陈逢国 陈丁 何兴 谭建国 孔瀚玉
中国建筑第八工程局有限公司西南分公司 成都 610000
摘要：随着国内建筑业的发展，建筑形式呈现多样化，钢结构常应用于大跨度结构和超高层结构中。网格结构为空间钢结构的一种常见形式，适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。文章阐述了自主创新的大跨度斜交空间网格钢结构屋盖施工技术，通过选择合理吊点，对屋面主梁地面拼接并临时加固后整体吊装，主次梁交替安装顺利完成屋盖施工。有效降低了施工成本，加快了施工进度，保证施工质量及安全，为类似工程提供了良好借鉴。
关键词：斜交网格；大跨度；折线形钢梁；无胎架安装
1工程概况
某大学体育中心项目是集体育比赛区，游泳训练区，球类训练区，地下停车区等四个功能区的体育场馆项目。其中游泳训练区由20根钢柱与屋面梁组成，钢柱为箱型人字柱，柱顶设有连接牛腿；屋面钢框梁为焊接H型钢实腹梁，主梁与柱顶牛腿栓焊连接，6榀折线形主梁GKL1截面尺寸为H950*280*14*20mm，梁高950mm，翼缘宽280mm，跨度42m；直线形主梁GKL2截面尺寸为H950*280*14*16mm；次梁为热轧H型钢实腹梁，GL1截面尺寸为HN248*124*5*8，GL2截面尺寸为HM340*250*9*14，次梁与主梁腹板高强螺栓连接，翼缘板焊接。屋脊梁顶标高10.080m，梁两端标高9.040m。
2施工方案
2.1根据折线形主钢梁受力特性，在工厂加工时将主梁分为三段，运输至现场地面拼装完成后进行吊装。
2.2设计一种折线形钢梁安装定位支架，对折线形钢梁上翼缘进行加强，确保钢梁自身稳定性。
2.3在柱顶、主梁上设置轴线控制点，次梁上弹出定位线，以主梁、次梁上的定位点和定位线控制安装精度。
2.4按照先安装折线形主梁，再安装直线形主梁，直线形主梁及横向次梁交替安装，最后安装网格斜向次梁的施工顺序，确保安装过程传力路径准确可靠，保证安装过程安全性及结构可靠性。
3施工流程
3.1总体施工顺序
安装第1榀折线形主梁①→安装端部直线形主梁②③④→安装第2榀折线形主梁⑤、直线形主梁⑥⑦及横向次梁⑧→依次交替安装折线形主梁与直线形主梁、横向次梁→安装斜向次梁。
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图1 屋面梁安装顺序示意图
3.2屋面折线形主梁施工
钢柱牛腿测量校正→地面拼装胎架搭设→屋面折线形主梁拼装→主梁吊装→主梁校正→高强螺栓安装→主梁焊接→防腐涂装。
3.2.1钢柱牛腿测量校正
采用2台经纬仪分别设置在钢柱两侧成90°方向进行观测控制。检查每个与主梁连接的柱顶牛腿标高。在吊装主梁前，调整上层钢柱的轴线位置，引测到已安装好的柱顶上。
3.2.2地面拼装胎架搭设
折线形主梁拼装胎架采用热轧H型钢（HW150*150*7*10）现场搭设。基础铺设20mm钢板，在钢板上横向设置H型钢，H型钢上承载点根据屋面主梁1:1放大样控制标高点，使用水平仪在H型钢上表面的承载点进行测量，垫上合适厚度的钢板作为标高调节，保证所有承载点标高符合要求。并在承载点处竖直焊接长度1m的H型钢作为主梁拼接定位线，同时起到防止主梁倾覆作用，从而形成临时措施平台。措施平台两侧用L75*6角钢斜向焊接在钢板上作为胎架平台的稳固支撑，保持胎架平台稳定。
