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1、鋼結構安裝方案管桁架結構安裝工法黑龍江省安裝工程公司 黃寶龍（國家注冊二級建造師）一、前言 隨著科學技術的發展和社會進步，如今各體育場館、展廳、機場等一般被設計成為鋼桁架結構，大跨度空間結構蓬勃發展，跨度越來越大，造型越來越新穎、別致，綠色環保、節約能源，施工期限短，對于安裝施工提出的技術要求也越來越高。由我黑龍江省安裝工程公司承包的七臺河市新興區木制品創業服務中心工程，42米、36米管桁架結構，由于跨度、重量及安裝高度都比較大，且地處內庭，地面承載力無法承受吊車吊裝時所產生的沖擊力，無法采用常規方法進行安裝。結合今年多種施工方案的分析和研究，最終確定了現場拼裝，高空滑移到位的施工方法。該管桁2、架采用無縫鋼管及高頻焊管通過焊接球連接而成，兩棟廠房共39榀，單榀最重約8噸，跨度為42米、36米，安裝高度為12米。二、工法特點（一）、大跨度桁架體系直接就位在設計位置，支座安裝精度易于保證。（二）、對起重設備、牽引設備要求不高，可用小型起重機或卷揚機，甚至不用。而且只需搭設局部的拼裝支架，如建筑物端部有平臺可利用，可不搭設腳手架。（三）、可充分利用桁架下部的樓面或地面結構，降低了結構的安裝高度，同時不需要大量的腳手架及腳手架搭拆人員，降低了設備投入成本（四）、采用該工藝使屋蓋鋼結構的吊裝、組對、焊接、測量校正、油漆等工序都可在同一胎架上重復進行，即可提高屋蓋的安裝質量、改善施工操作條件，又3、可以增加施工過程中的安全性。三、適用范圍（一）復雜支承條件的大跨度單跨、多跨空間桁架或網架結構（二）建筑平面為矩形、梯形或多邊形等平面。（三）支承情況可為周邊簡支、或點支承與周邊支承相結合等情況。（四）當建筑平面為矩形時滑軌可設在兩邊圈梁上，實行兩點牽引。（五）當跨度較大時，可在中間增設滑軌，實行三點或四點牽引，這是網架不必因分條后加大網架撓度，或者當跨度較大時，也可采用加反梁辦法解決。（六）現場狹窄、山區等地區施工；也適用于跨越施工；如車間屋蓋的更換、軋鋼、機械等廠房內設備基礎、設備與屋面結構平行施工。四、工藝原理（一）、結構直接就位在設計位置，垂直起重設備和胎架沿屋蓋結構組裝方向單向移動，4、通過滑移胎架和行走吊機完成屋蓋結構的安裝。（二）、將屋蓋鋼結構按照榀數和網格數分成若干單元，單元可在胎架移走后形成穩定的受力體系，在滿足此條件下盡量減少每單元桁架及網格數，但不得少于兩榀桁架或兩個網格。（三）、各單元按照吊車的起重能力又分為若干段。（四）、沿桁架垂直方向設置行走式塔吊和胎架滑移的軌道。（五）、根據單元的劃分制作滿足所有單元組裝的可搭拆胎架，胎架需要連接成一個整體，通過手動葫蘆牽拉將胎架移動到桁架單元的設計位置。（六）、吊機行走至組裝單元就近位置，順次將需要的分段吊裝至滑移胎架上，拼裝焊接成單元后，拆除滑移胎架支撐，將組裝單元直接落放在設計支座位置。（七）、以手拉葫蘆為動力源，通5、過滑輪組將胎架沿軌道空載滑移至下一組裝單元位置，通過調節、修改形成下一單元的組裝胎架，與樓面或地面做臨時固定。塔吊行走至本組裝單元就近位置拉點處牽拉進行等標高滑移，待滑移單元滑移到設計位置后，拆除滑移軌道，固定支座。如此逐單元拼裝，分片滑移，直至完成整個屋蓋的施工。概括起來該工法為：高空分片組裝、單元整體滑移、累積就位的施工工藝。