大跨度管桁架结构吊装技术研究与工程应用

崔 晓 林

(宁夏煤炭基本建设有限公司，宁夏 银川 750200)

随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，钢管结构也取得较大的突破。特别是在网架基础上发展起来的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐。然而，管桁架结构大都体型庞大且造型复杂，施工难度较大，风险也相对较高。这就使得拼接吊装和安装就位成为整个施工过程中一个至关重要的环节。

1 大跨空间结构主要吊装方法

目前，我国大跨空间结构常用的吊装方法主要有分条(分块)安装法、高空散装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法和整体顶升法等。具体方法的选择需要结合结构特点和现场施工条件综合分析。

1.1 分条(分块)安装法

分条(分块)安装法是指将结构分成条状或块状单元，分别用起重机吊至高空设计位置，再拼装成整体的安装方法。分条安装法和分块安装法分别针对于条状单元和块状单元，其中，条状单元是指将结构沿长跨方向分割成的若干区段单元，通常一个网格至三个网格可以设为一个区段单元；块状单元是指结构沿纵横双向分割而成的单元，其单元形状可为正方形或矩形。由于该方法大部分焊接和拼装工作都是在地面进行的，焊接、拼装质量相对较好，另外，由于对原结构进行分条或分块处理，可以充分利用现有起重设备。

1.2 高空散装法

高空散装法主要用于较小拼接单元或者散件单元原位总拼。该方法高空作业较多，脚手架需求量也相对较大，工期往往较长，因此，占用场地时间较长。高空散装法多用于焊接空心球节点网架以及螺栓球节点网架结构的安装。

1.3 高空滑移法

与分条安装法类似，高空滑移法同样需要将结构单元划分为多个条带。与分条安装法不同之处在于，本方法还需设置滑轨并将划分好的条状单元滑移至设计位置并完成拼装。当然，条状单元可以在地面完成拼装后再吊装，也可以用小拼单元在高空拼装平台上拼装成条状单元。

1.4 整体吊装法

整体吊装法多用于已完成地面整体拼装的结构。吊装时可采用单台或多台起重机开展吊装工作。该方法省去了脚手架和高空拼装平台，高空作业少，且焊接质量较高，几何尺寸准确；但该方法离不开大型起重设备的参与，而且地面拼装环节需占用场地并对工期产生影响。

1.5 整体提升法

整体提升法是指在地面投影位置完成整体结构拼装，利用起重设备将拼装好的结构提升至设计高度的施工方法。该方法多用于周边支撑或者点支撑网架结构。

1.6 整体顶升法

整体顶升法与整体提升法均需要首先完成地面投影位置的整体结构拼装工作，不同之处在于，整体顶升法是利用千斤顶并配以垫块将结构逐步顶升至设计高度的方法。但该方法需设置导轨，从而防止顶升过程中结构意外偏转事故的发生。

2 工程案例

2.1 工程概况

本工程为某电厂条形煤场封闭钢结构，主体结构形式为空间管桁架结构体系，管管相贯节点。共30榀主桁架，两端为山墙主桁架，中间28榀为预应力管桁架。山墙主桁架为四管桁架，宽度为3 m，中间桁架为倒三角桁架，宽度为4 m，桁架间距为6 m。工程总长度为290 m，跨度为145 m，桁架矢高为37.5 m，桁架顶部最高点的高度为41.982 m。桁架采用上弦双支座支撑，支座采用球铰支座，支座底部标高为+1.5 m，料场内标高为±0.000 m。结构布置图如图1所示。

2.2 吊装方案

本工程为新建工程，场地相对开阔，根据该工程现场条件及工程的结构特征，准备对该工程管桁架分两个区同时进行施工，其中一区为①轴～轴，二区为轴～轴，一区从轴往①轴方向进行安装，二区从轴往轴方向进行安装。图2为施工方案示意图。

所有管桁架杆件均在工厂进行相贯线切割，然后进行热浸锌，发运至工地后进行分段组装。根据本工程的跨度，将该工程管桁架分A，B，C，D四段，安装顺序为先将组装好的A，D段吊装至设计位置，用塔架进行临时支撑，然后将B，C段吊装至临时塔架进行对接，B，C段对接完毕形成E段后，在地面进行挂索并初步张拉，然后用两台130 t履带吊吊装至高空与A，D段进行空中对接，并将次桁架同时进行安装，两榀桁架形成稳定单元后，再次进行拉索张拉至设计要求。

2.3 管桁架安装

1)塔架安装。

塔架高度为30 m，采用地面整体拼装，然后用履带吊一次吊装到设计位置，校正好垂直度后，在塔架的四周拉设缆风绳，缆风绳在塔架的绑扎点高度为20 m，缆风绳与地面的夹角为60°，如图3所示。

2)B，C段对接及拉索安装。

当B，C段地面组装完毕，用履带吊分别将B，C段吊装至对接场地进行空中组对形成E段，对接完毕后进行挂索工作并对拉索进行初步张拉，保证E段的变形满足设计及施工要求。限于篇幅，仅展示B段吊装和拉索安装示意图，分别如图4,图5所示，C段不再赘述。

3 现场测量方案

作为施工的依据，在施工过程中进行的一系列测量工作，衔接和指导各工序的施工，它贯穿于整个钢结构施工过程，是钢结构施工的关键技术工作之一。通过高精度的测量和校正使得钢构件安装到设计位置上，满足绝对精度的要求，因此测量控制是保证钢结构安装质量以及工程进度的关键工序。

4 结语

空间结构工程因体型巨大，造型复杂而大都采用吊装技术进行施工，但通常情况下吊装施工技术难度大，事故风险高，是整个工程建造过程中的关键环节。精确的吊装内力分析、合理的吊装方案设计，以及科学的施工组织管理除了可以确保施工质量，还可以有效降低工程事故风险，避免事故发生，并最大限度降低施工成本，保障施工进度。