朱智鵬

廈門海投建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司（361000）

屋面桁架鋼構(gòu)懸挑式大跨度鋼桁架無胎架吊裝方法
——東南國際航運(yùn)中心總部大廈（37#地塊）C座

朱智鵬

廈門海投建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司（361000）

東南國際航運(yùn)中心總部大廈（37#地塊）CD座項(xiàng)目C座屋面鋼桁架結(jié)構(gòu)最大懸挑長度20 m，現(xiàn)場場地受限，胎架搭設(shè)難度大，無法使用大型吊裝設(shè)備。文章介紹了一種在有限施工條件下的鋼桁架無胎架吊裝方法，從而解決了受限場地?zé)o法搭設(shè)胎架及使用大型吊裝設(shè)備的問題,并有效地控制了鋼桁架安裝過程中的安全、質(zhì)量、進(jìn)度和成本。

懸挑式；大跨度；鋼桁架；吊裝

1 工程概況

東南國際航運(yùn)中心總部大廈（37#地塊）CD座位于廈門市海滄新區(qū)，西鄰海滄湖，東臨海滄大道。其中，C座為小型會展中心，D座為五星級酒店及配套用房，地下二層為車庫，總建筑面積約13.2萬m2。

本文所介紹的懸挑式大跨度鋼桁架位于C座屋面，懸挑鋼桁架均為鋼方管，弦桿最大截面為350 mm×350 mm×10 mm，腹桿最大截面尺寸為250 mm×250 mm×10 mm，拉桿最大截面尺寸為250 mm×250 mm×10 mm，屋面西側(cè)檐口標(biāo)高范圍為20.359～23.259 m，屋面東側(cè)檐口標(biāo)高范圍為21.126～35.416 m（如圖1所示）。

圖1 C座屋面立面圖

2 施工方案選擇對比

鋼桁架建筑功能為C座會展中心的屋面結(jié)構(gòu)。西側(cè)為海滄內(nèi)湖，東側(cè)為會展建筑下沉庭院，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，胎架及大型吊裝設(shè)備布設(shè)難度大。結(jié)合工程特點(diǎn)與施工環(huán)境，經(jīng)過多次專題會研究篩選出3種方案，并從中選出最優(yōu)方案作為實(shí)施方案。

1）整體吊裝

整體思路:在現(xiàn)場的臨時加工廠內(nèi)將桁架拼裝成整體然后起吊，要求吊車起重量大，并且有良好的站位條件。

施工難點(diǎn):由于四周環(huán)境限制，吊車沒有架設(shè)位置。

2）分段吊裝

整體思路:在懸挑端下方搭設(shè)胎架，將分段桁架吊至胎架上再對接為整體。

施工難點(diǎn):鋼桁架最低檐口高度20 m，最高檐口高度35 m,且一側(cè)為內(nèi)湖，一側(cè)為下沉式庭院，胎架最高高度將超過35 m，胎架搭設(shè)數(shù)量和難度較大。

3）無胎架吊裝

整體思路:根據(jù)塔吊起重能力，在不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件下于地面拼裝鋼桁架時預(yù)留一部分腹桿不裝，吊裝前在鋼桁架固定端的鋼柱上加裝臨時支撐及連接板分別臨時固定鋼桁架的上下弦，鋼桁架吊裝固定后補(bǔ)桿。

施工難點(diǎn):鋼桁架吊裝后因自重將產(chǎn)生下?lián)?，撓度變形控制難度較大，鋼桁架存在傾角，起吊需控制角度。

無胎架吊裝法是利用鋼桁架固定端的鋼柱在工廠制作時預(yù)留的臨時連接措施在吊裝時固定鋼桁架，沒有胎架的使用，同時，采用補(bǔ)桿的方式利用塔吊吊裝，解決了現(xiàn)場不能使用大型吊裝設(shè)備的難題。保證了施工質(zhì)量，又保證了較高的施工工效，并且施工過程安全性較高,有效控制了施工成本，是最優(yōu)方案。

