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1、鋼結(jié)構(gòu)安裝方案管桁架結(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展和社會進步，如今各體育場館、展廳、機場等一般被設(shè)計成為鋼桁架結(jié)構(gòu)，大跨度空間結(jié)構(gòu)蓬勃發(fā)展，跨度越來越大，造型越來越新奇、別致，綠色環(huán)保、節(jié)約能源，施工期限短，對于安裝施工提出的技術(shù)規(guī)定也越來越高。由我黑龍江省安裝工程公司承包的七臺河市新興區(qū)木制品創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心工程，42米、36米管桁架結(jié)構(gòu)，由于跨度、重量及安裝高度都比較大，且地處內(nèi)庭，地面承載力無法承受吊車吊裝時所產(chǎn)生的沖擊力，無法采用常規(guī)方法進行安裝。結(jié)合今年多種施工方案的分析和研究，最終擬定了現(xiàn)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(shè)計位置，支座安裝精度易于保證。（二）、對起重設(shè)備、牽引設(shè)備規(guī)定不高，可用小型起重機或卷揚機，甚至不用。并且只需搭設(shè)局部的拼裝支架，如建筑物端部有平臺可運用，可不搭設(shè)腳手架。（三）、可充足運用桁架下部的樓面或地面結(jié)構(gòu)，減少了結(jié)構(gòu)的安裝高度，同時不需要大量的腳手架及腳手架搭拆人員，減少了設(shè)備投入成本（四）、采用該工藝使屋蓋鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、組對、焊接、測量校正、油漆等工序都可在同一胎架上反復進行，即可提高屋蓋的安裝質(zhì)量、改善施工操作條件，又3、可以增長施工過程中的安全性。三、合用范圍（一）復雜支承條件的大跨度單跨、多跨空間桁架或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)（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(jié)合等情況。（四）當建筑平面為矩形時滑軌可設(shè)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(shè)滑軌，實行三點或四點牽引，這是網(wǎng)架不必因分條后加大網(wǎng)架撓度，或者當跨度較大時，也可采用加反梁辦法解決。（六）現(xiàn)場狹窄、山區(qū)等地區(qū)施工；也合用于跨越施工；如車間屋蓋的更換、軋鋼、機械等廠房內(nèi)設(shè)備基礎(chǔ)、設(shè)備與屋面結(jié)構(gòu)平行施工。四、工藝原理（一）、結(jié)構(gòu)直接就位在設(shè)計位置，垂直起重設(shè)備和胎架沿屋蓋結(jié)構(gòu)組裝方向單向移動，4、通過滑移胎架和行走吊機完畢屋蓋結(jié)構(gòu)的安裝。（二）、將屋蓋鋼結(jié)構(gòu)按照榀數(shù)和網(wǎng)格數(shù)提成若干單元，單元可在胎架移走后形成穩(wěn)定的受力體系，在滿足此條件下盡量減少每單元桁架及網(wǎng)格數(shù)，但不得少于兩榀桁架或兩個網(wǎng)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(shè)立行走式塔吊和胎架滑移的軌道。（五）、根據(jù)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(shè)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(shè)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(diào)節(jié)、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(shè)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，直至完畢整個屋蓋的施工。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(jié)點、構(gòu)件及連接件的規(guī)格、品種、數(shù)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(yù)埋件平面位置和標高構(gòu)件編號構(gòu)件制作質(zhì)量檢查小拼或中拼單元驗收報告編制施工組織設(shè)計或施工方案原材料質(zhì)量保證書和實驗報告網(wǎng)架6、安裝所使用的測量儀器必須按國家有關(guān)的計量法規(guī)的規(guī)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(yīng)從中間向兩端或從中間向四周下弦 腹桿 上弦在預(yù)埋件上焊接滑道復核支點縱橫軸線位置調(diào)整支點標高網(wǎng)架兩端設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)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(wǎng)架單元全面檢查調(diào)整拼接支點標高結(jié)構(gòu)單元脫離滑移胎架反復進行所有滑行完畢檢查網(wǎng)架撓度網(wǎng)架驗收焊支座（或不焊支座）及檢查調(diào)整接拼支點標高檢查合格、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(yīng)的部位打上膨脹螺栓，以起定位作用。（二）在主桁架相相應(yīng)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(shè)后，沿桁架縱向設(shè)立5個測點，擬定相應(yīng)的標高位置（同時考慮安裝的預(yù)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(jīng)緯儀復合縱橫軸線及標高，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，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(guān)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(yù)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(diào)整好高度，控制好速度，同時應(yīng)時刻注意桁架變化情況；（七）就位控制：就位時應(yīng)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(diào)整后，將所有的副桿組裝就位，點固焊接，用經(jīng)緯儀和水準儀測量記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，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(yīng)按相應(yīng)的焊接工藝規(guī)程進行，以防產(chǎn)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(shè)計規(guī)定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(tǒng)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(yù)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(jié)點位置用20工字鋼支撐。