大型体育馆钢结构管桁架施工技术.docx

大型体育馆钢结构管桁架施工技术士口头由 胡早贵 【摘要】结合工程实例，介绍大型体育馆管桁架钢结构施工存在的困难及相关施工 技术应用，特别针对吊装设备选择、杆件加工、管桁架吊装作业顺序及控制方法等 进行介绍.【期刊名称】《城市住宅》【年(卷)，期】2019(026)002【总页数】3页(P108-110) 【关键词】钢结构;体育馆工程;管桁架;加工；吊装 【作者】胡章贵【作者单位】贵州工程应用技术学院，贵州毕节551700【正文语种】中文1工程概况贵州工程应用技术学院体育馆工程总建筑面积15 996m2，屋盖以下为钢筋混凝 土结构，屋盖以上为管桁架钢结构，呈椭球形，长轴约79.8m,短轴约64.8m, 划分为2个错层的长条形片状大跨度拱形桁架，桁架最大跨度64.8m屋面曲线 流畅飘逸，简洁而有特色，屋面材料为轻型金属屋面板(见图1)屋盖采用空间 管桁架和网壳混合结构形式屋盖主体结构通过减振、抗震球形支座支撑于下部混 凝土柱顶，柱内为四边形和倒三角形空间管桁架，柱外边悬挑部分为网壳结构空 间管桁架节点为相贯节点，网壳及支座节点采用螺栓球和焊接球节点图1项目侧立面效果2工程特点与难点1） 贵州工程应用技术学院体育馆屋面钢结构为超大型空间结构，由9个相互平行 的长条形拱形桁架组成，各桁架之间相对独立，高度和形式均不相同。

为保证屋面 造型，空间定位测量如何保证是一大难点2） 桁架中部采用横向水平支撑，以保证屋面平面刚度在安装过程中，桁架水平 支撑安装完毕后，方为稳定的空间结构，所以保证施工阶段的结构稳定至关重要3） 桁架支座为限位双向滑动抗震球刚性支座，支承于下部钢筋混凝土框架柱上， 即沿着桁架纵横方向，支座允许有限滑动支座较为复杂，由北交大支座研究所定 制生产4 ）两侧承台桁架结构长达92.67m，此棉为结构最高点桁架，与下部桁架弦杆连 接，给安装施工带来较大难度5） 体育馆主桁架4~6棉桁架组合成一棉，重约63t,长64.8m，无法使用塔式 起重机直接吊装，因此采用在体育场外拼装，再采用履带式起重机整体提升，因此 要制定详细、安全的施工吊装方案6） 管桁架节点为管管相贯节点，如何选择合理的安装顺序，保证钢管顺利安装， 并保证相贯节点的焊接质量是本工程的另一大难点3主要吊装设备选择及施工现场总平面布置3.1主要吊装设备选择屋面钢结构的现场组拼和安装工作是整个工程的重要工序，直接影响工程总体质量 和工程进度而吊装机械的选择直接决定了钢结构的总体施工方法，因此针对本工 程结构形式，制定并采用合适的履带式起重机机型和布置方案至关重要。

综合考虑 各构件的位置和重量，结合该工程建筑构造、结构形式、工期要求，决定采用2 台SCC320履带式起重机，主臂长18 ~ 84m，最大起重量320t; 2台最大起重量 25t、主臂长31m的汽车式起重机和1台最大起重量8t，主臂长18m的汽车式 起重机，以满足施工需要3.2起重机平面布置起重机平面布置如图2所示2台320t履带式起重机分别位于边轴线东、西侧 13.5m处，2台25t汽车式起重机位于北侧，1台8t汽车式起重机在场内辅助吊 运材料图2施工现场总平面布置3.3履带式起重机布置方案主要优点1） 保证吊装作业时履带式起重机没有盲区，可覆盖整个屋盖钢结构2） 满足体育馆屋面各个大跨度、超重桁架的吊装作业3） 2台履带式起重机均布置在结构基础外侧，对主体结构不会产生影响4钢结构加工制作4.1杆件加工工艺要求1） 杆件下料时必须预留焊接收缩量，根据管径和壁厚将预留2~4mm2） 根据管径和壁厚大小，选择自动切管机下料，并把坡口切好3） 钢管喷砂除锈后当班必须涂上底漆4） 杆件编号时，为便于查找，把编号写在杆件两端头内壁上5） 杆件允许偏差及检验方法如表1所示表1杆件允许偏差及检验方法项次项目允许偏差/mm检验方法1杆件制作长度 2.5钢尺2杆件不平直度2/1 000且＜5用百分表、V形块检查4.2钢管相贯线切割本工程管桁架相贯线全部通过计算机立体放样，将数据输入计算机控制三维自动切 管机精确切割，即腹杆上的相贯线及焊接坡口一次切割完成，如图3所示。