3 施工流程

桁架由塔吊吊至安裝位置后，測量人員根據(jù)定位軸線引測下弦桿標(biāo)高，將下弦桿的標(biāo)高及定位尺寸誤差調(diào)整在控制范圍內(nèi)，并采用倒鏈配合塔吊對桁架位置進(jìn)行微調(diào)，待定位吻合后用臨時支撐措施將鋼桁架位置鎖定，然后兩名焊工分兩步同時對稱焊接，焊接完成后塔吊解綁（約1 h）進(jìn)入下一步吊裝工序 （鋼桁架最大截面口350 mm×350 mm×10 mm，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》（GB 50661—2011）計算可知每個接頭焊縫重約0.9 kg，每榀桁架4個接頭焊接量總計3.6 kg，1個焊工每班 （按8 h計）可焊20 kg焊絲,每榀桁架2個焊工同時施焊，則焊接時間為 3.6÷2÷(20÷8)=0.72 h 即 43 min）。

懸挑鋼桁架吊裝流程如下:

1）將桁架整體起吊至待安裝位置。

2）用臨時措施進(jìn)行固定，測量校正后電焊工進(jìn)行焊接。

3）用臨時措施進(jìn)行固定，測量校正后電焊工進(jìn)行焊接（如圖2所示）。

圖2 懸挑鋼桁架

根據(jù)上述步驟將鋼桁架依次吊裝并形成穩(wěn)定體系（如圖3所示）。

圖3 形成穩(wěn)定體系

4 施工過程要點(diǎn)分析

4.1 懸挑端吊裝固定

鋼桁架固定端的鋼柱在工廠制作時預(yù)留了臨時連接措施，包括安裝馬板、帶孔夾板。吊裝時利用馬板+臨時夾板+螺栓的形式進(jìn)行固定，同時，在懸挑端的外側(cè)可增加一根臨時支撐（如圖4所示）。

圖4 增加的一根臨時支撐

4.2 懸挑端位移控制

對于只有一端固接的懸挑端桁架，考慮到其穩(wěn)定性，可在吊裝時利用鋼柱與桁架下弦桿之間的豎向斜撐或鋼柱與懸挑桁架之間的水平斜撐進(jìn)行固定。同時，通過Midas/Gen對懸挑鋼桁架進(jìn)行模擬計算分析，在考慮自重、施工載荷、焊接變形情況下，計算懸挑端的位移，除了對懸挑端單獨(dú)進(jìn)行位移分析，還需對懸挑端整體位移進(jìn)行分析，得出計算結(jié)果，進(jìn)一步對標(biāo)高控制進(jìn)行修正。在實(shí)際施工過程中，將按最不利的工況予以考慮，保證懸挑桁架在安裝過程中標(biāo)高準(zhǔn)確符合設(shè)計要求。

根據(jù)理論負(fù)位移調(diào)整懸挑桁架安裝高度及角度，并在形成穩(wěn)定體系后對標(biāo)高控制點(diǎn)位移情況監(jiān)測和分析，經(jīng)驗(yàn)收檢測桁架的撓度、垂直度及平面彎曲均滿足規(guī)范要求。

5 結(jié)語

東南國際航運(yùn)中心總部大廈 （37#地塊）CD座項(xiàng)目C座屋面懸挑式大跨度鋼桁架的施工，應(yīng)用AutoCAD、midas/Gen等BIM平臺軟件對本施工方法進(jìn)行精確建模和施工模擬，依托于BIM軟件施工模擬結(jié)果的導(dǎo)向性采用無胎架的吊裝方法，提高了施工效率，大大減少了高空作業(yè)量，增加了施工安全性，質(zhì)量可控，節(jié)省造價，為今后同類型結(jié)構(gòu)的安裝提供了可借鑒的方法。

[1]GB 50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2003.

[2]JGJ7-2010空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[3]GB 50205-2001北京:鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].中國計劃出版社，2002.