大跨度钢桁架分段吊装施工技术

张斌

摘要：大跨度钢桁架体系在我国实际工程中广泛应用，其中高速铁路车站及其附属建筑屋盖运用得最多，本文就简要介绍了其技术的主要构成及一项高铁车站实施案例，为相关工作者提供技术案例依据。

关键词：分段吊装技术;大跨度钢桁架;施工;车站台施工

引言

进入21世纪以来，我们现代高速铁路建设得到了快速发展，与之相关的基础设施建设也得到了蓬勃发展，这些基础建设涵括了铁路车站、站台、相关服务设施等。这些建构结构通常需要达到结构足够轻、跨度足够大才能满足铁路运输的特殊性，在实际施工中由此多采用轻型钢结构屋盖作为主体结构，而钢桁架量搭建的主体结构具有结构设计轻便、布置灵活特点，能很轻易实现大跨度屋盖设计。

一、 施工案例

施工项目位于北京市延庆区，位于延庆站及京张铁路延庆支线北侧，项目名称：延庆综合交通服务中心，项目总面积为14951.14㎡，地下面积为5243.71㎡，地上面积为9707.43㎡。屋盖应用钢桁架形式，站房主体应用钢筋混凝土结构，分叉立柱应用钢管混凝土截面，圆领钢管焊接拼接形成上部桁架，以上部桁架作为分段预制构件，实现工程分阶段分场地完成[2]。

钢桁架在生产实践中，首先通过预制钢桁架然后进行分段吊装连接，形成的整体结构再应用在大跨度屋盖中。在实际施工中主要的核心问题在于吊装顺序、位移和应力控制，只有将这些问题合理配置，才能保证工程实施。

钢桁架屋盖结构包括平行布置三榀钢桁架，桁架间距为10.5m。桁架设计应用三跨布置方式，3跨跨度为18.6、39.9、18.6。

二、 施工难点

1. 杆件加工与空间定位。杆件加工对温度有一定的要求，焊接前低温的情况下采用电或者火对构件进行预热，焊接后冷却后使用，保障施工质量。施工中利用BIM技术做空间模拟定位，确保施工中杆件的长度以及宽度等，确保施工的准确率。

2. 桁架拼接。屋盖钢由各种类型的桁架组成，通常情況下，桁架采用分段吊装，一般将材料拿到屋盖进行拼装，节省人力与时间，剩余材料通过装载车拉倒施工现场，在施工现场进行拼装，然后投入施工中进行使用。

3. 桁架吊装。桁架吊装首先将拼装好的桁架按照一定的轴线通过吊车拼装与胎架上，其次是将下弦杆用吊车拼装在主桁架上，然后在主桁架另一侧拼装下弦杆间腹杆，最后，主桁架拼装完成后进行复核、检测，整个施工流程具有一定的技术含量。

4. 桁架焊接与焊缝处理。桁架焊接是按照一定的规律性进行焊接，先将桁架分段调整后，进行定位焊接，在焊接时要用到相关的辅助工具，对桁架进行多次分层焊接，在焊接的过程中注意温度的变化，一旦焊接的材料冷却后，要进行预热后再焊接，保障桁架的焊接质量。

5、检测。检测是施工的最后一个环节，也是施工进程中及其重要的一个环节，在这个检测阶段，如果检测工作不到位，将会影响后期的施工工程质量，因此，要将检测落实到每一个施工环节与材料的检查上，确保整个施工质量有保障，施工可以顺利完成。

三、 技术支持

1. 工法特点。目前主要吊装方法有高空散装法、整体滑移吊装法以及分段吊装法，其中分段吊装施工技术与其他的技术方法相比具有施工简洁、方便、安全、工期短、工程质量容易保证、施工费用低的特点。分段吊装施工技术的钢桁架材料都在工厂内实现，拼装后在现场实施制作，可保证尺寸精度要求，大幅度节省工期。[1]

