雙曲管桁架屋蓋拼裝技術(shù)在漢江大劇院項(xiàng)目的應(yīng)用

陳培

摘要：陜西省安康漢江大劇院工程，屋蓋雙曲反曲面管桁架結(jié)構(gòu)跨度大，管桁架尺寸、弧度方向都不同，單榀體量小，安裝難度大。本文通過(guò)改變測(cè)量方法和增加支撐胎架的拼裝管桁架施工技術(shù)，保證了管桁架屋蓋的施工安全，有效的提高了雙曲管桁架屋蓋拼裝的施工速度和質(zhì)量，且在實(shí)際施工應(yīng)用中操作簡(jiǎn)單，效率高，為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：雙曲;管桁架;定位;反曲面;BIM技術(shù)

引 ?言：隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，管桁架的結(jié)構(gòu)越來(lái)越多得到應(yīng)用，樣式也更加復(fù)雜，曲面桁架結(jié)構(gòu)以其造型美觀而被越來(lái)越多被人們應(yīng)用，但曲面管桁架特別是雙曲管桁架由于其曲面空間弧度方向的不一致及多管相貫的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)較多，導(dǎo)致控制施工精度要求非常高。以安康漢江大劇院工程為例，對(duì)屋蓋雙曲反曲面管桁架安裝施工進(jìn)行簡(jiǎn)要剖析、闡述。

一、工程概況

安康漢江大劇院工程是安康市重點(diǎn)民生工程項(xiàng)目，位于濱江大道東段，西城閣東與城東大橋之間。屋蓋為管桁架結(jié)構(gòu)，總重約450t，共有52榀雙曲管桁架，管桁架最小截面P121mm×6mm，最大截面P351mm×16mm，桁架中線高度2.2m;屋蓋部分地面投影為不規(guī)則四邊形，四條邊均由弧線組成，弧形半徑53.5m-235m不等，高度20m～50m不等。剖面投影也為弧形，所有管桁架均為曲線造型，外圍管桁架為雙曲造型。

二、施工方案及技術(shù)難點(diǎn)

2.1施工方案

本工程位于河堤邊深坑里，受地形限制、國(guó)家環(huán)保影響，短時(shí)間內(nèi)室外回填土無(wú)法到位，通行道路受阻，無(wú)法使用履帶吊等大型起重設(shè)備。

工程采用一臺(tái)TC8039塔吊作為鋼結(jié)構(gòu)主吊設(shè)備，利用BIM技術(shù)選擇合理的控制點(diǎn)并提取坐標(biāo)，利用全站儀在桁架拼裝安裝時(shí)采用以弦桿中心線、邊線及一端兩個(gè)固定的控制點(diǎn);在控制管桁架的拼裝定位的基礎(chǔ)上，輔以標(biāo)高控制管桁架彎弧的方向。

每榀管桁架在弦桿一端選擇兩個(gè)控制點(diǎn)及弦桿中心線、邊線作為固定的控制網(wǎng)，并在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處各設(shè)置一個(gè)標(biāo)高點(diǎn)，計(jì)算出與控制點(diǎn)的高差。拼裝前用全站儀進(jìn)行控制網(wǎng)放樣并制作胎架，將桁架弦桿一端與控制點(diǎn)對(duì)齊，另一端中心點(diǎn)確保在中心線上，然后在胎架上旋轉(zhuǎn)弦桿彎弧方向，直到地面投影與放樣的邊線重合，再用水準(zhǔn)儀對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行校核調(diào)整，最后安裝腹桿并焊接。

2.2技術(shù)難點(diǎn)

雙曲管桁架制作難度大，高空拼裝難度大，尺寸精度控制難度大。不同規(guī)格多根鋼管相貫節(jié)點(diǎn)較多，部分支座節(jié)點(diǎn)有9根不同規(guī)格鋼管相貫，施焊難度大，安裝時(shí)必須嚴(yán)格把控好安裝順序。

三、適用范圍

該技術(shù)適用于雙曲管桁架、桁架空間結(jié)構(gòu)的施工，也適用于曲面桁架及平面桁架的施工的工程。

四、雙曲管桁架屋蓋安裝施工

4.1施工流程

BIM模型深化及控制網(wǎng)數(shù)據(jù)提取→施工準(zhǔn)備→上下弦桿定位→調(diào)整彎弧方向→安裝腹桿并焊接→拼裝檢驗(yàn)→桁架吊裝→檢驗(yàn)→完成施工

4.2操作要點(diǎn)

（1）BIM模型深化及控制網(wǎng)數(shù)據(jù)提?。哼x擇控制點(diǎn)，在BIM模型及CAD圖紙中進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的提取，以圖4.1中的桁架為例，A、B點(diǎn)為絕對(duì)控制點(diǎn)用來(lái)控制桁架的起點(diǎn)位置，用D、C點(diǎn)分別至A、B的直線距離對(duì)桁架的位置進(jìn)行復(fù)核，而E、F、G、H四個(gè)點(diǎn)作為標(biāo)高控制點(diǎn)只需計(jì)算出和絕對(duì)零點(diǎn)A的高差，用以復(fù)核弦桿的彎弧方向。

