大跨度钢桁架安装技术

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1、大跨度钢桁架安装技术摘摘 要要 本文主要对某工程连廊大跨度桁架、异型钢屋架的设备选用、主要安装方法 进行阐述。 关关键词键词 钢桁架 门式钢架 吊装1 1 工程概况工程概况 某工程由配楼、塔楼和连廊三部分组成，总建筑面积为 111818m2,塔楼为 150m 高钢结构， 配楼为 40m 高钢筋混凝土框架结构，连廊为连接配楼和塔楼的钢结构廊桥。该连廊是由四个 混凝土筒体支撑的空中弧形、多层框架式钢架，与配楼、塔楼之间采用滑动支座连接。总长 约 140m、宽约 30m。 连廊 27m 楼面采用空间钢桁架结构，由三榀纵向主桁架和 11 榀横向次桁架，以及 6 榀悬 挑桁架组成。主桁架为折线形，被四个

2、筒体分成 5 跨，最大跨度 39600mm。在施工阶段，各 跨纵向均可自由滑动，以释放部分内力。施工完后，在筒体预埋的牛腿上固定，形成固定铰 支座。次桁架与主桁架采用刚性连接，形成空间刚架。 连廊屋面由 14 榀横向折线形门式钢架、纵梁及支撑体系组成，通过屋面刚架形状、尺寸 的变化，形成空间多曲面结构。门架跨度 27.5m。 屋面刚架采用箱形截面，支撑采用钢管，桁架及其它均采用焊接 H 型钢。 2 2 吊装方法的选用吊装方法的选用 2.1 桁架： 最大桁架外形尺寸：35600mm3000mm，重量 34.037t。所以采取分段加工（三段） 、分 段吊装、空中拼接的方法。 2.2 屋面门式钢架：

3、 最大屋面钢架外形尺寸：27500mm12700mm，重量 16.606t。所以采取分段加工（三段） 、 现场拼装、整体一次吊装的方法。 3 3 吊装设备选用和场地准备吊装设备选用和场地准备 3.1 吊装设备选用： 本工程施工场地的特点为：施工场地底下为三层地下管廊，无法采用塔式起重机。根据 构件重量和吊装位置最不利情况，选用 120t 和 160t 汽车吊进行桁架和屋面钢架的吊装，并 配备一台 50t 的汽车吊进行地面构件的倒运和辅助拼装。 3.2 场地加固： 在构件吊装过程中，160t 汽车吊自重为 105t，在工作时四个压脚分别承受重量为 30.25t，根据汽车吊的资料，压脚盘面积为 2

4、.25m2，所以每个压脚处承受的重量为 13.5t/m2。根据同样的计算方法，120t 汽车吊工作时，每个压脚处承受的最大重量为 12.2t/m2。远远超过管廊顶板的设计允许荷载。因此，在吊车运行和构件拼装的位置进行管 廊顶板加固。地下三一层采用钢管搭设满堂红脚手架。加固后地面的承重达到 25t/m2。满 足施工要求。 3.3 拼装平台搭设：根据构件屋架的外形尺寸，现场打折拼装胎膜的尺寸为 4.0m25.0m，每 2.5m 设置两个 C20 混凝土桩，用工字钢和枕木作为基座。当屋架拼装时，根据屋架的拼装尺寸，将胎膜的 宽度临时增加到 12m。在构件拼装前，用枕木和斜铁将平台找平，满足拼装精度要

5、求后方可 使用。 4 4 深化设计、构件加工措施深化设计、构件加工措施 本工程整个连廊通过桁架、屋架尺寸的变化，形成一个空间弧形结构，因此构件的形状、 尺寸变化大。连廊钢构件与四个混凝土筒体的连接牛腿、耳板在混凝土筒体施工时已预埋， 且筒体中预埋钢构件与连廊制作为两个厂家，所以对钢构件的加工精度和现场的配合提出了 很高的要求。本工程采取了以下措施并取得了很好的效果： 4.1 筒体中预埋钢骨深化图除了经过设计院的审核外，必须经过连廊深化设计负责人审 核。 4.2 鉴于两家单位制作和安装，因此范围界定和配合设计、施工为关键，例如牛腿上的 螺栓孔必须由连廊构件统一深化设计，由钢骨加工厂在厂家开孔。因

6、此由总包组织设计院和 两个加工厂进行协调，从图纸设计内容和加工制作标准进行合理规定。 4.3 因连廊构件形状各异，且现场拼装量很大，所以，要求所有主要构件均在厂家进行 预拼装。为解决筒体钢骨安装偏差的问题，在筒体结构施工完后，及时将预埋构件的测量成 果提供给连廊构件加工厂，将误差在构件加工时进行考虑。 5 5 进场检验和现场拼装进场检验和现场拼装 5.1 构件进场检验除了规范上要求的检查项目外，结合本工程连廊的特点，需对以下项 目进行重点检查： 5.1.1构件制作部位的螺栓孔位置、数量、大小； 5.1.2构件焊接坡口的方向； 5.1.3构件的尺寸（尤其是分段加工、现场拼接的构件，除了检查每一段