2. 工艺流程图

编制分段吊装施工方案-零部件加工制作-现场拼装-吊点选择及绑扎方法确定-吊装-连接

3. 吊装方案

3.1吊装前准备工作。主要核对各预购件是否达到施工要求，例如各顶柱、埋件的轴线尺寸，标高尺寸，以及混凝土构件的强度，必须达到规定的设计强度才能进行构件吊装。

3.2主桁架分段。桁架吊装过程中分为四段进行分布吊装，四段长度分别为：21.165米、18.750米、19.200米、23.397米。钢桁架梁截面形成三角桁架形式，上弦杆和上弦缀杆施工利用方钢管，下弦杆和竖向缀杆利用圆钢管，通过焊接连接方式形成整体部件。[3]

3.3吊点分布情况。为了保证钢桁架的承重要求，主桁架梁位置通过搭设满堂红承插型盘扣式钢管支架脚手架作为临时支架，在主桁架对接安装位置搭设操作平台。在平板汽车将分段的主桁架倒运到260T汽车吊站位附近做临时支撑固定。通过四点绑扎法吊装主桁架，在绑扎过程中，要做到两边吊索长度一致，吊点绑扎牢固可靠，吊点位置准确、对称。

在吊点之前需要对每根吊索的长度进行模拟计算，确定一个能使得四个吊点受力均匀的吊索长度。施工中也在四根吊索下端外侧外挂10t倒链，可以在特殊情况下通过倒链调节吊索长度，以达到四个吊点均匀受力。

3.4主桁架吊装顺序。主桁架安装通过分段吊装、设临时支撑、空中对接组装方法，实现高空原位单元安装，具体施工顺序：将结构合理分段，分成不同施工段，将各施工段内结构分成吊装单位，在地面实现构件和节点形成吊装单元，根据各分段具体情况在每个分段设置施工支撑体系，施工中通过吊起支撑单元进行杆件补装，在最后整个完整结构体系完成后进行卸载作业。屋盖桁架梁预起拱值C、E轴桁架预起拱值20mm，D轴桁架预起拱值80mm，屋盖结构合拢温度需在15℃-20℃。具体桁架吊装顺序：首先第一段桁架一端与树杈支座销轴直接连接，另一端与树杈柱支座销轴连接，然后将第二段桁架安装在满堂红承重脚手架，并与第一段桁架量连接，另外一段单独连接满堂红脚手架，再将第三段桁架安装在满堂红脚手架上，通过连接第二段桁架梁，另一端连接满堂红脚手架。最后的第四段桁架安装时其一端与树杈柱支座销轴连接，另外一端树杈柱支座销轴与第三段桁架梁连接。

3.5钢桁架结构卸载方案。在主体结构完成构建后，安装焊接钢梁，待桁架间钢次梁全部定位焊接完成，达到稳定的结构体系检验合格后就开始准备卸载，钢桁架卸载对于整个施工过程是重要的一个环节，卸载过程中屋盖桁架缓慢协同受力，钢桁架结构发生了应力重分布，最终将达到设计状态，卸载过程应从中间向两边，中心对称原则进行，通过采用分组、分阶段按比例下降法拆除临时支撑点能有效防止了个别支撑点受力过多，另外一方面通过千斤顶可调节支撑点多次循环微量下降实现“荷载平衡转移”。

四、结语

大跨度钢桁架分段吊装施工技术在工程实施中能保证主体结构的质量、工期和造价，工程按期交付使用，为工程建设事业作出了贡献，取得了良好的社会效益。

参考文献：

[1]戴志杰.大型屋面钢结构吊装施工技术研究[J].建筑施工，2019，41（03）：437-438+442

[2]杨鹏.延庆综合交通服务中心大跨度钢桁架分段吊装施工技术[J].施工技术，2020，49（10）：50-52.

[3]邵伟.大跨度钢管桁架分块吊装施工技术[J].价值工程，2019，38（17）：145-147.

（作者单位：安徽省工业设备安装有限公司）