北京市北泡轻钢建材有限公司 北京 101113
摘要：现阶段，建筑钢结构工程施工项目不断增多，大量的钢结构建筑相继出现，成为与混凝土结构、砖混结构相媲美的新型结构形式，在跨度比较大、高度超高的建筑中钢结构建筑工程成本较低，施工时间短，施工效率高，其施工工艺水平的高低直接影响到钢结构建筑的安全性与使用功能，因而有必要加强对钢结构建筑施工技术的控制与研究。本文通过工程实例，重点讲述钢结构屋面安装施工准备工作，施工中的技术控制要点和生命线保障。
关键词：钢结构；桁架安装；施工工艺
1工程概况
某居民运动场馆工程建筑面积9259.7m2，本工程建筑物内拟建一座篮球馆、一座网球场馆、一座羽毛球馆、一座游泳池、一座健身房等训练场地和配套用房。钢结构屋顶分为网球馆、篮球馆两个部分，网球运动馆跨度26.4m，篮球馆跨度为32.4m，结构形式为钢管桁架结构，篮球馆屋面钢桁架最大重量一榀5.5吨，跨度32.4m，高度±0以上17.65m。吊装采用单榀桁架整体吊装高度22.5m。网球馆屋面钢桁架最大重量一榀3.3吨，跨度26.1m，高度±0以上17.8m。吊装采用单榀桁架整体吊装高度22.5m。
2施工要点
2.1钢桁架分段及预起拱处理
钢桁架两端最外侧腹杆采用散装方法。钢桁架的跨度在31m以上，属大跨度钢桁架，故需要做预起拱处理。按照钢桁架分段的特点，将钢桁架的预起拱形式设置为折线形。桁架分段节点即为预起拱折线点。
2.2桁架现场拼装
2.2.1拼装胎架的设置
1）拼装胎架必须满足强度、稳定性的要求，同时要方便现场拼装的需要。2）为避免构件的二次搬运，拼装场地的设置应尽量靠近桁架吊装的位置，但又不能影响桁架的吊装作业。
2.2.2桁架拼装要点
1）使用全站仪等仪器对桁架各个节点进行精准定位。将三段桁架同时拼装，以避免各段桁架间的误差。2）为避免焊接应力集中及焊接变形，桁架焊接时采取合理的焊接顺序。钢桁架整体的焊接顺序为中间向两边进行焊接，构件对接焊口采用对称焊接的顺序。3）桁架拼装完成后，首先去除桁架上的所有定位点，使之处于自由状态；再测量桁架的尺寸。
2.3桁架吊装
2.3.1吊装设备选择
吊装设备的选择时，考虑现场所有不利条件。根据现场实际情况分析吊装最不利工况：吊装半径15m，吊车臂杆长度28m；桁架分段最大质量44.21t，动载系数取1.3，故吊装质量为44.21×1.3=57.5（t）。根据汽车吊性能：500t汽车吊在此工况下能够满足吊装要求，故选择500t汽车吊进行分段吊装作业。
2.3.2分段吊装作业
1）起吊。吊装前检查钢桁架及吊点、卡扣，满足要求后使用汽车吊将平放在平台上的桁架吊起至竖直状态。然后缓缓将桁架吊起，至下弦杆距地面500mm时停止提升，再次检查汽车吊及钢桁架、地基等吊装状态。经检查无异常情况后，进行后续吊装作业。2）吊装就位。钢桁架分段吊装，按照先远后近、先两头后中间的原则进行。两侧段钢桁架吊装就位后，使用两台全站仪（相互保持90°）对桁架的标高、轴线进行测设并调整桁架的相应标高及位置，使误差保持在规范允许范围内。调整完成后在上下弦设置揽风绳，使钢桁架竖向保持稳定，再吊装中间段桁架[1]。3）焊接控制。通过选择合理的焊接顺序、调整坡口角度、调整焊接参数、焊前预热、焊后热处理等方法减小焊接过程中的残余应力及焊接变形，尽可能减小焊接过程中的不利因素的影响。钢桁架构件现场接焊采用多层多道焊，每层（每道）焊缝的焊接同时由两名焊工从两侧对角线位置按照相同的方向（顺时针或逆时针）对称焊接。上下两层（两道）焊缝的焊接方向相反。
2.4钢结构的吊装
吊装工艺及方法：（1）屋面主桁架吊装。
