大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架設(shè)計及施工安裝技術(shù)探究

1、大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架設(shè)計及施工安裝技術(shù)探究摘要鋼結(jié)構(gòu)管桁架，作為建筑屋蓋結(jié)構(gòu)中比較重要的一 種，特別適用于大型建筑工程。一方能鋼結(jié)構(gòu)管桁架能夠更 好地保證建筑的安全性能，另一方面，鋼結(jié)構(gòu)管桁架伸縮能 力強，高度符合現(xiàn)代建筑設(shè)計中講求美觀效果的理念，可以 完美的表達出設(shè)計者對于建筑物設(shè)計的本意，體現(xiàn)設(shè)計者的 意志。并且，鋼結(jié)構(gòu)的成本相對較小，對于建筑企業(yè)施工成 本是一項重要的保證。鋼結(jié)構(gòu)管桁架作為一種結(jié)構(gòu)體系，對 于大跨度空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展也能夠提供完美的保障，從而實現(xiàn) 力與美的緊密融合。鋼結(jié)構(gòu)管桁架設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系，已經(jīng)被 廣泛的應(yīng)用于實踐當中，實踐證明，這種體系形式具有很強 的發(fā)展能力，必然會在今后

2、的建筑中發(fā)揮更加積極的作用。 本文通過對籃球館屋蓋管桁架的設(shè)計及安裝，進一步了解管 桁架的相關(guān)知識。關(guān)鍵詞 管桁架；大跨度；設(shè)計安裝中圖分類號tu5文獻標識碼a文章編號1674-6708(2013) 82-0147-02我國建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動了鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)的不斷前 進，各種鋼結(jié)構(gòu)的理論建筑設(shè)計不斷科學(xué)化、體系化。鋼結(jié) 構(gòu)的部件的質(zhì)量也有了很大程度的提高。對于大跨度管桁架 設(shè)計上，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用使得整個工程的質(zhì)量與外觀有了本質(zhì) 的提升。本文旨在通過對大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架的設(shè)計與安 裝，進行簡要的討論，以此來達到對鋼結(jié)構(gòu)空間管桁架體系 的認識。1管桁架的初步認識管桁架依據(jù)桿架布置的不同以及受力特征的

3、不同，一般 分為平面、空間兩種管桁結(jié)構(gòu)。顧名思義，平面管桁結(jié)構(gòu)就 是上、下弦以及腹桿全部處于同一平面。這種結(jié)構(gòu)的外部剛 度較差?？臻g管桁結(jié)構(gòu)的上、下弦同腹桿通常處在三角形截 面上，這種結(jié)構(gòu)的跨度大，穩(wěn)定性高，外觀通常也比較富有 美感。在外支撐不能布置的時候，采用穩(wěn)定性高的三角形桁 架來構(gòu)建一個跨度大的空間。這種結(jié)構(gòu)方式減少了支撐夠件 的數(shù)量，所以比較經(jīng)濟。2工程概況及施工安裝淺析2. 1工程概況坐落于“人間天堂”一一蘇州的蘇州科技學(xué)院，為新校 區(qū)建設(shè)籃球館。該籃球館工程采用大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架進行 施工,整個籃球館呈正方形，建筑設(shè)計邊長為79.2m,最高 處為22.22m。共有10棉縱向主桁架以

4、及12棉橫向次桁架。 這當中有7赫單棉主桁架，2棍單片次桁架，最重主桁架 重 21. 6to2.2工程技術(shù)特點1）該籃球館工程的屋頂桁架設(shè)計中，共有7赫長約61.6m 的整體大跨度主桁架，桁架的跨度較大，單棉桁架的自身重 量較大，標高較高，對于施工來說，如何在有限的施工場地 對桁架進行組合安裝，對設(shè)計及施工人員來說是一個不小的 挑戰(zhàn)；2）該籃球館工程的桁架與桁架間、桁架與支撐結(jié)構(gòu)節(jié) 點間都是選用的高精度的管材相貫節(jié)點，這就要求桁架的起 吊與節(jié)點的焊接保證精密、牢靠。在各個構(gòu)件的加工與安裝 的過程中保質(zhì)保量；3）大的桁架在運輸過程中需要被分解成小桁架片，安 裝前要將這些小桁架片進行從新組合，在重

