钢屋架施工及吊装

毕园

摘要：以联合车库梯形钢屋架施工现场实例，介绍钢屋架制作、焊接、涂装、吊装的施工工艺及注意事项，确保优质、安全施工。

关键词：梯形钢屋架 焊接 涂装 吊装

1 概述

沈阳市有轨电车沈抚新城停车场联合车库中停车列检库为2×27+2×21m单层排架结构，排架柱高7.5m，梯形钢屋架，东西轴线长82.8m，南北轴线长96m，钢屋架跨度分21m、27m两种，共30榀屋架组装，建筑物耐火等级二级、抗震等级三级，抗震烈度7度，耐火极限1.5小时，所有钢结构构件均采用薄涂型防火涂料刷面，颜色为白色。主构件均采用Q235-B钢，系杆、支撑等构件均采用Q235-B。

2 施工工序及施工方法

2.1 钢屋架的制作

2.1.1 材料控制

①钢屋架支座连接用锚栓为M24，所采用的连接螺栓为大六角高强度螺栓。安装定位螺栓采用M16，材质级别为Q235-B级钢。②向正规生产厂家订购钢材、焊材，并且确保所购材料须具备物理性能、化学成份等原始材质证明及出厂合格证。③按照规定对进场的钢材进行检查，合格后才能投入使用。④按照规范标准，钢材进场前，由试验部门对其锈、麻坑等表面状态进行严格把关，对于不符合规定要求的材料不得投入使用。⑤按照规范，在使用焊材前，需要对其进行烘焙处理。

2.1.2 工艺过程

2.1.2.1 加工准备及下料

①屋架的加工使用混凝土平台，在经过夯实的土层上浇注混凝土，并经严格找平及抹面，混凝土平台表面不得有焊瘤和污物。②放样。所有钢构件在制作前均1：1放施工大样，复核无误后方可下料。按照施工图放样，逐个核对图纸之间的尺寸和方向等，放样时要。③钢材矫正预留焊接收缩量和加工余量。特别注意各部件之间的连接点、连接方式和尺寸是否一一对应，下料前，需要对钢材进行相应的矫正处理，在对钢材进行矫正时，为了确保保证下料的质量，需要将矫正偏差值控制在规范规定的允许偏差值以内。④除锈、刷底漆。钢屋架下料前应先除锈，刷底漆两遍。

2.1.2.2 零件加工

①切割：利用氧气对零件进行切割处理前，需要对钢材切割区域进行处理，确保表现的整洁性。清除切割后断口边缘熔瘤、飞溅物等。②焊接：在接长上、下弦型钢时，先对接头进行焊接，同时对其进行矫直处理。在对焊缝进行对接处理时，通常情况下需要在焊缝两端焊上引弧板，在材质、波口方面需要与焊件保持一致。③钻孔：用台钻对屋架连接钢板的螺栓孔进行处理，在一定程度上确保螺栓孔位置、尺寸的准确性。

2.1.2.3 小装配

屋架端部基座的组成部件需要预先进行拼焊，经过矫正处理后，将其拼装到屋架上。在焊接部件时，采用成对背靠背，用夹具夹紧再进行焊接，防止发生变形。

2.1.2.4 总装配

在对零部件进行总装时，需要按照下列步骤进行：①将实样放在装配台上，根据施工图，结合工艺要求进行起拱，同时预留焊接收缩量。②按照实样，在装配台上搭焊上弦、下弦、系杆等定位圆钢。③在实样上放置上、下弦垫板及节点连接板，对号入座，然后在连接板上放置上、下弦，使其紧靠定位圆钢。④点焊好的半片屋架翻转180°，以这半片屋架作模胎复制装配屋架。⑤在半片屋架模胎上放垫板、连接板及基座板。⑥将上、下弦及系杆放在连接板及垫板上，用夹具夹紧，进行定位点焊。⑦将模胎上已点焊好的半片屋架翻转180°，进行定位点焊。

2.2 钢屋架焊接

2.2.1 作业条件

熟悉图纸，按照《建筑钢结构焊接技术规程》的要求进行焊接工艺。施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。

2.2.2 作业准备

选择合适的焊接工艺，焊条采用现行国家标准《碳钢焊条》GB/T5117-1995规定的E4303型焊条，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等通过焊接工艺试验验证。