3.2.3屋面折线形主梁拼装
①根据主梁外形按1：1放大样的胎架承载点标高、各个胎架的平直度进行复测。
②用汽车吊将3段屋面主梁依次吊装至临时措施胎架上，每段屋面梁均与竖直H型钢靠实。调整就位后用冲子、撬棍定位后安装螺栓进行临时连接。
③再将屋面梁下弦两端崩线，按照设计要求调整起拱。
④拼装完成后核查屋面梁跨度、平面度、起拱度。
⑤清理屋面梁两个连接板处的杂物，穿上高强螺栓，待螺栓孔全部穿满后，再取掉安装螺栓，并补齐高强螺栓。
3.2.4屋面主梁吊装
由于屋面主梁跨度较大，梁宽较小，吊装过程中易产生侧弯变形。在屋面主梁吊装过程中需对主梁进行临时加固，减小侧弯变形。临时加固措施采用[10槽钢或L75*5角钢制作成片架形式，主梁吊装前焊接在屋面梁上翼缘板上。措施片架制作2副，当次梁安装完使第1、2榀主梁连接成稳定空间体系后，拆除第1榀主梁上的加固片架，片架依次循环使用。
在屋面梁上翼缘板上设置4个吊点，采用两根钢丝绳交叉连接吊点进行吊装，试吊完成后，在吊钩处卡卸扣，防止钢丝绳缩滑。
吊装时先在地面附近完成吊装半径的增幅，吊钩先垂直提升--吊臂趴臂交替进行，使主梁的吊装半径达到32m，吊钩每次垂直提升高度均不超过3m。增幅过程中在屋面梁两端用缆风绳控制主梁稳定，与钢柱保持2m以上的安全距离。
屋面折线形主梁吊装半径增幅达到32m保持稳定后，屋面主梁进行垂直提升，提升高度超过12m，再向左或向右缓慢旋转吊臂。屋面梁两端系上缆风绳，配合屋面主梁吊装行进过程转向并控制主梁空中稳定。
3.2.5折线形主梁校正安装
屋面折线形主梁基本就位后，缓慢调整至安装位置，屋面主梁端头上翼缘板设置挂板，保证主梁一端挂板与钢柱牛腿挂接就位。用撬棍、钢冲配合螺栓孔穿孔定位，优先定位孔群的四个边角附近螺栓孔，穿上钢冲，此主梁端头螺栓孔群基本就位；同理再缓慢调整主梁另一端就位。当两个端头就位后，使用钢冲依次辅助穿孔，穿上所有安装螺栓。调节主梁两端的焊接坡口间隙，用水平尺校正主梁与牛腿上翼缘的水平度，同时对柱与梁的安装精度进行复核校正，主梁标高及两端高差可采用水准仪与标尺进行复核，符合要求后进行高强螺栓固定连接和焊接。
高强螺栓全部替换初步拧紧后，终拧在24小时内完成。先焊接下翼缘板，再焊接上翼缘板。先焊梁的一端，待焊缝冷却至常温后，再焊另一端。在上下翼缘板焊缝处设长度大于3倍焊缝厚度的引弧板和熄弧板，并在翼缘板底部贴陶瓷衬垫。焊接完毕后清理陶瓷衬垫，并对陶瓷衬垫一侧的焊缝外观表面进行打磨处理。
3.3屋面直线形主梁及次梁施工
在屋面直线形主梁及次梁吊装前，在柱顶、主梁上通过全站仪放出定位轴线控制点，并做好标记。在直线形主梁及次梁上弹出与折线形主梁连接位置定位线，用专用符号标示，吊装直线形主梁及次梁时以主梁、次梁上的定位点和定位线控制安装精度。塔吊配合吊装屋脊次梁，并在梁中心位置设置缆风绳，缆风绳端头用手拉葫芦收紧在钢柱上，使屋面主梁与次梁、钢柱形成局部稳定体系后，主梁再脱钩，待稳定后再吊装21m直线形主梁。在直线形主梁及次梁就位调整完毕后，对接合件矫正后安装高强度螺栓。
4结语
本文阐述的大跨度斜交空间网格钢结构屋盖施工技术方法创新及施工要点，实用性强，施工操作方便且满足施工技术质量及安全要求，为类似钢结构屋盖工程施工提供有价值的工程参考。