对高空桁架施工技术的探讨

娄广动 顾海涛

摘要：由于钢结构自重较轻，且施工简便，因此，在桥梁、工业厂房、高层建筑、体育馆等大型建筑中被广泛应用。而高空桁架的施工，是钢结构安装施工中的一个重要环节，本文以某比赛场馆的施工实例，设计出一套行之有效的施工方案希望与各位同仁共同学习。

关键词：高空作业；桁架；安装技术；探讨；

一、工程概况

比赛馆采用的是大跨度双向钢桁架，训练馆则采用的是实腹式门式钢框架，其它则采用钢筋混凝土的框架结构。建筑桁架层数为地下上各一层，总高度为29米。体育馆南北长121.2米，东西长101.1米，屋面采用双向BOX钢管桁架与H型钢梁组合结构，桁架东西跨度82.4米，南北77.1米。由于本工程主结构桁架尺寸较大，采用杆件较多，因此，钢件均采用"散件出厂，现场拼装，分段吊装"的施工方法。

二、施工前对支撑架的布置

（一）、支撑架的布置

在布置支撑架时，在确保不影响承受力的情况下，可以向外悬挑一定的距离，以便扩大操作平台的空间。平台四周边缘必须设置1.2米的安全防护网，以确保施工人员的安全。同时，为了方便工作人员上下，根据结构特点，可在平台一侧安装安全梯。安全梯可以采用钢管支撑架进行搭设，必须设有扶手、栏杆、安全网等。

（二）、支撑架布置的质量标准

首先，支撑架采用的材质必须符合要求，避免劣、废材质的出现。其次，确保支撑架的构造以及搭设符合有关技术规定，而且还要符合设计的要求，搭接必须牢固可靠。最后，支撑架的立杆必须垂直，底脚必须稳固，支撑架垂直的偏差要小于H/500（H为架高），并不超过设计规定。

三、桁架的组拼施工

（一）桁架组拼工艺流程

桁架进行组拼时，必须按照审定顺序进行。桁架的组拼流程一般为：空中对接支承架的搭设、复核支座处埋件轴线的位置及标高、将分段桁架吊装到支撑架上进行临时固定、调整分段桁架轴线的位置及标高、按顺序分别将桁架吊装到位、对桁架进行测量校正、进行焊接、进行焊接探伤、检验合格、进行涂装、中间验收等。

（二）、桁架吊装施工

由于工程的桁架比较长，而且是平面桁架，根据桁架的分段，为了防止分段桁架产生变形，确保分段构件在吊装时的稳定及在空中态势的可调节性，根据以往的施工经验，对其采取扁担梁吊装的方式进行施工，将吊点设置在桁架上弦的节点处，对每个吊点处的吊索和水平面的角度要控制在45～70度。对桁架起吊时的重心水平，要通过手拉葫芦来对起吊钢丝绳进行调整，以达到其平衡。

（三）、桁架在空中的对接

对构件进行吊装后，需要对其进行微调，对上下进行微调时，要利用设置在高空支架上的千斤顶来完成。对侧向微调时，要利用支撑架上的拼装胎架来保证构件的相对位置，再利用胎架两侧设置的千斤顶对侧向位移进行调整。全部调整达到设计标准后，进行整体的焊接施工。为了解决分段桁架的高空定位要求，在桁架分段处的下方要搭设临时的高空支撑平台，分段桁架之间的高空，要利用耳板对钢桁架实施空中对接，待整榀桁架全部安装完成，对其进行检测，确保无误后，进行最终的焊接。

四、高空拼接组装质量及措施

（一）、高空的拼接质量措施

为了能在空中对桁架进行拼接，必须设计安全可靠的支撑架，并可以对接头的位置进行适当的调接，并按指定要求进行安装。焊接前必须编制合理的焊接工艺与顺序。严格按焊接流程进行焊接。根据焊接方案的要求，合理选用焊材。组装焊接时，为了能够最大限度减少焊接变形的出现，可以采取对称反向焊接方法。严格把控焊缝尺寸，不得任意加大或减小焊缝的高度与宽度。为了减少焊接气孔等缺陷的产生。焊接前要将焊接区边缘的铁锈、毛刺、污垢等清除干净。焊后要及时清理焊缝表面的溶渣及两侧飞溅物，检查焊缝外观质量，合格后，在焊缝及部位打上钢印。施工人员必须持证上岗，施焊前要进行必要的培训。并严格按照施工流程作业。

