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盐城体育场钢结构桁架安装施工技术 Co n s t r u c t i o n Te c h n o l o g y f o r I n s t a l l a t i o n o f S t e e l S t r u c t u r e r一 ⋯ ～一 - 1 I l l S S o t Y a n c h e n S t a d i u m 陶 燕 陈耀钢 南通建筑工程总承包有限公司 海门2 2 6 1 2 4 摘 要 盐城体育场钢结构桁架具有安装高度高 、悬挑长度长、构件体量大 、精度要求高等特点，因此 ，现场拼装及吊 装均存在较大困难。为解决这些难题 ，对桁架拼接 、吊装 ，支撑、卸载等工序采取相应的技术措施，确保了钢结构桁 架施T的安全性。 关键词 盐城体育场 钢结构桁架 安装施工技术 中图分类号 T U 7 5 6 ． 4 3 ／ 文献标识码 B 【 文章编号】1 0 0 4 一 m0 1 2 0 1 2 1 0 0 9 9 6 0 3 1 工程概况 盐 城 体 育 场 位 于 盐 城 市 城 南 新 区 ， 占地 面 积 6 1 9 4 6 m ， 总建筑面积 5 4 4 3 2 m ， 设计看台 3 4 3 1 4 座位 ， 为国际标准田径赛场地暨标准足球场及附属用房等。看 台 及附属用房为钢筋混凝土结构 ，体育场外罩棚采用钢结构 桁架组合体系 图 1 。 图 1 体育场设计效果 钢结构罩棚呈弧形状 ，东西高 、南北低 ，罩棚最宽处 5 1 m， 最窄处 4 l m 。罩棚外边缘南北向最长处为 2 6 9 m ， 东 西向最宽处为 2 3 6 m ， 最高点标高 4 5 ． 6 m 。 东西两侧罩棚结 构布置为三角形 网格 ， 南、 北两侧罩棚结构布置为肋环型网 格 。屋盖最大悬挑长度 4 2 m， 最小悬挑长度 3 4 m， 支座最 大间距 l 7 m， 在结构端部及根部共布置 3道环向三角形空 间桁架结构。 2技术特点分析 本 工程屋盖钢 结构全部 为相贯桁 架 ，主桁 架高 达 作者简 介陶燕 1 9 6 9 一 ， 女 ， 本科 高级工程师 。 通讯地址 江苏省海门市常乐镇 2 2 6 1 2 4 。 收稿 日期2 0 1 2 - 0 8 1 3 4 5 ． 6 m， 次桁架为网格结构 ， 构件体量大 ， 现场拼装及 吊装 难度大。同时 ， 由于桁架自重大 ， 临时支撑系统胎架的设置 及使用要求高 ，现场焊接操作及整个屋盖的卸载成为本工 程的重点和难点。 3 工艺流程 3 ． 1 施工准备 在体育场内、 外各设置 1条吊装环形线路 ， 道路宽度均 为 1 0 m ， 作为构件运输及安装道路。道路采用素士夯实、 铺 厚 5 0 0 m m的碎石 、浇筑厚 3 0 0 m m的 C 3 0混凝土而成 ， 可 满足 1 5 0 t 履带吊行走及吊装作业要求。 体育场内进行整平压 实处理 ， 作为环向三角桁架、 主桁 架的水平段、 垂直段和钢管支座的拼装场地。 每块场地除满 足桁架单榀、 两榀组装外 ， 另预留施工机械设备及材料堆放 场地 。 3 ． 2 测量放线 根据体育场结构特征， 划分为 2个施 工区域 ， 然后建立 测量控制网， 每个控制网的基准点距离 3 0 m ～ 5 0 m ， 以确保 测量精度及分 区吊装的要求。同时 ， 结合平面特点 ， 建立竖 向高程基准点 ， 组成闭合水准网。 基准网的边长精度必须满 足 1 ／ 1 5 0 0 0 、 平面封 闭角精度应满足 1 0 ” 的要求。 3 ． 3 胎架 安装 根据本工程钢结构安装的需要，设置两种类型的支撑 胎架 桁架拼装胎架及主拱架支撑胎架。 3 ． 3 ． I 桁架拼装胎架的设置 按主桁架每个节点间设 2 个支撑架的原则，设立弧形 胎架。