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

朱智鵬

廈門(mén)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(wú)胎架吊裝方法
——東南國(guó)際航運(yùn)中心總部大廈（37#地塊）C座

朱智鵬

廈門(mén)海投建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司（361000）

東南國(guó)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(zhǎng)度20 m，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地受限，胎架搭設(shè)難度大，無(wú)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(wú)胎架吊裝方法，從而解決了受限場(chǎng)地?zé)o法搭設(shè)胎架及使用大型吊裝設(shè)備的問(wèn)題,并有效地控制了鋼桁架安裝過(guò)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(guó)際航運(yùn)中心總部大廈（37#地塊）CD座位于廈門(mén)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(huì)展中心，D座為五星級(jí)酒店及配套用房，地下二層為車庫(kù)，總建筑面積約13.2萬(wàn)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(duì)比

鋼桁架建筑功能為C座會(huì)展中心的屋面結(jié)構(gòu)。西側(cè)為海滄內(nèi)湖，東側(cè)為會(huì)展建筑下沉庭院，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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(guò)多次專題會(huì)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(chǎng)的臨時(shí)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(méi)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(duì)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(guò)35 m，胎架搭設(shè)數(shù)量和難度較大。

3）無(wú)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(shí)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(shí)支撐及連接板分別臨時(shí)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)希瑩隙茸冃慰刂齐y度較大，鋼桁架存在傾角，起吊需控制角度。

無(wú)胎架吊裝法是利用鋼桁架固定端的鋼柱在工廠制作時(shí)預(yù)留的臨時(shí)連接措施在吊裝時(shí)固定鋼桁架，沒(méi)有胎架的使用，同時(shí)，采用補(bǔ)桿的方式利用塔吊吊裝，解決了現(xiàn)場(chǎng)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(guò)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(cè)量人員根據(jù)定位軸線引測(cè)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(duì)桁架位置進(jìn)行微調(diào)，待定位吻合后用臨時(shí)支撐措施將鋼桁架位置鎖定，然后兩名焊工分兩步同時(shí)對(duì)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(jì)算可知每個(gè)接頭焊縫重約0.9 kg，每榀桁架4個(gè)接頭焊接量總計(jì)3.6 kg，1個(gè)焊工每班 （按8 h計(jì)）可焊20 kg焊絲,每榀桁架2個(gè)焊工同時(shí)施焊，則焊接時(shí)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(shí)措施進(jìn)行固定，測(cè)量校正后電焊工進(jìn)行焊接。

3）用臨時(shí)措施進(jìn)行固定，測(cè)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(guò)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(shí)預(yù)留了臨時(shí)連接措施，包括安裝馬板、帶孔夾板。吊裝時(shí)利用馬板+臨時(shí)夾板+螺栓的形式進(jìn)行固定，同時(shí)，在懸挑端的外側(cè)可增加一根臨時(shí)支撐（如圖4所示）。

圖4 增加的一根臨時(shí)支撐

4.2 懸挑端位移控制

對(duì)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(shí)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(shí)，通過(guò)Midas/Gen對(duì)懸挑鋼桁架進(jìn)行模擬計(jì)算分析，在考慮自重、施工載荷、焊接變形情況下，計(jì)算懸挑端的位移，除了對(duì)懸挑端單獨(dú)進(jìn)行位移分析，還需對(duì)懸挑端整體位移進(jìn)行分析，得出計(jì)算結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)標(biāo)高控制進(jìn)行修正。在實(shí)際施工過(guò)程中，將按最不利的工況予以考慮，保證懸挑桁架在安裝過(guò)程中標(biāo)高準(zhǔn)確符合設(shè)計(jì)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(duì)標(biāo)高控制點(diǎn)位移情況監(jiān)測(cè)和分析，經(jīng)驗(yàn)收檢測(cè)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(yǔ)

東南國(guó)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(tái)軟件對(duì)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(wú)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(jià)，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(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)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(guó)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(guó)計(jì)劃出版社，2002.