（二）、高空拼装的检验验收

首先对焊接接头质量的检验：所有接头必须为对接焊缝，焊缝焊接必须保证一级，并采取100%的超声波检查，严格有关标准及规定执行。对桁架的跨距、中心线及位移、标高、起拱度的测量，必须采用钢尺、经纬仪器、水准仪、全站仪进行测量，，发现问题及时纠正。保确整个施工的精确度。

五、支撑架的拆除及注意事项

（一）、针对不同结构和支承情况，采取合理的拆除顺序

一）、支撑拆除方法

拆除过程是一个缓慢的受力体系转变、传力路线转变的过程，是从施工安装阶段到设计阶段的转化过程，拆除过程要避免结构局部构件与节点的破坏，这个过程要保证结构的安全、支架的安全。支撑拆除一般采用千斤顶拆除法进行拆除。支撑架的拆除要遵循逐级、分批、分区对称拆除的原则，拆除时要做到统一指挥，步调一致。

二）、拆除原则

拆除实际就是荷载转移过程，在荷载转移过程中，必须遵循"变形协调、卸载均衡"的原则。否则有可能造成临时支撑超载失稳，或者桁架结构局部甚至整体受损。因为施工阶段的受力状态与结构最终受力状态完全不一致，必须通过施工验算，制定切实可行的技术措施，确保满足多种工况要求。

三）、千斤顶拆除法

在下弦杆安装前，在支撑架和下弦杆之间要设置可调支撑架，并按设计要求放置千斤顶，确保将接触面顶紧。整体安装完成后，根据拆除步骤以及预定拆除释放量，控制千斤顶的回程，实现支撑架的拆除。拆除支撑架顶部下弦卸载工具。

四）、拆除保障措施

根据"变形协调，卸载均衡"的原则，将通过放置在支架上的千斤顶，多次循环微量下降来实现"荷载平衡转移"，具体可以采取以下措施：在拆除过程中，同一卸载步骤中的各支撑点无法做到绝对同步，支架支撑点卸载先后次序不同，其轴力必然造成增减，应根据设计要求或者计算结果，在关键支架的支撑点部位，放置检测装置（如贴应变片），检测支架支点轴力的变化情况，确保临时支架与桁架的安全。在拆除过程中，要严格控制循环卸载时每一级高程控制的精度，设置测量的控制点，对卸载的全过程进行监测，并和计算的结果进行对照，达到信息化的施工管理要求。

（二）、支撑架拆除注意事项

拆除前，要检查千斤顶的下降行程量是否符合该点挠度值的要求。对千斤顶行程进行计算时，要充分考虑到支架下沉引起行程增大的值，因此要余留足够的行程余留量（应大于50毫米）。对关键的支撑点要增加设备，以备应急使用。落位的过程中，必须"精心组织、精心施工"，要制定专门的"落位责任制"，设总指挥与分指挥进行分区把关。整个落位过程要在总指挥的统一指挥下进行工作。操作人员要明确自己的岗位职责，按指定位置进入施工现场。

六、结束语

通过对高空桁架从施工到支撑架的设置开始，及桁架吊装、组装、焊接及检测，最后支撑架卸载及拆除整个过程，只要严格遵守各项规章制度及有关标准，一定能够确保钢结构高空桁架安装的安全准确性。

参考文献：

[1]韦可高.大跨度钢桁架累计同步卷扬滑移施工技术[J].山西建筑，2010，05.

[2]李征，鄧铁军.钢管桁架相贯节点研究[J].湖南城市学院学报（自然科学版），2005，04.

[3]唐红，申涛，严洁猗.钢管桁架结构相贯节点设计分析和实验研究[J].石油化工建设，2005，06.