五、施工工藝流程及操作要點5.1工藝流程核對進場的各種節點、構件及連接件的規格、品種、數量（見下圖）復核定位軸線和標高檢查安裝前的準備工作檢查滑道預埋件平面位置和標高構件編號構件制作質量檢驗小拼或中拼單元驗收報告編制施工組織設計或施工方案原材料質量保證書和試驗報告網架6、安裝所使用的測量儀器必須按國家有關的計量法規的規定定期送檢滑移胎架安裝檢查滑移前的準備工作進行高空拼裝第一滑移單元安裝順序：應從中間向兩端或從中間向四周下弦 腹桿 上弦在預埋件上焊接滑道復核支點縱橫軸線位置調整支點標高網架兩端設導向輪滑移單元施焊順序從中間向兩端或從中間向四周施焊檢查牽引設備（倒鏈、千斤頂、手扳葫蘆、卷揚機等）及索具焊接檢查檢查滑行時控制尺寸合格結構變形檢查潤滑滑道試滑行索具檢查有無啃軌情況，清除滑道障礙物正式滑行第一個滑行單元就位進行網架單元全面檢查調整拼接支點標高結構單元脫離滑移胎架反復進行全部滑行完畢檢查網架撓度網架驗收焊支座（或不焊支座）及檢查調整接拼支點標高檢驗合格、7、拆除塔吊及收尾滑移工藝流程圖5.2施工要點（一）在平臺上放地樣，地腳放平后，在相應的部位打上膨脹螺栓，以起定位作用。（二）在主桁架相對應的場地搭建組裝胎膜，胎膜的搭建按下圖進行：腳手架（胎膜）按（三-a）搭設后，沿桁架縱向設置5個測點，確定相應的標高位置（同時考慮安裝的預拱1/500）。（三-a）主桁架縱向胎膜 上弦測點標高 下弦測點標高 （三-b）主桁架組裝截面圖（三）用經緯儀復合縱橫軸線及標高，發現問題及時處理，并彈出桁架安裝位置線；（四）滑道做法：用行車梁連接成整體，直接固定在管桁架底座的短柱上；（五）關于水平力消除，可在滑移到位后，對準基準線鋼球支座處，千斤頂卡在支座板上，逐步頂高；也8、可在預埋板上加定位螺栓或定位鋼板；（六）平移過程控制，采用單條滑移法，調整好高度，控制好速度，同時應時刻注意桁架變化情況；（七）就位控制：就位時應放松千斤頂使桁架支座緩慢落在弧形支座上，并控制好支座下落速度。（八）下弦、上弦就位、調整后，將所有的副桿組裝就位，點固焊接，用經緯儀和水準儀測量記錄相應的數據，認為合格后進行焊接主弦和副桿的相貫線焊縫，焊接的順序應按相應的焊接工藝規程進行，以防產生嚴重的焊接變形和桁架的扭曲變形。（九）桁架油漆施工：在桁架未離開胎架前，盡早按圖紙設計要求對桁架進行底漆及中間層油漆的噴涂，面漆到桁架安裝到位后統一噴涂。（十）平移過程的控制：1、軌道的固定方式：軌道固定在9、10軸、17軸柱軸線上，用壓板壓住軌道的下翼板，并在原有地腳螺栓上將螺母擰緊固定。同時將軌道焊接固定在預埋鐵板和壓板上。固定方式見下圖（一）圖（一）2、軌道之間的連接：軌道連接為剛接。每段吊車軌道之間腹板用2個M1655 10.95高強螺栓連接固定，翼板焊接固定，滑移過程中節點位置用20工字鋼支撐。支撐方式見下圖。圖（二）3、軌道側移的防止：保證軌道與柱子預埋件上的連接牢固、可靠。在走道上用腳手架鋼管支撐軌道，防止側移。4、滑移接觸面處理：每個桁架支座底部焊接兩條20mm圓鋼，與軌道平行放置，用以減少桁架支座與軌道的接觸面積。在滑移過程中添加黃油以減少接觸面摩擦系數。5、滑移動力的選擇：本方案10、滑移方法為兩榀桁架同時滑移，為保證滑移過程中桁架的協調統一，兩榀桁架4個支座為葫蘆的牽引節點，每個節點都用3t的手拉葫蘆牽引，共設4個手拉葫蘆。葫蘆另一端用鋼絲繩固定于10軸、17軸混凝土柱上。摩擦力計算： 桁架自重約8T鋼的摩擦系數：無潤滑：0.15；牽引力：0.158T = 1.2T2T；有潤滑： 0.1 ；牽引力：0.18T 0.8T2T因此使用2T的葫蘆作為牽引動力符合要求。6、桁架滑移速度的控制：由于桁架跨度大，指揮員在2層中間平臺上對兩側的滑移速度進行協調控制，保證兩邊桁架支座在軌道上以相近的速度滑移。兩側軌道上的工作人員需要聽從指揮員的指揮，確保兩側的相對位移控制在5cm以內。711、桁架的變形控制：桁架跨度大、重量大，在滑移中容易發生變形，因此采取了各項措施預防桁架變形。