎，为节省 ，可与桁架分段吊装使用同一履带吊，最大分段单元重700KN，选择徐工QUY400型履带吊（400t），主臂长54m，回转半径18m，额定起重量970KN，荷载率79.4%<85%，满足吊装要求。
2.5.2桁架拼装
（1）拼装顺序
按照从下向上，从中间向两边，先主杆件后次杆件的顺序进行拼装。
（2）拼装工艺流程
①胎架搭设：根据桁架BIM模型，搭建胎架BIM模型，提取图纸；根据图纸及BIM模型进行胎架的搭设。
②防护措施脚手架搭设；主要搭设安全走道、安全通道及操作平台。
③主桁架下弦杆组合分段拼装，分段位置临时连接；
④主桁架直腹杆、水平杆组合十字小单元先地面拼装成整体，然后再上胎拼装。
⑤主桁架上弦杆及组合上弦杆拼装，分段位置临时连接；
⑥主桁架斜腹杆拼装；
⑦次桁架腰弦杆及下部侧腹杆、斜杆上胎拼装；
⑧次桁架上部腰腹杆拼装；
⑨次桁架上部斜杆拼装。
⑩拼装、焊接完成后，分段位置去除临时连接，分段出胎。
2.5.3桁架焊接
（1）相贯焊缝的焊接
支管与主管的连接相贯焊缝，支管管壁与主管管壁夹角大于120度的趾部、侧部区域应采用全熔透的对接焊缝，根部区域采用角焊缝。
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（2）焊接顺序
总体焊接顺序原则是：从上到下，从中间到梁边，先主杆件后次杆件，先隐蔽焊缝后外露焊缝的焊接顺序。
焊接时，配合桁架拼装顺序进行焊接，上下主弦杆及直腹杆拼装完成后，先按照整体焊接原则进行焊接，然后进行主桁架斜腹杆的拼装、焊接；其他主次杆件依次类推，先焊接主杆件，在拼装次杆件进行焊接。
在多管相贯节点拼装时，一定要注意先焊接隐蔽焊缝，再进行杆件覆盖，杆件从内到外依次按照，焊缝从内到外依次焊接。
2.6桁架转运
因场地限制，桁架出胎后需进行转运，转运时采用100t超低板车，其板车上设置可调节转运胎架。
2.6.1转运原理
利用定型化、可调节转运胎架，转运胎架与托运板车为无损连接，胎架为可循环利用胎架，其胎架上支撑桁架位置为可调节设置，适应不同高度桁架，最终达到安全、高效运输目的，节约成本。
2.6.2转运胎架设置
（1）通过限位固定板将车身板卡主，限位固定板与转运胎架底座焊接连接。
（2）转运胎架分为三组单体胎架，三组单体胎架相对独立，通过调节单体胎架的前后位置，来适应桁架的不同重心情况。
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（3）水平可调节直腹杆的设置，根据不同的桁架形状的分类，水平可调节直腹杆与斜腹杆可设置对应的组数；根据不同桁架形状，更换水平可调节直腹杆与斜腹杆。水平可调节直腹杆与斜腹杆与胎架弦杆栓接连接，便于随时更换。
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1-转运车身板、2-横置基座板、3-竖向支撑体系、3.1-内弦杆3.2-外弦杆、3.3-斜腹杆、3.4-水平可调节直腹杆、3.5-基础斜撑、3.6-附加斜撑、4-限位固定板
2.6.3桁架转运
巨型桁架转运时，先根据桁架的重心和形状，调节转运单体胎架的位置，及水平可调节直腹杆与斜腹杆；然后将巨型桁架吊至转运胎架上，对桁架进行临时加固；转运过程中，要随时对桁架的稳定情况进行观察；转运到位后，使用吊装机械将桁架吊下，转运车转走，循环转运。
3.结束语
随着国内建筑行业的蓬勃发展，建设项目呈现诸多新的特点，多数展馆根据当地特点建造，成为当地地标性建筑，由此各地产生不同造型的大型复杂展馆结构，但有许多共同点：①造型愈加复杂、独特；②建筑空间愈加高大；③施工周期愈来愈短；④质量要求愈来愈高。本文针对超重超大跨度异形空间桁架一体式分段正放拼装技术，从胎架设计、桁架拼装焊接、桁架转运进行了全面的介绍，其中心思想是，在通过不同技术的优势结合，形成新的技术，从而更好的保证施工的质量、安全及提高施工效率。相信在未来大跨度桁架拼装技术中，会不断涌现新的完整的施工技术。
参考文献
[1]林俊，彭媛，体育场工程大跨度异形管桁架结构现场整体拼装技术，建筑施工，2016,38（4）