5、新組合的過程 中，要注意桁架的原有形態(tài)，保持高水平度的總拼胎架。針對大跨度管桁架的施工安裝，主要從吊裝的有關(guān)細節(jié) 進行分析。2. 3管桁架的吊裝方法國內(nèi)目前對于大跨度鋼結(jié)構(gòu)管桁架的吊裝主要有整體 吊裝、分段吊裝、以及高空散拼等方法。該籃球館工程比較 復(fù)雜，一方面桁架自身重量大、吊裝的高度高，整個屋頂又 是大跨度，另一方面現(xiàn)場地質(zhì)地坪承載力有限，所以經(jīng)過綜 合考量，最終選擇的管桁架吊裝方法是：在地面鋪設(shè)胎架， 在胎架上進行管桁架總拼，用雙機臺吊將管桁架整體吊裝， 最后進行次桁架等其余各個組件的拼裝。2.4吊裝前的準備工作2. 4. 1管桁架的拼裝該籃球館工程所選用管桁架長度長，高度高，在運輸時,

6、 將61. 6m的單棍管桁架細化成幾個小的部分，在籃球館內(nèi)進 行總體拼接。所以，現(xiàn)場胎架焊接平臺的搭設(shè)是準備工作的 第一步。選擇一處面積大、承載力高，面積約140m2的平整 土地作為地坪，將已經(jīng)搭接好的平臺放在這塊地坪上。使用 水平檢測器確保平臺的水平度，以此來保證管桁架拼裝時的 完整準確度。這一準備工作的注意事項是在對過長的管桁架 進行分段時，要對每一小段的管桁架的兩端管口進行有效的 加固，這樣做的目的是預(yù)防管桁架由于被分段而在運輸途中 受到磨損或者變形，影響施工進度。并且，在各個小段的管 口處要增添導(dǎo)向板，為管桁架的再次拼裝提供方便。2.4.2管桁架的焊接工作由于主桁架在運輸時被分成了 6

7、小段，所以在組裝時要 大量用到焊接工作，并且對接縫都采用一級焊縫，這對于焊 接工作的精度具有嚴格的高標準的要求。要在焊接前對焊接 方式方法進行設(shè)計，并且對焊接工人的水平技藝嚴格把關(guān)。 同時，在對管桁架進行焊接的時候，要特別注意：首先，所 進行的焊接工作必須要制定完善的報告，并且要有第三方評 審意見。對于焊接過程中的焊接質(zhì)量，要實行嚴格的檢查制 度，對焊接的位置、順序等質(zhì)量問題要嚴格把關(guān)；其次，一 切有關(guān)焊接的材料要實現(xiàn)零污損，焊接工地的環(huán)境不能太潮 濕，溫差不能太大，不應(yīng)該在雨雪天氣中進行焊接作業(yè)。在 焊接過程中，要預(yù)熱焊接地點，并且隨時加熱保證一次成型; 第三，焊接的順序要嚴格按照先主管、后

8、腹管，一管一焊不 重復(fù)、不遺漏的要求，在每完成一項焊接后要及時對焊接完 成情況進行細致的檢查。最后，由于管桁架是二次拼裝，要 在管桁架焊接完畢后，單獨對拼裝口進行細致的磨光，將管 桁架的整體磨損率降到最低。2. 4. 3預(yù)埋件的復(fù)驗工作吊裝前的準備工作最后一項就是預(yù)埋件復(fù)驗。所有預(yù)埋 螺栓都要被仔細認真的復(fù)驗并記錄，保證該工程的軸線偏差 在土 5 mm的范圍內(nèi)，標高的偏差應(yīng)該控制在土 3 mm的范圍內(nèi)。2. 5管桁架的吊裝工作管桁架的整體安裝工作已經(jīng)完成，下面開始進行管桁架 的吊裝工作。該體育管留給吊裝的空間不是很大，這就增加 了吊裝工作的難度。根據(jù)實際情況，要動用2臺130噸的吊 車。首先要