2.2.3 电弧焊接

在进行焊接前，需要对组装质量、焊缝区的处理情况等进行复查。其焊接顺序为：先焊上、下弦连接板外侧焊缝，后焊上、下弦连接板内侧焊缝，再焊连接板与腹杆焊缝；最后焊腹杆、上弦、下弦之间的垫板。焊完后，需要对熔渣及飞溅物进行清除。

2.2.4 焊缝检查

屋架下弦杆材料接头采用有衬管与母材等强的對接焊缝并焊透，其焊缝质量等级为二级。其它焊缝的外观质量不低于三级。焊接全部完成，焊缝冷却24h之后，全部做外观检查。

2.2.5 支撑连接板、系杆支座圆钢的装配，焊接。

2.2.6 成品检验

①焊接全部完成，焊缝冷却24h之后，全部做外观检查并做出记录。②用螺栓连接时，须将构件摩擦面进行喷砂处理。③按照施工图要求和施工规范规定，对成品外形几何尺寸进行检查验收，逐榀屋架做好记录。

2.2.7 除锈、油漆、编号

①成品经质量检验合格后进行除锈，除锈合格后进行油漆。②涂料及漆膜厚度应符合设计要求或施工规范的规定。③在构件指定的位置上标注构件编号。

2.3 钢屋架吊装

2.3.1 吊车选用

钢屋架安装高度为10m（考虑自然地面标高因素），屋架高3m，吊车回转半径为S=7m，杆长22m，吊车起重量为2.6t，选用25t汽车起重机，根据吊装参数表，其性能满足吊装要求。

2.3.2 钢屋架吊装受力计算

钢丝绳选用：索具重量为0.5t，单榀屋架自重2.1吨，吊装重量共计2.6t。钢丝绳受力简图如图1。

吊装时选用4根钢丝绳，根据平行四边形法则和矢量作图法求得钢丝绳的受力分别为9.42kN和7.32kN。计算简图见图2。

计算钢丝绳破断拉力取大值9.42kN。

则钢丝绳破断拉力：

Fg=P1×K/α=9.42×7/0.82=80.41（kN）

K——钢丝绳的安全系数，取7.0；

α——换算系数，取0.82

查表得（建筑施工手冊表14-3）：

选用Φ13-6×37+1 钢丝绳。

允许钢丝绳破断拉力总和取Fg=87.8kN>80.41kN，满足要求。

2.3.3 钢屋架吊装

①钢屋架在吊装前应先进行试吊。即将钢屋架吊装单元先吊离地面50cm，然后仔细检查吊索具、溜绳、加固系杆等，在确认满足要求后方能进行正式吊装。②吊装采用单榀吊装，吊点采用四点绑扎。③安装第一榀屋架时，在松开吊钩前初步校正；对准屋架支座中心线或定位轴线就位，调整屋架垂直度，并检查屋架测向弯曲，将屋架临时固定。④将屋架吊装至设计标高安放位置上部（略高于安放位置支撑面），然后进行对线工作。⑤第二榀屋架同样方法吊装就位好后，不要松钩，方木临时与第一榀屋架固定，跟着安装支撑系统，最后当钢屋架安装到位经检查确认合格后应立即进行紧固和焊接。⑥剩余屋架安装同第二榀屋的安装方法。⑦轴线和垂直度的测量校正，校正采用千斤顶和倒链进行，校正后立即进行固定。

3 结束语

随着经济的不断发展，钢结构实现了快速的发展，市场广阔。但是，随着钢结构应用范围的不断扩大，进而在一定程度上增加了钢结构的技术难度，同时对安装精度也提出了更高的要求，在这种情况下，其质量问题受到人们的普遍关注。我们应树立良好的质量意识，及时掌握新技术、新工艺、新方法，同时从大处着眼，小处着手，加强实施管理。一方面做好质量预控工作，另一方面重视过程控制和成果校核。进一步对质量进行控制，避免发生安装质量事故。

参考文献：

[1]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）.

[2]《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）.

[3]《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33-2001）.

[4]《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）.

[5]《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》（GB50212-2002）.

[6]《钢结构施工手册》（第四版，建工出版社）.

[7]《碳钢焊条》（GB/T5117-95）.