7、的尺寸外， 需对各段尺寸进行综合检查） ； 5.1.4各种异型钢构件的角度； 5.1.5构件的变形情况（尤其是钢屋架，检查是否有扭曲现象） 。 5.2 现场拼装：在检查合格的拼装平台上，用 50t 汽车吊将拼装构件的两段按拼装的位 置放在瓶装平台上。用千斤顶、垫铁调整，先校正标高平整度，再校正位移偏差，采用经纬 仪、水平尺配合精确测量。调整到位后采用临时螺栓固定，再拼装第三段，整个构件临时拼 装好后，进行整体测量校正，合格后进行焊接。焊接完后进行最后的测量，并做好测量成果。 合格后方可吊装。现场拼装完后立即吊装，防止构件变形。 6 6 构件吊装：构件吊装： 6.1 吊装顺序 6.1.1 根据本

8、工程的特点，将连廊构件的吊装划分为 A、B(B1+B2)、C、D 四个区域（见 图 1） 。C区 B1区A区B2区D区连廊钢结构吊装区域划分图配楼塔楼6.1.2 考虑到合理施工机械、充分利用现场的施工条件，吊装按照 A、B、C、D 的顺序进 行，其中 B1 和 B2 区可以同时进行。每个区域的吊装顺序如图 2。6.2 吊装方法 6.2.1 主桁架吊装：采用分段吊装、设临时支撑、空中对接的方法。 （1）在两个半榀桁架对接接头位置用碗扣式脚手架搭设立杆间距为 600mm 的临时支撑 架，截面尺寸为 3000mm3000mm，成为三榀主桁架对接安装的位置。然后将拼装两段的主桁 架，用 50T 汽车吊

9、将其倒运至 160T 汽车吊站位附近，并用临时支撑固定； （2）用 160T 汽车吊按施工顺序进行主桁架吊装（主桁架选用两点绑扎法进行吊装） 。 将与砼筒连接的两段桁架吊装就位后，一端与砼基础上的支座连接，另一端设置在临时支撑 架上，就位后用两道揽风绳临时固定，再将第三段桁架吊装就位，设置在临时支撑架上，然 后将三段桁架再临时支撑架上调整到安装位置，并临时固定； （3）测量校正后，再用焊接和螺栓连接将桁架固定成型，后进行下一榀桁架吊装（见 图 3，主桁架分段吊装示意图） ； （4）吊装第二榀主桁架前，用倒链将一根支撑与第二榀主桁架临时固定，当第二榀主 桁架安装就位，将支撑与第一榀相连后，用两道

10、揽风绳将第二榀主桁架临时固定，再安装一 根支撑后松钩，然后用同样的方法吊装下第三榀主桁架。主桁架吊装次桁架吊装支撑吊装次梁吊装屋面系统吊装下一个区域吊装夹层构件吊装（a）主桁架临时支架（碗口架）砼筒体临时支架（碗口架）（b）砼筒体主桁架砼筒体主桁架临时支架（碗口架）临时支架（碗口架）（c）砼筒体主桁架砼筒体主桁架分段吊装示意图临时支架（碗口架）临时支架（碗口架）6.3 次桁架吊装 等每个区域的主桁架安装完成之后，并测量校正合格后，再安装主桁架之间的次桁架， 采用两点绑扎法吊装，当所有次桁架安装完成后，并测量校正到位后再进行其他构件（支撑 及小梁）的安装。 6.3.1小梁和支撑的安装顺序：从中间

11、向两边安装，以 A 区为例：先安装靠近中间次 桁架的支撑，再安装靠近砼筒的支撑。将所有主桁架之间的支撑安装完毕后，再安装边桁架 及支撑， 6.3.2所有下层构件安装完成后，进行下层构件整体测量校正。 6.3.3等一个区域下层全部构件吊装、整体校正合格后，再进行桁架的焊接和高强螺 栓连接。最终固定并整体测量合格后，再进行上层结构和屋面结构的安装。 6.4 屋面结构的安装 采用分三段加工、现场拼接、整体一次吊装的方法（见图 4） 。 6.4.1每个区域屋架的安装从一段向另一端顺序安装； 6.4.2每个钢架吊装后先临时固定，装完后一个区域内屋架安装完并测量校正到位后， 进屋架间其他构件的安装； 6.

12、4.3一个区域内屋架及其他构件全部安装完、并测量校正后，进行焊接和高强螺栓 最终固定。4306868211247379225755分段线分段线屋面钢架分段图(GJ6)采用脚手架管 对屋面刚架进行加固回填区吊车吊装屋面刚架 说明：1.综合管廊混凝土框架表示此步骤所吊装的构件。重心混凝土筒体6.5 整体测量 等一个区域内全部钢构件安装、连接完毕后，进行整体测量，并做好测量成果报告。 6.66.6 焊接和高强螺栓连接控制 除了满足规范对焊接和高强螺栓连接的要求外，本工程从以下几方面加强控制： 6.6.1针对工程的特点，合理安排吊装和临时固定、最终固定的顺序； 6.6.2焊接、高强螺栓混合节点的连接顺序：高强螺栓连接下翼缘焊接上翼缘焊 接； 6.6.3高强螺栓的连接要求：初拧终拧，且初拧、终拧在同一天内完成。 6.6.4焊接要求： （1）同一梁的两端的不得同时焊接，等一端焊接完毕后，且冷却后，方可进行另一 端的焊接。 （2）焊后消除应力处理：采用锤击法消除中间层应力，使用圆头手锤，不得对根部 焊缝、盖面焊缝或焊缝坡口边缘的母材进行锤击。 7 7 体会体会 大跨度钢桁架吊装方法多种，针对本工程周边环境复杂、桁架形式多样的特点，恰当选 取安装方法，会取得了很好效果。