运动场馆篮球馆钢结构桁架从东侧山墙向西依次吊装；网球馆钢结构桁架自北侧山墙向南依次吊装。（2）屋面主桁架吊装安装程序为：机械设备就位→设备参数检验→构件试吊→正式吊装→粗调后精调→临时支座安装→质量校验→其他结构安装→参数误差调整→固定临时支座。（3）桁架梁现场就位。完成拼焊后，对其质量进行检查，随后移动到指定位置等待安装。
2.4.1吊装场地硬化处理
当钢桁架的拼装结束后，使用汽车吊装设备将其整体运输到需要安装的部位，吊装设备的承重型号选择25吨。为保证吊装施工的正常进行，吊装前，做好场地平整、硬化工作[2]。根据现场路况条件，篮球馆起吊物起吊高度22.5m，吊车站位距离立柱轴线10m，综合计算，吊车停放位置距最远吊点平面距离为34m，最远处吊装重量满足，故吊装过程中不需要挪车。
2.4.2控制汽车吊起重重量
使用汽车吊进行桁架吊装，必须严格控制汽车吊起重重量。汽车吊进行后方、侧方作业，支腿全部伸出9.8m，工作幅度为8m时，起重重量必须控制在8.2t。汽车吊进行后方、侧方作业，支腿全部伸出20.75m，工作幅度为10m时，起重重量必须控制在5.4t。
2.5钢丝绳生命线吊装
钢结构桁架，需要施工人员进行高空作业[3]。为防止施工人员从高处意外坠落（此类安全事故在国内建筑施工领域屡见不鲜），需要在作业面上临时安装钢丝绳，充当保护施工人员的“生命线”。
2.5.1生命线布置
至于生命线的具体类型，可选择钢管或钢丝绳。若选择钢丝绳，其抗拉强度必须超过1550MPa；若选择钢管，宜选用Q235无缝钢管。
2.5.2生命线注意事项
“生命线”应适度张紧，禁止用打结的方式来固定“生命线”。安全监督员每天都必须检查生命线的下垂量矢高。若生命线立杆间距为18m，则生命线下垂量矢高应控制在30cm左右。若生命线立杆间距为6m，则生命线下垂量矢高应控制在15cm左右。为了保证整体结构稳定，避免出现坍塌松动的事故，安全员要定期巡视梁面钢管和生命线的接口位置，严格检查，减少出现结构松动的隐患，一旦发现问题及时联系相关的维修人员，及时完成修理维护工作。
2.6施工过程中其他注意事项
（1）由于钢桁架的横向为不稳定结构，所以在吊装过程中，吊装就位第一榀桁架的同时，用现场的塔吊吊装桁架与混凝土之间的连系梁，待连接稳定后桁架才能落勾[4]。（2）连接用的高强度螺栓必须保证质保资料齐全，进场后必须按批号对扭矩系数等指标进行取样复试，其长度和直径须满足设计要求。在进行螺栓安装时要控制好力矩，禁止强力敲打，也不能气割扩孔，避免结构破损，穿入方向要一致。在安装高强度螺栓时采用电动扳手，用力方向最好是顺着中心位置向外，进行初拧和终拧，初拧宜为终拧的50%。螺栓同结构的接触间隙应小于1mm；若为1.0mm-3.0mm间隙，将高出的一侧磨成1：10斜面。
结束语：
钢结构建筑具有绿色、环保、施工速度快等优点，在未来有着广阔的发展空间。在进行钢结构建筑施工时，应当认真做好施工前的准备工作，充分发挥技术引领，注重施工现场管理，加强吊装过程控制，落实安全管理措施，且要保证钢结构建筑施工满足设计和规范要求。希望通过本工程的钢结构桁架安装的施工工艺总结为后续类似工程提供相应的参考。
参考文献：
[1]陈皓俊.异型钢结构桁架施工脚手架承重支撑体系应用[J].建筑科技，2019，3（04）：31-34.
[2]贾玮.重庆西站组合拱钢结构桁架施工关键技术[J].施工技术，2019，48（06）：57-60.
[3]龚燕明，季晔，徐俊传.18.5?m跨钢结构屋面桁架梁高空安装施工技术[J].建筑施工，2017，39（08）：1211-1213.
[4]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.