十一冶建设集团有限责任公司 广西柳州 545007
摘要：在建筑工程施工中，钢结构的安装是其很重要的一个组成部分，尤其是钢桁架的吊装安装，施工难度特别大，并且构件数量多、高处安装作业多，所以，对钢桁架的吊装与安装在施工方法和技术措施等环节需要严密控制。结合多年工作经验，以柳钢焦化厂五煤场防水抑尘大棚工程为例，深入分析钢桁架安装施工技术，以供参考。
关键词：钢结构；桁架；吊装；施工技术
1钢桁架工程概况
本工程位于广西柳州市柳钢厂区内，厂区内焦化厂五煤场新增防水抑尘大棚项目。设计标准：结构安全等级是二级；设计使用年限50年；结构形式：底层为钢筋混凝土结构，上部为折线拱桁架结构，屋面为张拉膜系统。建筑面积约60000㎡，跨度分别为103m、101.4m、99.4m。材质要求：主框架桁架GHJ-上下弦材质，节点板、端头板，柱底板均为 Q355B。材质；腹杆及支撑体系材质均为 Q235B。高强螺栓为 10.9 级摩擦型。单榀钢架跨度达到约103米，钢桁架吊装高度约36米，单榀主桁架重量约24吨钢筋混凝土柱高度为7m，柱距为 12m。
2构件制作
钢构件总制作流程：设计图纸二次细化→构件加工制作图、材料采购→构配件零件切割下料→构件组装→质量检查1→二氧化碳气体保护焊焊接→校正→质量检查2→除锈→涂装→成品→运输→钢构件现场二次拼装→质量检查3→吊装→校正→高强螺栓连接→质量检查4→完成安装施工任务。
3构件安装
3.1构件安装部署
施工总流程：预埋件安装→单元体拼装→支座安装→南单元体吊装→北单元体吊装→中单元体吊装→单元体之间的次桁架吊装→山墙抗风柱等山墙支撑架安装。
采取工厂制作加工成长度约9米的小单元后，运输到现场二次拼装成吊装单元体（将2榀主桁架范围内的主桁架、次桁架、副主桁架拆分成3个吊装单元体：命名为南单元体、中单元体、北单元体）后，用几台吊车同时进行吊装安装的方法完成施工任务；考虑方便运输、单件吊装重量、吊装工作半径、吊车吨位选择等因素，确定钢构件采取分区分段拼装、吊装拼接的施工方法。煤场分为三个施工区，吊装分区如下图：
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3.2预埋件的安装与检查
预埋件安装标高约为+8.500m，下部为钢筋混凝土柱（即钢筋混凝土住高度约8.5m），地脚锚栓埋在混凝土内的长度约1.2m，销轴支座下部预留0.15m高的空隙作为预埋板下部二次灌浆。如下图所示：
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混凝土框架柱高度大于6米，高度较高，混凝土浇筑、振捣施工时容易引起框架柱侧向倾斜或者涨模等，从而导致地脚螺栓偏移。为了避免因浇筑混凝土导致地脚螺栓偏移，要求对混凝土框架柱进行分节施工。第一节钢筋混凝土框架柱施工到7.000m标高处，第二节钢筋混凝土框架柱从7.000m标高处施工到8.350m标高处。
3.3安装思路
根据主桁架架太高太长且侧向刚度小和现场狭窄的实际情况，拟在安装位置的下部设置拼装胎架，将每榀主桁架划分为3段，在地面胎架上采用次桁架和副主桁架将第1榀桁架的1/3段与第2榀桁架的1/3段拼装成1个吊装单元体（即：将2榀主桁架范围内的主桁架、次桁架、副主桁架拆分成3个吊装单元体：命名为南单元体、中单元体、北单元体。
3.4桁架单元体现场二次拼装
本工程共计33榀屋架，每榀屋架重量相同，每两榀屋架在地面分为3个单元连接后吊装，分别命名为南单元体、中单元体、北单元体（其中南、北单元体结构形式及重量相同）。
南（北）单元体结构相同，长度45.4m长，宽度12m，厚度3m，平面拼装起拱高度7.2m，单个南（北）单元体重量为24.155t，由1个三角桁架和4个标准段桁架组成。其中单个三角桁架的重量为5535kg，单个标准段桁架的重量为4655kg。
中单元体长度35m，宽度12m，厚度3m，平面拼装起拱高度6m，中单元体重量约18.62t，由4个标准段桁架组成，其中单个标准段桁架的重量为4655kg。
3.5起重吊装作业
单元体起重吊装拟采用3台大型履带吊和2台带有高空作业平台的起重机同时进行作业。起重吊装流程：1~2轴南单元体吊装→1~2轴北单元体吊装→1~2轴中单元体吊装→3~4轴南单元体吊装→3~4轴北单元体吊装→3~4轴中单元体吊装→2~3轴次桁架和附属桁架吊装→5~6轴南单元体吊装→5~6轴北单元体吊装→5~6轴中单元体吊装→4~5轴次桁架和附属桁架吊装。按先单元体，后次桁架的流程进行吊装。