9、將管桁架進行安全固定，再用經(jīng)緯儀對管桁架進 行初步調(diào)直，為了保證調(diào)直位置要對調(diào)直后的管桁架用纜風(fēng) 繩進行固定。接著按同樣的方法進行下一棉桁架的吊裝。兩 棍主桁架吊裝完畢后，開始次桁架及其它安裝構(gòu)件的吊裝。 兩棉桁架組合完畢要及時檢測組合后的垂直度。 對于 抬吊過程中，兩臺吊車能否協(xié)同作戰(zhàn)、密切配合對于吊裝工 作的完成具有決定性的作用。首先，要在施工前對于吊車司 機進行良好的溝通難過，確認各種現(xiàn)場施工的起吊信號，明 確起吊路線，確保司機按照交底內(nèi)容進行操作，遵守信號員 的命令手勢，服從信號員的統(tǒng)一指揮。其次，在正式實施起 吊工作前，要對起吊工具進行系統(tǒng)全面的檢查，排除一切不 穩(wěn)定因素，保證不影響

10、起吊工作的順利進行。第三，對于拉 拽的鋼絲繩要萬無一失。在整個吊裝過程要保證鋼絲繩的垂 直繃緊。在起吊前，要在桁架升高半米時制動懸空，隨后觀 察鋼絲繩和桁架是否出現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題則及時落地，沒問 題則繼續(xù)起吊。第四，在吊車起吊過程中，要對起吊的速度、 路線進行嚴格的控制，保證速度的均勻性，嚴格按照標線進 行起到，偏離標線要隨時調(diào)整。具體做法就是要在行進過程 中，每前進升高lm就要檢查1次。對于管桁架垂直度的把握，要采取多管其下的方式方 法。吊車每安全送達一棉管桁架后，就要立刻對該管桁架進 行垂線測量，當預(yù)埋件與桁架軸線相互重合，那么才可以進 行腳螺母的旋緊。之后，每形成一個桁架體系，就要從控制

11、 點到柱腳梁上對高程進行轉(zhuǎn)變，并再次檢查該體系的軸線是 否與預(yù)埋件軸線重合。管桁架安裝的準確度和安裝質(zhì)量，要從兩個方面進行有 效的確保，一方面是平面位置相對軸線的精確度，另一方面 是立面的相對標高的精度。所有精度的確認必須都要實行書 面記錄，這樣可以為整個管桁架安裝過程中產(chǎn)生的誤差進行 調(diào)整提供依據(jù)。經(jīng)過科學(xué)周密的設(shè)計與穩(wěn)定的施工，最終歷史90天， 該體育館的管桁架安裝順利完成，為蘇州科技學(xué)院的體育教 學(xué)提供了保證。3結(jié)論建筑的基本原則就是經(jīng)濟安全、美觀實用，美觀性與實 用性在當今的建筑法則中，被重點突出出來，這就要求建筑 的設(shè)計到施工技術(shù)都要與時俱進、不斷創(chuàng)新。施工技術(shù)的創(chuàng) 新發(fā)展不僅僅停留在施工建筑的方式方法手段上，而且體現(xiàn) 在整個建筑施工過程中，要融合鋼構(gòu)件的最新制造方法、計 算機結(jié)構(gòu)設(shè)計的動態(tài)把握手法等等新式的技術(shù)，使得建筑業(yè) 更好地實現(xiàn)從傳統(tǒng)觀念向國際化、科技化、機械化領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。 由此可見，科技的創(chuàng)新、施工技術(shù)的發(fā)展對于一個建筑的生 存發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。而鋼結(jié)構(gòu)管桁架這個新式的建筑手 法，在大跨度結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用上，被越來越多的企業(yè)所認可。參考文獻1 王小波鋼結(jié)構(gòu)施工