胎架高度应便于全位置焊接 ，胎 架距节 点中心约 8 0 0 m m， 以不影响腹杆 的装焊。同时， 为了便 于桁架 的起 吊， 胎架定位块的位置须避免与桁架起吊时碰撞。 拼装胎架由厚 2 0 m m的钢板及 2 0 a 工字钢焊接组成 ， 应保证有足够的刚度和稳定性。 拼装中， 每个拼装段必须形 成稳定体系结构 ， 两端应设置人字撑地杆进行加固。 为防止 胎架的沉降不均匀 ， 在胎架旁设置 1 个沉降观察点 ， 作为平 台沉降的检查依据。 3 ． 3 ． 2 主 拱 架 支撑 胎 架的设 置 主桁架的安装过程中， 主桁架端头需要设置临时支撑 。 在垂直段吊装固定并形成 2 个以上固定单元后 ，外 圈临时 支架可拆除并周转使用，内圈临时支撑待工程安装完毕卸 载验收后统一进行拆除 图 2 。 图 2 1区支撑胎 架平面位置布置示意 由于支撑胎架高度高 、 承重大、 数量 多， 故采用组合式 临时支承体系 图 3 。组合式临时支承体系标准节主肢采 用 1 2 5 m R l x 8 m m角钢 焊接制作 ，尺寸 为 1 ． 5 m 宽 x 1 ． 5 m 宽 x 6 m 高 ， 标准节间采用螺栓连接。 其具有便于 运输， 拆装方便， 承载力大等优点。 b 平两 图 3 支撑胎架与桁架下弦节点 由于支撑胎架的高度均在 4 0 m左右 ， 为 了控制支撑胎 架的侧 向稳定 ， 每个胎架上下共设置 4道缆风绳 ， 同时将相 邻的单个支撑用联系拉杆连接起来 ，确保 了支撑胎架系统 的稳定性。 3 ． 4 桁架拼装 桁架拼装的具体流程为 在胎架和地面平台上弹出定位线 ，定位第一榀桁架下 弦杆一定位上弦杆形成平面桁架一连接垂直腹杆一 另一榀 桁架上下弦杆及垂直腹杆同时定位一连接两榀桁架之间水 平和斜腹杆一第一段桁架拼装完成。 3 ． 5 桁架吊装 3 _ 5 ． 1 根据总体施工布署 主桁架采用 2 榀桁架 ， 分为上、 下段进行吊装 图 4 。 图 4桁架分段就位示意 3 ． 5 ．2 垂直段 的 吊装 主桁架垂直段分为水平状态拼装和垂直状态吊装两种 方式。 在 吊装过程中， 需要将桁架进行脱模后再进行调整姿 态的工序。桁架姿态调节到位后 ，即可进行桁架的吊装作 业 。 吊装作 业采 用 3 0 0 t 履带 吊和 1 5 0 t 履带 吊配合 吊 装。起 吊过程 中， 边起 吊边调整钢丝绳， 慢慢使钢丝绳均匀 受力，直到桁架离开拼装胎架。缓慢提升 3 0 0 t 履带吊吊 臂 ， 将桁架顶部缓慢抬起 ， 指挥 3 0 0 t 履带吊沿行走方 向缓 缓行进。 行进过程 中， 缓慢提升 3 0 0 t 履带吊吊臂使桁架顶 部抬起。 桁架在提升过程 中， 溜尾吊车将桁架尾部保持高于 胎架 0 ． 5 m 。 在主桁架调整到安装姿态后 ， 即可进行安装。 桁 架吊装到位后 ， 用支撑胎架及揽风绳进行临时固定。 吊装过 程如图 5 所示。 图 5 主桁架垂直段就位示意 3 ． 5 ． 3 水 平段 的 吊装 水平段拼装时为水平状态 ， 吊装桁架过程 中， 需要对桁 架脱模进行调节姿态。 指挥履带吊慢慢使钢丝绳均匀受力， 直到桁架离开拼装胎架 ， 并缓慢提升吊臂 ， 将桁架姿态调节 到位 图 6 。指挥履带吊沿行走方向缓缓行进 ， 边行进边提 升 ， 调整到安装姿态后即进行安装。桁架吊装到位后 ， 用支 撑胎模及揽风绳进行临时固定。 建 筑 施 工第3 4 第1 o 期 l 9 9 7 图 6主桁架水平段 吊装示意 3 ． 5 ． 4桁 架焊接 在桁架弦杆对 口位 置设置连接板进行就位 固定 图 7 。 桁架调整到位后即可进行焊接。 桁架焊接的时候 ， 吊车 不松钩。 待桁架焊接完成 5 0 ％ - 6 0 ％ 时， 吊车即可缓慢松开钩 子。 主次杆件相贯处焊接采用设置简易钢筋挂篮的形式。 