懸挑空間曲面桁架的施工技術(shù)

【摘要】北京西紅門綜合商業(yè)區(qū)項目鋼結(jié)構(gòu)安裝工程受現(xiàn)場施工條件的限制，施工內(nèi)容涉及到懸挑腳手架防護、懸挑操作平臺搭設(shè)、懸挑空間曲面桁架的安裝，本文對施工中的重點及難點進行了闡述，并逐一制定了專項解決方案，保證了施工安全和質(zhì)量，為同類鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】懸挑操作平臺；懸挑空間曲面桁架；空間測量定位

1、工程概述

北京西紅門綜合商業(yè)區(qū)項目屋蓋鋼結(jié)構(gòu)采用單向片桁架、鋼架及折曲箱型鋼梁結(jié)構(gòu)體系，其中3H樓鋼桁架位于七層樓頂屋面且存在懸挑空間曲面桁架，施工安全防護要求高，操作平臺布置難，構(gòu)件安裝定位精度要求高等難點。

2、施工技術(shù)路線

本工程3H樓西北側(cè)鋼桁架包含三根懸掛式鋼柱，無生根位置，為確保構(gòu)件安裝精度符合設(shè)計及規(guī)范要求，需將懸掛式鋼柱及鋼梁、支撐組合成懸挑空間曲面桁架，進行整體吊裝，同時為保證施工安全，在桁架安裝前需搭設(shè)懸挑腳手架防護及懸挑操作平臺。

3、施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 懸挑腳手架防護搭設(shè)

施工流程：放線定位→鋼管井字連墻件安裝→懸挑水平鋼管安裝→斜撐鋼管安裝→穿鋼絲繩→安裝水平安全網(wǎng)。

3.1.1 所有懸挑腳手架均采用Φ48.3×3.6鋼管搭設(shè)，在3H樓結(jié)構(gòu)六層的砼框架柱處采用打夾方式搭設(shè)井字架連墻件，懸挑式拋架與連墻件連接牢固，且間距不超過15m。

3.1.2 沿建筑邊緣框架柱搭設(shè)水平安全網(wǎng)挑架，挑架高度必須一致，懸挑水平防護的外口高于內(nèi)口約300mm～500mm。

3.1.3 水平鋼管安裝完成后安裝斜撐鋼管，設(shè)置在斜拉鋼絲繩的主桿上，斜撐鋼管下端與水平鋼管采用扣件連接，連接扣件必須牢固，防止桿件打滑。

3.1.4 用10#鋼絲繩穿過每個安全網(wǎng)挑架最外側(cè)鋼管，將水平安全網(wǎng)與鋼絲繩內(nèi)外側(cè)連接牢固，拉緊鋼絲繩并將鋼絲繩與砼結(jié)構(gòu)可靠緊固。懸挑腳手架防護如圖1所示。

3.2 懸挑鋼結(jié)構(gòu)操作平臺制作安裝

3.2.1 縱向橫梁采用HN250*125*6*9的型鋼制作，先將懸挑平臺的搭設(shè)位置抄測定位，再將兩根縱向橫梁內(nèi)外錯位與形成穩(wěn)定整體的桁架柱焊接，錯位間距為水平橫梁型鋼高度。

3.2.2 水平橫梁采用HN175*90*5*8的型鋼制作，兩根水平橫梁間距1.5m，中間設(shè)置5根10號槽鋼，通過螺栓進行連接，上鋪腳手板，并在水平橫梁上安裝防護欄桿。斜支撐采用HN150*75*5*7的型鋼制作，上部與水平橫梁采用螺栓連接。

3.2.3將懸挑平臺水平橫梁及斜支撐拼裝成整體進行吊裝，將水平橫梁與縱向橫梁進行焊接，并在節(jié)點處設(shè)加勁肋增強節(jié)點剛度。調(diào)整下部斜支撐角度，與錨固在屋面上鋼板焊接牢固，為增加斜撐弱軸穩(wěn)定性，在斜撐之間增加兩根10號槽鋼進行加固。通過有限元軟件計算，懸挑操作平臺各構(gòu)件均滿足強度及穩(wěn)定性要求，結(jié)構(gòu)安全。安裝流程如圖2所示。

4、 構(gòu)件吊裝

4.1 吊點的選擇

空間曲面桁架通過TEKLA軟件查詢重心，根據(jù)找到的重心坐標合理布置吊點，保證起吊時的傾斜角度接近理論值。吊裝采用4點綁扎，上邊兩個吊點的索具由鋼絲繩加5噸倒鏈組成，承受桁架的主要重量并左右調(diào)整方向，下邊兩個吊點的索具由鋼絲繩加3噸倒鏈組成，主要輔助桁架就位及上下調(diào)整方向。

4.2 桁架的就位及空間測量

吊裝前，在構(gòu)件上標記控制線，并打樣沖眼，在安裝完的桁架上焊接定位板，其頂部標高與擬吊裝桁架底部標高一致。吊裝時，先將懸挑桁架底部靠緊定位板，安裝人員牽拉倒鏈來調(diào)整桁架的角度和方向。在懸挑桁架端部的控制點貼反射片，通過全站儀進行測量。根據(jù)控制點理論坐標與反射片處實測坐標進行對比，判斷校正方向并指揮吊裝人員對構(gòu)件進行相應(yīng)調(diào)整。校正完成后，在懸挑桁架左右兩側(cè)焊接定位板，卡緊桁架，并用纜風(fēng)繩拉緊，防止構(gòu)件擺動，影響安裝精度，然后進行焊接。考慮到鋼絲繩、倒鏈定位的空間曲面桁架后續(xù)變形大的特點，在校正時需根據(jù)計算的預(yù)調(diào)值沿后續(xù)變形方向的反方向進行預(yù)偏，在焊接時隨時監(jiān)測，焊接完畢后，再次測量出構(gòu)件的偏移方向和偏差值。

4.3焊接質(zhì)量控制

施焊前，制定嚴謹、操作性強的焊接工藝流程，根據(jù)測量定位的實際偏差結(jié)果編制相應(yīng)的焊接順序，對一些部位預(yù)留焊接收縮量。本工程采取分層、分段、對稱施焊的工藝措施以減少和防治焊接變形，釋放焊接應(yīng)力。同時采用藥芯二氧化碳氣體保護焊絲，減少了焊接飛濺，焊縫成型質(zhì)量好，保證了焊接質(zhì)量，焊接完畢24h后對焊縫進行超聲波探傷檢測。焊接完成后，對桁架的軸線、標高、控制點坐標以及焊縫外觀及內(nèi)在質(zhì)量等進行復(fù)查，其結(jié)果均符合規(guī)范要求。

結(jié)束語：

隨著建筑造型的不斷創(chuàng)新，鋼結(jié)構(gòu)安裝也越來越具有挑戰(zhàn)性，這就需要開發(fā)更多的新工藝、新技術(shù)，創(chuàng)造性的開展工作，來提高產(chǎn)品質(zhì)量，做出精品工程。

參考文獻：

[1]陳水祥，洪國松.懸挑曲面交錯式桁架施工技術(shù)[J].《建筑施工》，2012，（5）.

[2]王旭.淺談大跨度雙曲面管桁架懸挑雨篷施工技術(shù).《中華民居旬刊》，2014（15）.