大跨度屋面桁架梁吊装
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摘要：随着我国经济的飞速发展，建设行业得到了长足的进步，大跨度屋面桁架梁作为一种重要的屋顶结构得到了广泛的应用。与此同时，大跨度的屋面桁架梁具有着跨度大，吊装难度高等特点。因此，本文笔者根据自身多年来的相关行业工作经验并结合我国大跨度屋面桁架梁吊装实际情况对某一工程实例进行全面分析，希望起到抛砖引玉的目的，并推动该行业的可持续发展。
关键词: 大跨度；屋面桁架梁；吊装；分析；安全
中图分类号： U448.21+1 文献标识码： A 文章编号：
1、概述
近年以来，随着我国建设事业的蓬勃发展，大跨度屋面桁架梁得到了广泛的应用，例如：火车站的雨篷，大型仓库以及展馆的顶棚等。但由于其吊装难度比较大，一直未得到大规模的普及，笔者经过一定的探讨和研究，摸索出大跨度桁架梁吊装技术措施以及施工中的关键点。本文根据某省一工程实例进行分析:
工程实例分析
2.1、工程简介
本工程地点位于某省工业园内，厂房建筑面积为12153.25平方米，该工程主结构由14榀H型钢桁架构成，每榀桁架重量为51吨，桁架 跨度86.5米，主体结构轴线尺寸为140.5米×86.5米，屋面坡度5%。
2.2、工程施工中的难点
2.2.1大跨度86.5m钢桁架施工难
屋架中间处最大宽度达到5.6米，横向跨度为86.5米，整体吊装难度大。
2.2.2施工位置复杂
主厂房四周均有辅助厂房，而且由于楼板结构水平受力，因此在进行钢屋架施工前已经完成了正标高5m处井隔梁楼板施工，使大吨位吊车无法进入施工作业面。
2.2.3安装节点多
多构件节点采用节点板连接，焊缝多，焊接变形大，因此，节点焊接难，变形控制难，空间准确拼装难。
2.2.4大型构件运输
本工程钢结构构件超长、超重，如何综合考虑现场吊装、工厂拼装、运输和现场拼装等方面的因素，使其协调统一，是本工程施工方案中应重点考虑的内容。
2.2.5工期紧
本工程的工期要求特别紧，主体结构安装共计20天，所以工期的保证，施工协调、配合、组织施工是本工程的又一难点.
2.2.6施工测量、定位难
由于此屋架在11.7米标高的混凝土柱顶施工，主桁架的直线度控制、标高控制、变形观测较难。
2.3、吊车的选取
2.3.1、吊装屋架时履带吊选择(采用单机抬吊法)
（一）以吊装本工程D-M/1轴线半榀屋架28吨为例，长度约43.2米，
吊装屋架时起重高度：
H1=h1＋h2＋h3=11.7＋5.3+0.5＋1.5=19米
其中：h2－为吊装间隙0.5m。
h3－吊索索具高度取1.5m。
工作半径R=7米.
吊装屋架时的起重量：
Q=Q1＋Q2=12.75+0.2=12.95吨
根据H≥19米，R=7米，Q=12.95吨即可选择合适的履带吊，假设选用石川岛100吨履带吊，起重臂长选用30.48米，当起重重量为12.95吨时，起重高度为30.48米，大于19米，起重重量54吨大于12.95吨，可以满足吊装屋架的要求，因此选用石川岛100吨履带吊满足吊装要求。
（二）第一榀屋架先要吊装D-M/3轴线才能进行拼装，此整榀屋架分6段吊装，
吊装屋架时起重高度：
H1=h1＋h2＋h3=11.7＋5.3+0.5＋1.5=19米
其中：h2－为吊装间隙0.5m。
h3－吊索索具高度取1.5m。
工作半径R=18米.
