林 超

（福建省二建建設集團有限公司,福建 福州 350001）

隨著建筑設計與施工技術的發(fā)展，現(xiàn)階段大跨度鋼桁架的設計制造體系已經(jīng)成熟，但吊裝施工受到桁架自身結構與外部環(huán)境因素的影響，在施工后容易出現(xiàn)失穩(wěn)和變形的情況。因此，有必要實施科學合理的桁架吊裝方案。

1 工程概況

本項目名稱為福州三中濱海校區(qū)項目，主要由11 棟建筑及一層地下室，游泳館等配套設施組成，項目中包含學生與教工宿舍樓、食堂與學生活動中心、教學樓、體育館、國際交流中心等。其中6#樓國際交流中心屋面采用鋼桁架結構，縱長52m，跨度28m；11#樓主席臺、籃球館及游泳館鋼結構屋面采用混凝土柱結合鋼桁架梁的結構形式；游泳館屋面鋼桁架總長67.3m，跨度43m，籃球館屋面鋼桁架總長78m，跨度40.6m，主要采用Q235B、Q345B 鋼材。本工程作業(yè)環(huán)境圖（圖1）。

圖 1 本工程作業(yè)環(huán)境圖（6#樓國際交流中心及11#樓綜合體育館環(huán)境概況）

2 大跨度鋼桁架吊裝工程施工技術

2.1 選擇吊機

首先，選擇現(xiàn)場地面拼裝機械。吊機的選擇是鋼結構桁架吊裝方案的重要組成部分，本項目中最重桁架梁就是游泳館部分，長度43m，重量大約12.526t。其次為籃球館的桁架，長度40.6m，重量大約9.758t，工程計劃使用徐工機械QY50t 汽車吊用桁架，以此完成鋼結構桁架的拼裝施工。

其次，選擇主桁架整體吊裝機械。本項目中游泳館施工現(xiàn)場遇到阻礙，桁架梁GHJ2-2的高度為位于15.64m 處，重量12.526t，鋼架位于A-G 軸交9 軸位置處，結構基座標高的最高點12.96m，鋼桁架長度為43m，但是受到場地條件的限制，施工現(xiàn)場無法使用雙機進行桁架抬吊，只能在場外完成吊裝施工。所以計劃使用300t 汽車進行游泳館主桁架的整體吊裝，其他構件使用50t 的汽車在場內吊裝。此外，籃球館8-13 軸交L-S 軸區(qū)域為看臺，吊車無法成功進入，區(qū)域內的結構件只能單獨施工，鋼桁架梁GHJ-2 的吊裝高度21.4m 位置，長度40.6m，結構重量9.758t，受到場地條件的限制，與游泳館施工相同，無法雙機抬吊，所以選擇使用240t 重量的汽車將桁架整體吊入現(xiàn)場，其余部分場內吊裝。受場地限制影響，國際交流中心無法室內吊裝桁架，女兒墻檐口高度22.95m，桁架高度為3m，需要35m 的桁架吊裝高度，而吊車與施工地點之間有30m的距離，吊臂長度需要達到46m，計劃使用240t 汽車吊裝主桁架。

再次，按照施工現(xiàn)場的實際情況，科學選擇吊車工作位置。在游泳館桁架吊裝施工時，將吊車位置選擇在游泳館的南部，此處土層壓實，道路已經(jīng)硬化處理，能夠滿足吊車的工作條件。吊裝A-G 軸交9 軸鋼桁架時，桁架長度43m，A-D 軸距離21m，吊車和墻面之間保持6m 的安全距離，所以吊車與桁架的中心點距離大致有27.5m，圖2 為吊車與吊點位置情況，其中最大平面直線距離可以達到27.5m，可計為28m。（圖2）

圖 2 游泳館吊車與吊點位置情況

最后，確定吊車工作臂長與吊裝重量。以游泳館為例，游泳館桁架的吊裝高度最高為25.12m，其中包含混凝土柱頂標高、鋼桁架剛度以及吊繩剛度，由于平面最大距離為28m，所以吊車的工作臂長大致需要38m。游泳館單吊車起吊最大重量=鋼桁架重量12.526t+吊鎖重量1.11t=13.636t，項目中使用徐工機械QY300t 汽車吊，吊裝半徑與臂桿長度分別為28m 和40.9m，300t 汽車吊的吊裝能力最大可以達到23.9m，要求達到70%的吊裝安全系數(shù)，經(jīng)計算，吊車起重性能可以滿足吊裝要求。

2.2 桁架拼裝與對接

本項目中，鋼桁架需要在加工廠中提前分段加工，隨后再預拼裝，經(jīng)過質量驗收合格后才能進行上下弦分段拼裝。要求對分段桁架標號，方便運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后可以順利的完成拼裝。完成預拼裝后，還需要現(xiàn)場進行桁架拼裝對接，使用50t 汽車吊將桁架分段的吊入現(xiàn)場，拼裝施工技術要點如下：

（1）施工前準備與放線工作。將場地清理平整，土壤壓實，依據(jù)施工圖紙完成桁架拼裝，測量桁架界面與對角線的尺寸，保留工程數(shù)據(jù)，以此作為后續(xù)中端桁架的拼裝數(shù)據(jù)參考、游泳館南側準備面積為50m×20m 的平整場地負責堆放與拼裝對接桁架構件。

（2）安裝桁架拼裝胎架與腳手架，依 據(jù) 控 制 線 設 置 胎 架， 共20 根8m 長H300×300×10×15。分批次的構件入場，按照設計圖紙位置放置，桁架梁下架設墊木，同時預留出穿吊索的空間。