每兩榀桁架上弦管由5根系桿連接固定；下弦4個支座間共設置4條對拉、斜拉鋼絲繩索，用葫蘆拉緊，防止桁架下弦向外側展開，并確保軌道滑移平面的穩定性。（十一）就位控制： 1、桁架到位后的安裝：桁架到位前，先對10軸、17軸側的走道上方屋架梁進行加固，以20工字鋼作為支撐頂住梁端，點焊固定。桁架滑移到位后，每個球支座上以一只3t的手動葫蘆掛到屋架梁上，以葫蘆牽引桁架進行提升吊裝，一側起吊需要2只3t葫蘆。2、吊裝步驟：17軸線上的兩個球支座整體提升使桁架一側離開軌道一定高度。桁架離開軌道后，將軌道卸下，清理預埋12、件上的污垢。按設計要求在支座上安裝橡膠墊。將桁架整體下降到預埋支座上，定位以后擰緊地腳螺栓。同樣方法吊裝10軸線一側。六、材料與設備機具設備表序號名稱規格型號用途1起重機根據構件重而定桿件或拼裝單元安裝2千斤頂5，10，20，10t調節拼裝支點高度3螺旋式調節器510t調節拼裝支點高度4交流弧焊機42KVA焊接球節點與焊縫焊接5直流弧焊機28KW碳弧氣刨修補焊縫6小氣泵配合碳弧氣刨用7砂輪100120打磨焊縫8全站儀軸線測量9經緯儀軸線測量12水平儀標高測量11鋼尺測量12拉力計3050m測量13液晶測厚儀10kg空心球壁厚測量14液晶溫度計焊接預熱溫度15拷槍焊接預熱16氣割工具17倒鏈葫蘆13、根據牽引重量而定網架滑行牽引18卷揚機根據牽引重量而定網架滑行牽引七、質量控制符合下列規范規程要求：鋼結構工程質量驗收規范GB502052001八、安全措施1.管桁架現場拼裝安全措施：胎架搭設過程中做好安全措施，每個胎架用角鋼設置支撐，每個架子設置4個方向的斜撐，確保胎架的穩定性，防止傾倒。管桁架上下弦吊裝就位過程中，用麻繩拴住管子的兩頭并拉住，防止吊裝中管子旋轉撞到其他物品傷人。L、S軸胎架上方設置鋼絲繩作為安全母索，位置控制在上下弦中間，供施工人員組對焊接腹桿時使用。施工人員上高空施工必須系好安全帶，并扣在母索上。設置2具移動門式腳手架，作為管桁架上下弦對接施焊作業的平臺，腳手架間用鋼管連14、接。因高度較高，設置4道纜風確保穩定。上弦鋪設移動木板（50mm厚），作為腹桿安裝時施工人員的作業平臺。使用時用鐵絲將木板與上弦管捆緊固定。腹桿安裝固定后，相鄰2跟腹桿間焊接10角鋼，左右兩側基本保同一高度，上鋪木板（50mm厚），用麻繩將木板與角鋼捆緊固定，作為施工人員焊接腹桿的作業平臺。定期檢查安全帶，發現破損立即更換。、遇刮風下雨天氣，嚴禁施工人員上高空作業。、合理安放氣割用氣體，防止高空焊接火花濺落引起火災。各類電線合理拉設，破損處用膠布粘好，防止漏電。2.滑移現場具體安全措施：對工作人員進行專項安全教育，要求在滑移過程中必須聽從指揮，不得蠻干亂拉。每天滑移前對葫蘆、鋼絲繩及相關扣件進15、行檢查，發現問題及時處理。工作人員必須戴好安全帽，不準穿皮鞋或其他硬底鞋，防止在拉葫蘆時滑倒傷人。滑移過程中需要有項目部專職安全人員監督。在桁架滑移區域禁止人員通行。遇刮風下雨天氣，嚴禁施工人員上高空作業。油漆噴涂時，在桁架上設置鋼絲繩作為母索，工作人員將安全帶扣到母索上。九、環保措施1. 拼裝現場材料、機具擺放整齊有續；2. 及時清理現場的各種包裝帶垃圾；3. 構件焊接時采取遮擋措施，防止焊花飛濺。4. 涂刷油漆時應防止油漆滴落到樓板上，對用完的油漆筒及油漆工具及時清理。十、效益分析七臺河市新興區木制品創業服務中心工程面積約為11600平方米，高度為12米。如采用搭設滿堂腳手架高空原位拼裝，則需要鋼管60噸以及大量的腳手板，工期需要5個月。而采用高空滑移法，則不需要搭設腳手架，工期縮短為3個月，施工人員也大量減少，可節約工程費用約30萬元。十一、應用實例1、七臺河市新興區木制品創業服務中心42米跨管桁架。2、七臺河市新興區木制品創業服務中心36米跨管桁架。