吊装屋架时的起重量（按照分段最大重量）：
Q=Q1＋Q2=13.043+0.2=13.243吨
根据H≥19米，R=18米，Q=13.243吨即可选择合适的履带吊，假设选用石川岛100吨履带吊，起重臂长选用27.43米，当起重重量为12.95吨时，起重高度为27.43米，大于19米，起重重量13.9吨大于13.243吨，可以满足吊装屋架的要求，因此选用石川岛100吨履带吊满足吊装要求。
3、桁架梁吊装的具体技术措施
3.1、桁架梁的吊装
3.1.1、桁架梁的扶直和就位
桁架梁吊装单元在施工现场处于平卧状态，吊装前先要将桁架梁扶直，然后将桁架梁吊到承重脚手架，因桁架梁的侧向刚度相对差一些，扶直时起吊速度不宜大于0.2m / s，以防止速度过快造成桁架杆件变形。
3.1.2 绑扎
汽车吊扶直桁架时，起重机吊钩对准上弦中心，吊索左右对称，并与水平面夹角≥45°。绑扎点选在上弦节点处，采用4点绑扎法。
3.1.3 吊升、对位和临时固定
在指挥人员的指挥下，先将桁架梁吊离地面300mm后，检查起重机、吊具吊索状态完好后可继续向上提升，超过承重脚手架约300mm后，将桁架梁与承重脚手架相平行，然后起重机向前爬杆，将桁架梁缓缓放在承重脚手架的小钢架上，安装人员在指挥人员的指挥下，用夹板包箍迅速将桁架梁在承重脚手架上作临时固定，并在两侧各设置4道缆风绳拉牢。
3.2 桁架梁的高空作业
3.2.1 承重脚手架
桁架梁在每个轴线相应的立柱位置搭设承重脚手架，以保证施工安全。
承重脚手架采用可拆卸式结构，安装拆卸方便，施工速度快。承重脚手架上设夹板抱箍及桁架校正器。
夹板抱箍的作用是临时固定和调整桁架在承重脚手架上的位置。
3.2.2、桁架梁高空拼装
桁架梁在承重脚手架上拼装时，要严格对准上下弦杆件的钢管接口，反复调整夹板抱箍和桁架校正器，用全站仪测量、监控。
桁架梁上、下弦杆件的直线度、杆件的扭曲，用全站仪监测分段处端头及高程。
焊接接头完成后，须重新对杆件的直线度、杆件的扭曲，上、下弦的拱高及高程参数等进行检测合格后，方可焊接。
吊装过程中的关键点以及安全措施
4.1、关键点控制
4.1.1、为保证一次吊装成功，在正式吊装前一天进行试吊，吊装时，将钢丝绳一端挂在吊车吊钩上，另一端可通过卡环连接到所选择的桁架梁的节点上，为了使吊装平稳，起吊后便于定位，在桁架梁两端各拴两根白棕绳作为导向绳牵引。将桁架梁吊离地面50mm高度，静止观察5min，无异常情况时则试吊成功。
4.1.2、吊装过程中设专职指挥员和安全员，指挥员由专业起重工担任，指挥员专心一致地与吊车司机配合指挥吊装，安全员高度注意吊装过程中的一切安全问题，一旦发现存在隐患则立即中止吊装。
4.1.3、为使桁架梁与圆管柱正确连接，精确地定位标高及轴线，在圆管柱上各焊接两块加劲板，桁架梁吊装至高度后缓慢降低下弦杆放置于两加劲板上。
4.1.4、塔吊起升的高度应以所吊装的桁架梁底部超过圆管柱高度200mm为宜，稳定后由上向下缓慢放置在圆管柱预设的加劲板上。
4.1.5、桁架梁吊装就位后，按照先调整标高、再调整扭转、最后调整垂直度的顺序进行找正，焊工应立即对其进行焊接，应待桁架梁与圆管柱所有连接杆件焊接完毕，探伤合格后方可摘除塔吊吊钩。
4.2、吊装安全措施
4.2.1、吊装其它要求
（一）大型吊车行走及站位区域的地基必须进行处理，处理后地基的耐压力必须达到27kg/cm2（吊装）、16kg/cm2（行走）以上的要求。
大型吊车站位区域地基处理原则方案：地面从相对标高±0.0开始下挖800mm压实，先铺600mm厚块石，大面朝下，打掉尖角，铺150mm厚碎石，再铺50mm厚道渣，并压实，若遇地质不好场地，这样处理仍达不到要求，根据具体情况另行编制方案，确保地耐力达到规定要求。
此外，吊车站位场地还需用δ20mm厚的钢板铺垫。
（二）现场道路有阻碍大型吊车行走、吊装的，如：高压线、电线、地下管道应根据实际情况，妥善处理，编制可靠的防护措施，确保安全。
4.2.2、吊装技术管理
在吊装前应编制专项吊装方案，并经施工单位主管部门和安全技术部门审查，报项目部总工程师批准后执行。
设备吊装作业之前应派专人查看现场，具体落实现场是否有障碍等，如有应排除。
大型设备吊装前应进行核算，所选用的吊装机具必须留有安全系数，并达到规定的安全倍数。
起重吊装作业应分工明确，责任到人，要做到统一指挥，并使用统一规定的信号、旗语。严格遵守“十不吊”规定。
作业前应对有关人员进行技术交底，并交代安全注意事项。
吊装作业时，吊车的吊臂下严禁站人。
吊装作业期间，应设专职安全员作监督和检查工作。
5、结论
综上所述，大跨度屋面桁架梁具备着很多的优点，符合大跨度空间的需要，并且营造了美学与力学完美结合的建筑理念，为了发扬这些优点，我们必须对工程中出现的难点逐一克服，争取在吊装施工中将施工实践经验融入理论之中, 做到大跨度、超高、大重量的桁架梁整体一次吊装成功, 为以后类似的施工积累经验，推动大跨度屋面桁架梁的广泛应用，为我国建筑业的可持续发展添加新的动力。
参考文献：
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[2] 汪一骏，顾泰昌，冯东等.钢结构设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社，2004.
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