挂篮采用 2 0 m m圆钢 制作 ， 以满足一个 电焊工的操作面 及承载其 自重。挂篮长、 宽均为 0 ． 6 m左右 ， 可根据焊缝的 不同部位做成不同的高度。 挂篮下侧设接火斗 ， 防止火花下 落引起火灾。桁架吊装、 焊接完成见图 8 。 - - l I 弦 ， 厂 ] - L 1 一 ，I 厂连接饭 图 7 弦杆 固定连接板 图 8桁 架吊装 完成 3 ． 6 胎架卸载 桁架卸载过程既是拆除桁架下部支撑胎架的过程 ， 又 是结构体系逐步转换过程。 在卸载过程中， 结构本身的杆件 内力和支撑的受力均会产生变化 ，因此卸载时既要确保安 全 、 方便施 工， 又不能改变设计意图 ， 对构件的力学性能产 生较大的影响。 卸载施工采用 5 0 0 k N液压 千斤项进行 ， 每个支撑胎架 为 1 个卸载点， 每个卸载点上布置 1 台千斤顶 ， 以每对称的 2 个卸载点作为 1 组。卸载过程中， 对千斤顶的操作按照指 9 9 8 I 2 0 l 2 1 o B 词 l血g o ∞ 挥， 各组依次同步进行 ， 不可快速下降 ， 直至结构与支撑胎 架完全脱离， 结构 自身受力卸载完成。 4 质量要求 a 桁架拼装及安装的技术指标和允许偏差应符合 钢结构工程施 工质量验收规范 G B 5 0 2 0 5 --2 0 0 1 、 钢结 构制作安装施工规程 Y B 9 2 5 4 -- 1 9 9 5 、 钢结构检测评定 及加固技术规程 Y B 9 2 5 7 --1 9 9 6 等相关国家及行业标准 的规定。 b 拼装平台在现场搭设 ， 拼装场地必须进行整平。 平台搭设要对支承柱采用经纬仪进行测量放线 ，以确定每 个控制点的坐标， 并采用水准仪对定位块或平台找平。 各支 承点轴线及标高偏差均不大于 3 m m 。拼装时， 不得使用大 锤锤击， 可设置临时固定或拉 压 紧装置 ， 保证拼装过程的 安全。 拼装好所有节点连接板后 ， 应采用相应规格螺栓拧紧 或采用 C O ， 气保焊焊接。 C 桁架吊装应保证经纬仪投递轴线控制点的精度。 测量中应严格对中整平仪器 ， 投测时 ， 采取全圆 回转 ， 每 隔 9 0 。投测 1次 ， 4次取 中， 并避开 吊装晃动、 日照强烈和风 速过大等不利观测的因素。 5 结语 a 钢管桁架采用高空拼装焊接工艺 ， 其施工简单、 操 作方便 ， 受其他施工作业影响较小 ， 可实现与主体结构混凝 土的交叉作业，相比整体提升和整体 吊装施工工艺可 以节 省工期。 b钢管桁架高空拼装焊接合拢时 ， 应先进行支座处 的栓接 ， 并预留相应焊接位置 ， 以减少温度对钢管桁架变形 的影响。 c 钢管桁架高空拼装焊接相贯节点 的拼装焊缝是施 工控制的重点和难点。从相贯节点的切割下料到现场拼接 焊缝 ， 必须建立完整的质量控制体系， 确保相贯节点质量。 d 桁架卸载是钢管桁架整体受力转换的关键。卸载 前 ， 屋架下弦杆不受拉力； 拆除支撑后 ， 下弦杆开始受拉。 整 个钢屋架的自重在卸载过程中缓慢增加到钢管桁架的下弦 杆 ， 下弦杆缓慢变形 ， 与理论计算结果较为接近 ， 此 时钢管 桁架 由施工状态转换成设计状态。 参考文献 [ I ] 彭玉丰， 罗永峰． 大跨度钢桁架吊装过程分析 IJ J_ 结构工程师 ， 2 0 1 l ，2 7 4 4 5 - 4 9 ． 【 2 ] 陈晓东， 邵新宇，汪晓阳， 等． 沈阳市府恒隆广场大跨度 巨型桁架安装技术 [ J ] ．钢结构 ， 2 0 1 1 ， 2 6 5 6 0 6 2 ， 6 7 ． 『 3 13秦杰， 李国立， 张然， 等．奥运场馆建设中的大跨度钢结构预应力施 I 技术 【 J J _建筑技术， 2 0 0 8 3 2 1 l 一 2 2 5 ． 陈桥生， 许立新． 国家体 育场钢结构施工技术及研究【 J 】 ． 施 工技术， 2 0 0 6 1 2 4 1 4 6 ．