李小亮
陕西建工机械施工集团有限公司 陕西西安710032
[摘 要]：传统方法中，大型管桁架块体结构定位误差较大，拼装难度高，拼装精度控制难，焊接难度大，焊接质量控制难等问题，且存在一定的安全隐患。本工法设计、制作自制双肢支柱，提供更稳固的施工支撑点，避免了管桁架节点在定位过程中坐标难以控制，大大提高管桁架节点定位的施工速度；而后又通过搭设可循环利用操作平台，提供更好的操作平台，使施工人员在焊接过程中省时省力，对于加快施工进度及成本节约，效果十分显著
[关键词]：双肢立柱、可循环利用、管桁架、操作平台
1.工程概况
榆林市体育中心（体育场）钢结构为径向主桁架及环向桁架的空间桁架结构形式，最高点47m标高，长270m，宽245m，最大跨度50.85m。整个屋盖结构由径向设置的主桁架，立面桁架，拱架、檩条及两道环向桁架组成。其中立面桁架30组，主桁架30组，上下环桁架各26组，拱架188组。
2.工艺原理
双肢立柱+可循环利用操作平台拼装焊接大型管桁架施工原理：首先从结构模型中提取双肢立柱节点中心点坐标，利用全站仪将其引至拼装场地钢板上，划出十字标记，使用HW200×200×8×12型钢依据设计图纸及模型所示数据现场加工，制作完成后将其截面中心点对准十字标记点，用两根C18a槽钢组成倒三角形稳定体系，进行焊接加固，再进行管桁架块体拼装；根据拼装完成管桁架块体造型及施工现场具体情况，在管桁架块体腹杆上适宜位置处标出操作平台拉杆节点坐标，使用L63×6角钢制作操作平台拉杆，固定于节点坐标标记处，使用50×250mm木板进行平台踏板搭设，同时使用8号铁丝进行固定，为施工人员提供作业平台，进行管桁架块体焊接；在管桁架块体验收合格，吊装前，从BIM模型中导出所有后续管桁架的数据，并进行对比，根据现场工况，优先对改动不大的双肢立柱及操作平台进行修正利用，对于差距较大的双肢立柱及操作平台，根据现场情况进行拆解，重新制作，循环利用。
3.工艺流程及操作要点
3.1 工艺流程
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图3.1 工艺流程
3.2 操作要点
3.2.1结构模型控制点数据提取
BIM模型深化及控制点数据提取：首先选择双肢立柱控制点。根据CAD图纸建立BIM模型进行相应数据的提取,所要提取的数据有双肢立柱节点位置中心点三维坐标（X绝对坐标，Y绝对坐标，Z相对坐标）。以图2.1，图2.2中的数据示意图为例：
图 3.2.1 双肢立柱控制点数据图
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图3.2.3 管桁架块体及双肢立柱拼装示意图
3.2.2拼装场地放样
采用全站仪对管桁架块体节点中心、双肢立柱节点中心三维坐标地面投影的中心点进行放样，并用黑色油性笔在拼装场地钢板上标出中心线的十字标记。整榀管桁架块体节点中心、双肢立柱节点中心十字标记出后，全站仪换原始坐标点，进行复测。
3.2.3双肢立柱制作和固定
依据设计图纸及模型所示数据，采用正拼法拼装，使用HW200×200×8×12型钢进行现场加工，制作完成后将其截面中心点对准十字标记点，用两根C18a槽钢组成倒三角形稳定体系，进行焊接加固。上弦杆下部设置6组双肢立柱，下弦杆下部设置8组双肢立柱。制作完成双肢立柱，需上报项目安全质量部验收，验收合格，方可使用。
3.2.4管桁架块体拼装
首先，使用起重设备(25T汽车吊或80T履带吊)将管桁架块体中间上弦杆及两侧下弦杆共计三根主弦杆安放于验收合格的双肢立柱上，运用全站仪进行校正，及时使用码板进行固定，再使用起重设备吊放管桁架块体竖向腹杆，进行拼装。在竖向腹杆拼装完成，焊接隐蔽焊缝，验收合格后，再依次进行斜向腹杆的拼装。
3.2.5操作平台制作和加固
根据拼装完成管桁架块体尺寸及施工现场具体情况，在已经完成的双肢立柱下沿横杆上适宜位置处标出操作平台拉杆节点坐标，使用L63×6角钢制作操作平台拉杆，固定于标记处，使用50×250mm木板平台踏板，而后在拉杆两侧使用角钢设置护栏，并使用绿色防护布进行围挡。制作完成后，需上报项目安全质量部验收，验收合格，方可使用。
3.2.6管桁架块体焊接
管桁架块体焊接前需进行焊接预热，并配备接火斗、灭火器，防止火花飞溅；焊接过程中，焊接施工人员需佩戴防风措施及相关安全防护物品，利用搭设完成的可循环利用操作平台，进行焊接作业；焊接完成后需进行焊后保温措施。焊接期间，严禁向下抛落焊丝头、焊工钳、焊工锤等作业物，防止伤人。
3.2.7成品检查
管桁架块体拼装焊接完成后，先由现场质量员检测管桁架块体的焊接质量和油漆厚度，检测不合格，需进行整改。自检合格后，报监理单位进行验收，验收不通过，则需继续进行整改，整改合格后，经监理方验收合格，方可进行下道工序。
3.2.8管桁架块体吊装和材料循环使用
在第一榀管桁架块体吊装前，从BIM模型中导出所有后续管桁架的数据，并进行对比，根据现场工况，优先对改动不大的双肢立柱及操作平台进行修正利用，对于差距较大的双肢立柱及操作平台，根据现场情况进行拆解，重新制作，循环利用。
4、结语
传统管桁架的拼装方法是先制作好管桁架块体的支撑胎架，选择好块体控制点，提取坐标进行放样，用控制点来控制管桁架的整体拼装，再焊接。但当工程中的管桁架块体为截面高度大于5m、单重大于30t的大型管桁架块体时，继续使用传统方法进行拼装焊接，则存在结构定位误差较大，拼装难度高，拼装精度控制难，焊接难度大，焊接质量控制难等问题，且存在一定的安全隐患。本工法是针对以上问题总结出来的一套更加简单、便捷、高效、安全的施工方法，并在“榆林市体育中心（体育馆、游泳馆）钢结构工程”、“榆林市体育中心（体育场）钢结构工程”推广并成功应用，取得了良好的经济效益及社会效益。
参考文献
[1]邵伟大跨度钢管桁架分块吊装施工技术[J].价值工程，2019，38（17）.
[2]邓强，何小勇.体育场大跨度异型管桁架结构现场整体拼装技术[J].建筑技术，2019,50（10）.