（2）施工準(zhǔn)備：運(yùn)用全站儀對(duì)桁架位于水平方向時(shí)上下弦桿在地面投影的中心線進(jìn)行放樣，并根據(jù)弦桿的管徑，在中心線外側(cè)各偏移出一條邊線，然后在中心線的一端設(shè)置兩個(gè)互相垂直的固定控制點(diǎn)，其中一個(gè)為絕對(duì)零點(diǎn)，另一個(gè)作為相對(duì)零點(diǎn)，共同形成桁架的拼裝控制網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)控制網(wǎng)的位置，制作拼裝胎架。在桁架拼裝的過(guò)程中要注意控制網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，并定期進(jìn)行校核。

（3）上下弦桿定位：根據(jù)弦桿兩端的直線長(zhǎng)度以及上弦桿端點(diǎn)與相對(duì)零點(diǎn)的距離，用鋼尺分別將弦桿的末端控制點(diǎn)及上弦桿的端點(diǎn)放出，并采用對(duì)角法對(duì)點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核。然后將下弦桿的起始端中心點(diǎn)與絕對(duì)零點(diǎn)對(duì)齊，將上弦桿的起始端與放樣出的端點(diǎn)對(duì)齊，同時(shí)確保上下弦桿的末端中心點(diǎn)在各自對(duì)應(yīng)的軸線上，并用末端的控制點(diǎn)進(jìn)行位置校核。

（4）調(diào)整彎弧方向：弦桿定位后，在兩端各固定一塊限位板，防止桿件發(fā)生水平位移。然后分別沿端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)弦桿彎弧的方向，直到弦桿的邊線與控制線重合，再用水準(zhǔn)儀對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)處的相對(duì)標(biāo)高進(jìn)行校核調(diào)整，確認(rèn)無(wú)誤后用鋼板對(duì)控制點(diǎn)位置進(jìn)行支墊，并加固牢靠。

（5）安裝腹桿并焊接：腹桿焊接循從一端至另一端的原則，安裝時(shí)要注意不得硬敲硬打，避免造成弦桿位置偏差，焊接時(shí)應(yīng)由兩名焊工對(duì)稱施焊，避免焊接變形。

（6）拼裝檢查：每榀桁架拼裝完成后必須由施工員自檢合格，質(zhì)量員復(fù)檢合格，接收方工長(zhǎng)交接檢查合格，并報(bào)驗(yàn)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。

（7）桁架吊裝：

主桁架吊裝：在每榀桁架端頭確定相應(yīng)測(cè)量控制點(diǎn)，并粘貼全站儀專用反光貼作為標(biāo)識(shí)，吊裝時(shí)采用全站儀三維坐標(biāo)法測(cè)量控制桁架的空間定位，安裝完成后用纜風(fēng)繩進(jìn)行臨時(shí)拉結(jié)固定。

雙曲桁架吊裝：根據(jù)模型中提取的雙曲桁架與主桁架節(jié)點(diǎn)部位至主桁架端頭的參數(shù)，結(jié)合主桁架實(shí)際安裝偏差計(jì)算出實(shí)際安裝尺寸，并用記號(hào)筆標(biāo)記。吊裝時(shí)根據(jù)標(biāo)記的控制線將雙曲桁架一次吊裝到位。

4.3雙曲管桁架屋蓋安裝拼裝施工允許偏差

五、結(jié)語(yǔ)

該施工技術(shù)的實(shí)施只需在第一次拼裝時(shí)對(duì)桁架上下弦桿的控制線及兩個(gè)固定的控制點(diǎn)進(jìn)行放樣，后期管桁架安裝施工無(wú)論管桁架彎弧方向及桿件長(zhǎng)度如何變化，只需調(diào)整相對(duì)零點(diǎn)與管桁架上弦桿之間的間距即可，相比傳統(tǒng)雙曲管桁架安裝施工需要不斷測(cè)量放樣的工藝，簡(jiǎn)化了施工工藝。同時(shí)，管桁架弦桿的彎弧方向調(diào)整好后利用水準(zhǔn)儀對(duì)相對(duì)高差輔以校核，保證了管桁架屋蓋安裝施工的準(zhǔn)確性。施工簡(jiǎn)單便捷，施工效率高，保證施工質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1]倪志，方謀亞，伍科亮. 大跨度雙曲面管桁架快速預(yù)裝施工技術(shù)[J]. 《安裝》， 2015，（9）：25-27.

[2]楊浩. 體育場(chǎng)大懸挑鋼管桁架施工技術(shù)[J]. 《工程建設(shè)》， 2006， 38（5）：36-38.