4.3钢管杆件焊接1） 采用与Q235B钢桁架相应的焊接材料2） 手工焊接用的焊条，应符合GB/T 5118—2012《低碳钢和低合金钢焊条》的 规定及铸钢用焊条相关标准选择的焊条型号应与主体金属强度相适应3） 自动焊或半自动焊接用的焊丝和焊剂应与主体金属相适应，应采用符合GB/T 14957—94《焊接用钢丝》规定的含有锰、硅等高脱氧元素的合金钢焊丝图3数控钢管相贯线切割机4.4涂装材料1） 钢结构防锈处理采用防锈涂料，可选用水性无机富锌漆2） 钢构件的防锈和涂装应在制作质量检验合格后执行所有钢管两端均应封闭， 若未封闭须设封板，以防管内锈蚀3） 钢构件表面的防锈方法采用喷射或抛射除锈，使钢材表面露出部分金属光泽， 除锈等级应达Sa2.5，其质量要求应符合GB 8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等 级和除锈等级》的规定4.5防火涂料本工程防火等级为二级，屋面钢结构的耐火极限为1h，采用薄型防火涂料5钢结构施工5.1施工区域划分及安装顺序屋面钢结构由9个相互平行的长条形拱形桁架组成，按照该结构特点将屋面划分为A、B 2个主要施工区域，分别使用2台履带式起重机进行吊装由于2个区域 相对独立，因此按照从一端向另外一端的顺序进行安装，单个区域的安装按照由南 向北的顺序进行，如图4所示。

除以上2个区域外，钢结构施工还包括桁架边缘悬挑网壳结构，这部分网壳结构 与管桁架连接节点为相贯节点，需桁架安装完毕再进行螺栓球网架施工（见图5）图4施工区域划分及施工顺序图5体育馆顶部屋面桁架平面布置5.2钢结构安装方法1） 体育馆顶部长轴两端HHJ9b、HHJ9a屋面环桁架采用2台25t汽车式起重机 整段在地面拼装，然后利用2台320t履带式起重机高空整段吊装就位，局部多点 用直径20mm钢丝绳和5t倒链固定2） 体育馆顶部四周HHJ1a（ b）—HHJ8a（ b）屋面环桁架，采用2台25t汽车 式起重机整段在地面拼装，然后用1台320t履带式起重机整段吊装就位与两端主 桁架焊接连体3） 体育馆顶部长轴两端ZHJ9、ZHJ8、ZHJ2、ZHJ1 （跨度v 64.8m ）屋面主桁 架，整段在地面拼装，然后利用2台320t履带式起重机整段吊装就位4 ）体育馆顶部主桁架与环桁架、主桁架与主桁架之间的次桁架CHJ1a （b） — CHJ8a （b），地面整体拼装，然后采用1台320t履带式起重机整段吊装就位与 两端主桁架或环桁架焊接连体5）体育馆顶部的ZHJ3、ZHJ4-6组合、ZHJ7大跨度（长64.8m ）屋面钢结构主 桁架地面整体拼装，采用2台25t汽车式起重机辅助起吊，2台320t履带式起重 机双机起吊就位。