（3）采取側位平放的方式拼裝桁架，對場地找平后進行胎架鋪墊，隨后按照3 榀鋼桁架的標準開始拼裝和焊接。其中游泳館需要12榀鋼桁架，分成4 處擺放；籃球館需要13 榀鋼桁架，分成4處擺放。為了方便拼裝與焊接使用，工程使用50t 的汽車吊進行桁架翻轉與移動，從而提高施工效率。拼裝完成后應用角鋼型材在上下弦桿側向位置做好臨時焊接固定。

（4）桁架的焊裝拼接施工。要求梁下墊好枕木，依據(jù)控制線的設置情況進行桁架拼裝，底部設置千斤頂，在千斤頂?shù)淖饔孟伦龊蒙舷孪覙烁叩挠行д{節(jié)，安裝時做好臨時固定，等待桁架安裝完成后再焊接施工。

2.3 焊接施工

項目中應用的鋼桁架材質多為Q345B 鋼材，按照設計圖紙的要求確定焊縫等級，構件的對接焊縫等級為一級，其余為二級。采用手工電弧焊和二氧化碳氣體保護焊的焊接方法，一般手工電弧焊主要用在定位焊接和點焊，氣體保護焊由于焊接速度快，所以會用于主構件的現(xiàn)場節(jié)點焊接。焊接之前需要做好相應準備工作，選擇Q345B 材質的焊條，焊條直徑應達到3.5～4.0mm；選擇Q345B 材質的焊絲，型號為HJ（ER）50-6，要求焊絲直徑達到1.2mm。明確二氧化碳氣體的選擇要求，要求選用優(yōu)等品，且二氧化碳組分含量超過99.9%，不得在其中檢測出液態(tài)水與油，且水蒸氣與乙醇量不能超過0.005%。本項目中，進入施工現(xiàn)場的焊接材料必須附帶質量合格證書，且現(xiàn)場內應設置焊材存儲場地，負責對不同焊接需求的桁架分類保管。對氣體保護焊的焊絲加強防潮保護。

優(yōu)化焊接工藝，具體操作要點如下：（1）定位焊，要求焊機種類和焊材相符合，適當選擇偏大的電流值，在施焊之前清除雜物，特別是坡口背部襯板處的污物，防止焊接施工引發(fā)氣孔增生問題，要求定位焊達到過渡平滑，和母材有效融合，且收弧位置填滿弧坑。冬季與春季施工時，要求定位焊提前預熱，隨后使用石棉布將材料覆蓋保溫。（2）構件組裝定位焊之后，按照工藝參數(shù)與作業(yè)順序進行施焊，按照施工準備、焊前檢查、坡口清理、焊前預熱、定位焊、打底焊、中間層焊接、蓋面層焊接、焊縫外觀檢查、超聲波探傷等工序進行焊接施工。（3）檢查焊接質量。要求焊縫焊波均勻平整，表面沒有任何氣孔和裂縫，且沒有弧坑。采用無損探傷方式，一級與二級焊縫應采用超聲波探傷方法。

以鋼桁架梁對接焊工藝為例，相關施工技術要點如下：（1）根部焊接施工，從下部開始超越中心線10mm 的位置起弧，與定位焊接頭處前行10mm 位置收弧。再次始焊應在定位焊縫上退行10mm 引弧，在頂部中心處熄弧時應超越中心線至少15mm 并填滿弧坑。填充層焊接施工時在接近面層的位置保留2mm 左右的深度。面層焊接時，選擇較小的電流值，且控制坡口邊的熔合時間，同時快速完成換條和重新燃弧。（2）焊接之后做好清理與檢查工作，除去飛濺的焊渣，對量規(guī)器具進行幾何尺寸檢查，不能存在任何低凹、焊瘤、咬邊等缺陷。（3）焊接完成后應等待材料冷卻至常溫狀態(tài)，隨后采取uT 檢驗的方法，檢驗之后的接頭質量需要達到JB1152-82-I 級焊縫標準。（4）明確節(jié)點焊接順序，梁-梁拼接節(jié)點的焊接順序應避免上下弦梁截面兩對稱側焊縫收縮不均衡而使柱發(fā)生偏斜，以控制好結構的外形尺寸。

2.4 桁架吊裝

首先，進行桁架試吊。拼裝完成后提前試吊，要求桁架平穩(wěn)上升，緩慢起吊，距離地面200mm 之后懸停20min，檢查桁架結構是否穩(wěn)定，懸浮狀態(tài)以及吊車狀態(tài)，多次試驗確保沒有任何問題。

其次，桁架吊裝。測量預埋地腳螺栓的安裝精度，防止對吊裝產生影響，檢查地腳螺栓標高與平面位置，要求偏差不能超過2mm。安裝之前檢查桁架的連接件與構件中心線，兩端拉設纜風繩，設置倒鏈，以此控制桁架的偏移方向。第一榀吊裝就位之后，要求吊車暫時不脫鉤，對柱位節(jié)點做好固定，使用手動葫蘆與鋼絲繩分兩個方向等距離分6 點進行拉結至地面固定物，后吊車再行脫鉤。吊裝第二榀后依然不松鉤，還需吊裝桁架梁間的系桿、格構撐架，等結構穩(wěn)定后再脫鉤。

最后，做好吊裝施工的測量控制。采用砼柱頂和鋼桁架梁底板進行定位，完成鋼桁架安裝測控，采用水平位置與桁架頂水平度測量兩種方法，全站儀進行有效控制，水準儀進行標高復核，同時不斷優(yōu)化桁架吊裝流程。

3 結語

總而言之，憑借著自重輕、強度大以及施工工期短的技術優(yōu)勢，大跨度鋼結構桁架被用于各行業(yè)，且造型越來越獨特，規(guī)模更加龐大。結合具體施工情況，不斷優(yōu)化施工工序，加強吊裝施工過程的有效控制，從而保障施工質量，盡可能地延長桁架使用壽命。