支撐方式見下圖。圖（二）3、軌道側(cè)移的防止：保證軌道與柱子預(yù)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(cè)移。4、滑移接觸面解決：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(shù)。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(xié)調(diào)統(tǒng)一，兩榀桁架4個支座為葫蘆的牽引節(jié)點，每個節(jié)點都用3t的手拉葫蘆牽引，共設(shè)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(shù)：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規(guī)定。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(cè)的滑移速度進行協(xié)調(diào)控制，保證兩邊桁架支座在軌道上以相近的速度滑移。兩側(cè)軌道上的工作人員需要聽從指揮員的指揮，保證兩側(cè)的相對位移控制在5cm以內(nèi)。711、桁架的變形控制：桁架跨度大、重量大，在滑移中容易發(fā)生變形，因此采用了各項措施防止桁架變形。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(shè)立4條對拉、斜拉鋼絲繩索，用葫蘆拉緊，防止桁架下弦向外側(cè)展開，并保證軌道滑移平面的穩(wěn)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(cè)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高吊裝，一側(cè)起吊需要2只3t葫蘆。2、吊裝環(huán)節(jié)：17軸線上的兩個球支座整體提高使桁架一側(cè)離開軌道一定高度。桁架離開軌道后，將軌道卸下，清理預(yù)埋12、件上的污垢。按設(shè)計規(guī)定在支座上安裝橡膠墊。將桁架整體下降到預(yù)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(cè)。六、材料與設(shè)備機具設(shè)備表序號名稱規(guī)格型號用途1起重機根據(jù)構(gòu)件重而定桿件或拼裝單元安裝2千斤頂5，10，20，10t調(diào)節(jié)拼裝支點高度3螺旋式調(diào)節(jié)器510t調(diào)節(jié)拼裝支點高度4交流弧焊機42KVA焊接球節(jié)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(jīng)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(yù)熱溫度15拷槍焊接預(yù)熱16氣割工具17倒鏈葫蘆13、根據(jù)牽引重量而定網(wǎng)架滑行牽引18卷揚機根據(jù)牽引重量而定網(wǎng)架滑行牽引七、質(zhì)量控制符合下列規(guī)范規(guī)程規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量驗收規(guī)范GB502052023八、安全措施1.管桁架現(xiàn)場拼裝安全措施：胎架搭設(shè)過程中做好安全措施，每個胎架用角鋼設(shè)立支撐，每個架子設(shè)立4個方向的斜撐，保證胎架的穩(wěn)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(zhuǎn)撞到其他物品傷人。L、S軸胎架上方設(shè)立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(shè)立2具移動門式腳手架，作為管桁架上下弦對接施焊作業(yè)的平臺，腳手架間用鋼管連14、接。因高度較高，設(shè)立4道纜風保證穩(wěn)定。上弦鋪設(shè)移動木板（50mm厚），作為腹桿安裝時施工人員的作業(yè)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(cè)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(yè)平臺。定期檢查安全帶，發(fā)現(xiàn)破損立即更換。、遇刮風下雨天氣，嚴禁施工人員上高空作業(yè)。、合理安放氣割用氣體，防止高空焊接火花濺落引起火災(zāi)。各類電線合理拉設(shè)，破損處用膠布粘好，防止漏電。2.滑移現(xiàn)場具體安全措施：對工作人員進行專項安全教育，規(guī)定在滑移過程中必須聽從指揮，不得蠻干亂拉。天天滑移前對葫蘆、鋼絲繩及相關(guān)扣件進15、行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。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?；七^程中需要有項目部專職安全人員監(jiān)督。在桁架滑移區(qū)域嚴禁人員通行。遇刮風下雨天氣，嚴禁施工人員上高空作業(yè)。油漆噴涂時，在桁架上設(shè)立鋼絲繩作為母索，工作人員將安全帶扣到母索上。九、環(huán)保措施1. 拼裝現(xiàn)場材料、機具擺放整齊有續(xù)；2. 及時清理現(xiàn)場的各種包裝帶垃圾；3. 構(gòu)件焊接時采用遮擋措施，防止焊花飛濺。4. 涂刷油漆時應(yīng)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(qū)木制品創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心工程面積約為11600平方米，高度為12米。如采用搭設(shè)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(shè)腳手架，工期縮短為3個月，施工人員也大量減少，可節(jié)約工程費用約30萬元。十一、應(yīng)用實例1、七臺河市新興區(qū)木制品創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心42米跨管桁架。2、七臺河市新興區(qū)木制品創(chuàng)業(yè)服務(wù)中心36米跨管桁架。