5.3吊装前的准备工作设备在吊装前，必须做好全面仔细的检查核实工作检查吊装单元安装基准标记、 方位线标记是否正确选择有经验的司索工进行吊装索具的系接，保证吊装索具的 位置和角度5.4试吊试吊前检查确认，吊装总指挥进行吊装操作交底起吊放下进行多次试验，使各部 分具有协调性和安全性，同时复查各部位的变化情况5.5吊装就位1） 由总指挥正式下令，检查各岗位到岗待命情况，并检查指挥信号系统是否正常 各岗位汇报准备情况，并用信号及时通知指挥台正式起吊，离开地面500 ~ 800mm时停止，并作进一步检查，各岗位应汇报情况是否正常撤除支座及地面 杂物，继续起吊2） 吊装过程应时刻注意保持吊装单元的稳定状态在吊装过程中应尽量减少停止 次数3） 就位调整时，应注意尽量使接口对准已安装完毕的桁架接口，防止发生碰撞， 然后缓慢下降就位4） 当吊装单元就位后，测量其中心线及标高误差，并加以调整，调整完毕后与支 座焊接固定5.6技术保证措施1） 吊装指挥系统是设备吊装的核心，也是吊装成败的关键因此，成立吊装领导 小组，为吊装制定完善和高效的指挥操作系统，使整个吊装过程有条不紊地顺利进 行2） 技术负责人要对2台履带式起重机司机、起重工及信号指挥人员进行详细的书 面技术交底和安全交底。

2台履带式起重机司机必须明确构件的重量以及各自运行 的路线3） 抬吊前履带式起重机机组人员对设备进行严格的检查和保养，其中包括履带式 起重机的结构部分、刹车系统、卷扬机构、钢丝绳等，起重工要对所用的吊索具进 行严格的检查4 ）抬吊过程中信号员负责掌握吊钩的运行方向，统一指挥协调2台履带式起重机 的回转动作和变幅动作5） 2台履带式起重机吊索都应保持与地面呈垂直状态6 ）双机抬吊履带式起重机按降效20%考虑5.7安全保证措施1） 起吊过程中，保持钢丝绳垂直，起钩前先将钢丝绳绷紧，原地观察，构件在离 地面0.5m左右时必须停住，确定制动、吊点、吊具等没问题时再继续进行操作2） 起重机回转时要使构件下降到允许的最低位置，禁止抬吊构件距最低位置较高 处做大范围的回转和变幅动作3） 抬吊过程中司机在操作时必须集中精力，当安全位置显示报警时，必须按照操 作规程中的有关规定操作4） 信号指挥在吊装过程中必须集中精力，使用对讲机指挥必须口齿清楚5） 履带式起重机司机在吊装过程中要集中精力，未听清信号不得擅自操作6施工验算选跨度最大、拱高最高的ZHJ7为计算单元，验算结果如下所述1） 提升过程各杆件强度应力比为0.7，满足强度要求。

2） 提升过程中位移计算最大合位移约为8.4mm，满足使用要求3） 桁架落位后对柱顶的水平力为12kN，小于球型支座的设计值350kN，满足要 求7结语大型体育场馆管桁架钢结构施工应结合建筑结构形式、空间形态，在确保桁架加工 及安装精度的情况下，编制科学、安全、实用的施工方案，选择合理的吊装设备及 加工工艺，制定周密细致的吊装顺序，是大型体育场馆管桁架施工取得成功的关键 所在参考文献：【相关文献】[1 ]中冶京诚工程技术有限公司.钢结构设计规范：GB 50017—2017 [ S ].北京：中国建筑工业 出版社，2017.[2 ]中冶建筑研究总院有限公司.建筑钢结构焊接技术规程：JGJ 81—2011 [ S ].北京：中国建 筑工业出版社，2011.[3]蒋贤龙.大跨度多曲面异形平面网壳钢结构施工关键技术[J ].城市住宅，2017,24 ( 5 )： 113-116.[4 ]方键.高低三连跨排架结构厂房施工技术[J].城市住宅，2017,24 (9 )： 97-101.。