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3.6高强螺栓安装
高强螺栓选用扭剪型螺栓，分初拧与终拧两个步骤。构件吊装前，先对高强螺栓摩擦面进行处理，清除表面杂物，并使摩擦系数达到设计要求。当构件吊装就位后，先用安装螺栓定位，注意不要使杂物及油污再次进入摩擦面。再穿高强螺栓，注意不得强行敲打，用扳手拧紧螺母，使连接面结合紧密。扭剪型高强螺栓终拧须使用专用扳手进行终拧。注意当天安装的高强螺栓必须当天终拧完毕。因构造原因无法使用专用扳手终拧掉梅花头的高强螺栓数不应大于该节点的螺栓数的5%。对所有梅花头未拧掉的扭剪型高强螺栓采用扭矩法或转角法进行终拧并作标记和进行检查。
3.7焊接技术
除锈后，本工程焊缝形式主要分为坡口熔透焊、角焊缝和坡口熔透和角焊缝组合焊缝三种形式。
（1）坡口熔透焊
桁架连接节点的连接焊缝；桁架为方钢管断面，顶、底板与连接板之间的连接焊缝；构件组装时的对接焊缝，包括工厂焊缝和现场焊缝。
（2）角焊缝
所有衬板、封头板与周边板件的连接焊缝。除刨光顶紧边外，其余边均为焊接连接边，在焊接空间允许的条件下，均采用双面角焊缝。
（3）坡口熔透与角焊缝组合焊缝
需要采用坡口熔透和角焊缝组合焊缝的地方。正式施工前，应先将焊丝、焊剂与钢板进行焊接工艺评定试验，经评定合格后方可按照工艺评定合格的参数值正式施焊；焊工应经过考试并取得合格证，并应在合格证有效期、指定工种范围内从事焊接工作。焊工必须熟悉工艺要求，明确焊接工艺参数。
3.8钢丝绳压套法
应用可靠的工艺方法使铝合金套与钢丝绳紧密乖固地贴合连接强度应达到钢丝绳的破断拉力。标准中规定压套材料为3A21H112（此种材料只能用在吊装索具上）或5A02H112铝及铝合金热挤压无缝圆管制造。必须附有质量证明书。扁椭圆管表面应光滑、无毛刺、不得有裂纹、机械损伤及其他明显缺陷等。用超声波探伤检查管的内部缺陷，不允许有缩孔、裂纹、分层、夹渣等。扁椭圆管规格应与钢丝绳直径匹配，查表确定。（现场使用压套法钢丝绳直径为φ47.5、28mm，椭圆扁管长度＞101mm，厚度=11.2mm）接头在使用中不允许受弯，使用温度为-40℃-+150℃。接头到绳套内边距离L必须大于或等于3倍吊钩宽度B或15倍钢丝绳直径。
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加压前钢丝绳端部不得松散。接头应能承受钢丝绳最小破断拉力的90%的静荷载以及承受最小破断拉力的15%~30%的冲击荷载。两套环中心距不得小于40倍钢丝绳直径。钢丝绳安全要求：
钢丝绳锁眼内侧最小长度
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钢丝绳有磨损或锈蚀时，应进行折减，并按折减结果决定降低使用等级或更换。当钢丝绳直径与公称直径相比减少7%或更多时，即使未断丝，该钢丝绳亦应报废。
钢丝绳折减系数表
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钢丝绳断丝达到下表规定时，应与更换。（断丝数达到10%/5%总丝数应更换）
钢丝绳断丝更换标准
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起重吊装用的钢丝绳，其安全系数须符合规定。
钢丝绳起吊重量不能许超过容许起吊重量，容许起吊重量依据钢丝绳规格查表。其经验公式为S=5.2D²/k，S为容许起吊重量，单位为t，k为安全系数，D为钢丝绳直径，单位为cm，如现场用φ24mm钢丝绳允许垂直起吊重量为5.2×2.4²/6=5t。
起重吊装钢丝绳的安全系数
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结语
综上所述，在本次吊装工程施工的实施过程中，桁架顺利安装成功、简便快捷，无二次吊装现象。可见在支架较高、跨度大的钢桁架吊装施工中采取此方法施工能够保证吊装质量、安全，能够保证现场施工要求。
参考文献：
[1]杜浩.大跨度管桁架机库钢结构施工技术研究[J].价值工程，2020，39（06）：166-168.
[2]沈伟.钢箱梁桁架组合桥安装施工关键技术研究[J].城市道桥与防洪，2019（11）：109-113+15.