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第一章、钢桁架安装方案

第一节、施工总体思路

一、吊装总体分析

本工程屋盖共有4榀主桁架、3道垂直主桁架的次桁架、结构支撑组成。

本工程主桁架在分两节空中进行焊接拼装，即在屋面下方地面胎架上将两段桁架拼装成一节整体进行吊装，然后再用一台吊机将剩余一段桁架进行吊装。

由于现场场地条件限制，汽车吊进入屋盖桁架下方进行吊装。

空中对接示意图吊装顺序示意图

二、钢结构安装方案及吊装机械选择

1、屋盖桁架的分析

屋盖钢结构共4榀主桁架、3道垂直主桁架的次桁架、结构支撑组成，桁架跨度平面尺寸为41m×

38m，屋架高约3m,，最大结构标高为15.483，根据桁架截面及运输要求，将主桁架分为3段工厂加工拼装，三段主桁架现场拼装成两节吊装，考虑到实际加工好的构件增加了焊缝和油漆的质量，因此吊装时在原有重量基础加上吊钩等附加重量，根据我们的计算分析，构件吊装情况如下表所示：

序号

名称

净重

安全重量

吊装高度

吊半径

1

主桁架1

15t

18t

18m

16m

2

主桁架2

7.5t

9t

16m

桁架示意图

2、现场拼装节点

桁架拼装节点采用连接耳板临时固定，整榀桁架拼接完成，尺寸检查无误后焊接，连接耳板固定如下图所示。

3、吊装机械选择

通过对构件吊重及现场条件分析将采用1台LTM1120/1130t汽车吊完成屋面桁架1的吊装,1台RT990型80t汽车吊完成屋面桁架2的吊装

LTM1120/1130t汽车吊采用32.5米主臂，吊装半径16米，起重能力达19吨，而桁架1最重18吨，RT990型80t汽车吊采用29.3米主臂，吊装半径16米，起重能力达11.8吨，而桁架2最重9吨，因此满足吊装要求。

另外选一台30t汽车吊用于卸货及拼装桁架。

吊装半径示意

LTM1120/1130t汽车吊机性能参数：

LTM1120/1130t吊机性能表一

LTM1120/1130t吊机性能表二

RT990型80t吊机性能参数：

RT990型80t吊机性能表

三、钢桁架的安装模拟流程图

第一步：

安装2轴第一节桁架。

第二步：

安装2轴第二节桁架，进行桁架焊接，并用缆风绳分两边对称加固。

第三步：

按照上述方法安装3轴主桁架并用缆风绳分两边对称加固。

第四步：

安装2、3轴主桁架件的次桁架及联系杆件形成的结构体系。

第五步：

按照上述步骤，安装4轴主桁架及与3轴主桁架间的次桁架与联系杆件。

第六步：

安装最后一榀主桁架。

第七步：

用葫芦安装最后一榀主桁架的联系次桁架及杆件。

第二节、钢桁架吊装技术措施

一、预埋件、支座施工

首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个预埋件和支座的中心十字交叉线，再进行预埋件和支座的安装，安装完毕后对支座进行位置复测确保安装的精度。

中心线

支座

支座定位复测（示意）

二、吊装准备工作

1、地面处理

本工程吊机将在屋面下方空地进行吊装作业，因此地面就要进行压实平整处理。

根据现场实际地面情况，地面处理要求如下:

（1）、地面烂泥要清除30至50cm厚，或场地填倒渣土半米以上，并压实。

然后场地满铺厚度20mm以上的钢板。

（2）、空地四周的脚手架全部拆除，给吊机腾出作业空间。

（3）、道路口处的钢板应重新处理平整，一直延伸到内部场地。

（4）、按照拼装所需的面积，浇注200厚C25混泥土进行处理。

构件堆场划设所需的面积，浇注200厚C25混泥土进行硬化处理。

三、桁架的吊装施工

1、桁架概述

本工程中心屋面主要为管桁架结构，主次桁架主要截面均为倒三角桁架，主次桁架截面高3m。

2、桁架吊装流程

桁架拼装→桁架吊装→桁架就位→检测、固定

3、桁架拼装

本工程桁架有一节需要在空地拼装，因此需要布置胎架进行桁架拼装。

本工程将分左右两块区域对桁架拼装。

左边区域负责2,3轴桁架拼装，待2,3轴桁架吊装完成，吊机转向对右边区域的桁架吊装，完成4,5轴桁架的吊装。

拼装示意图

桁架对接节点示意

拼装平面示意图

5、桁架整体拼装

主桁架在工厂分成3段拼装，到现场后需现场拼装成两节吊装。

为保证桁架拼装与实际安装的一致性，桁架拼装采用“立式拼装”的方法进行。

此种拼装方法的优点是：

可确保拼装姿态与安装姿态一致，可避免安装偏差，同时，桁架结构可在拼装胎架上一次焊接成型，无需进行翻身或备焊接胎架，可大幅提高施工效率，降低桁架在拼装过程中的扰动，有效控制结构拼装精度及变形。

（1）.胎架的搭设

本工程桁架的拼装将在面进行拼装，待地面处理平整满足桁架的拼装，然后将组合桁架的弦杆的中心定位中心线、分段位置线等划出来，（考虑到焊接收缩，各分段间的定位尺寸应均加放2mm焊接收缩余量，）关键定位中心线必须用小铁板进行固定。

另外为防止拼装时由于构件重量大，可能会引起拼装平台的沉降，故必须在拼装平台的外侧设置一平台标高沉降观测点，作为拼装过程中对胎架标高检测的依据，拼装设置必须提交验收，胎架设置如后附图所示。

拼装胎架制作示意图

（2）.桁架的拼装

桁架拼装采用汽车吊机将桁架吊至拼装胎架上，对准桁架中心线与起始分段线等定位线，采用先两端后中间段的拼装顺序减少拼装误差。

a、桁架在胎架上位置保持与设计位置一致，在胎架上先对主弦杆对接接长，对接拼装时在对接扣除必须设置焊接衬套，控制好杆件的直线度，先进行点焊固定，再进行检测和定位，确认无误后将主弦杆固定在胎架上，按对接焊接工艺的要求进行对接口的焊接，焊接完成后符合检测条件后进行焊口检测。

主弦杆完成后再焊接桁架腹杆。

b、整个拼装过程中用全站仪实施全过程测量控制，确保桁架的位置、尺寸符合要求。

（3）、桁架起拱工艺

本工程桁架起拱值为跨度的1/300，起拱值120mm。

本工程桁架在工厂加工时，预先完成起拱，现场拼装无需对桁架进行起拱。

下面简单介绍起拱的工艺方法。

第一部分：

钢桁架起拱线详细画法。

以本工程一跨40M钢桁架，起拱度为120mm为例。

如图一所示：

在AUTOCAD中画水平直线AB，作A、B垂直平分线OC。

设AB=跨度=40M，OC=挠度=120mm，以O点为圆心，OC为半径画1/4圆周C-4。

4等分C-4以及O-4。

并连接。

如图二所示：

在AUTOCAD中截取每份长度并记录下来以备用。

如图三所示：

4等分AO，由等分点引上垂线，取各线长度对应上述记录数据值120mm、112mm、88mm、50mm、0mm绘于等分点上。

过上述几点连接成光滑曲线，再对称画出右侧曲线即得出所需起拱线。

如图四所示：

上述画法为起拱线详细画法。

在实际制作中，为获得更加理想的起拱弧度。

可将AB段，OC，O4段等分为7等分，或8等分、9等分。

确保更好的起拱效果。

第二部分：

实际操作

（1）倒置三角形大跨度桁架实际起拱。

在加工现场按第一部分所获得起拱线段后，由于该种类型桁架是对上下侧进行起拱。

故在制作中采取利用H型钢垫平划线方式起拱。

采取正置三角形做法施工。

如图五所示

在加工现场利用多根H型钢按桁架实际跨度铺设找平，将H型钢按照跨度进行等分放置。

在H型钢表面正中按起拱线段设置钢板完毕后，进行主体桁架的定位。

待上下桁架主体弦杆定位完毕后，桁架会产生变形，待变形值达到预订起拱线即为起拱完毕。

制作完毕后将桁架翻转过来即为桁架安装正方向。

4、桁架吊装方案

（1）、本工程主桁架长度37.2米，将采取分成分两节空中进行焊接拼装。

桁架吊装示意图

（2）、桁架吊点的设置

桁架整体吊装之前需要进行吊点的选择，吊点应根据构件的中心位置进行选择。

根据计算本工程桁架的重心位置如下图所。

根据重心位置，吊点选取如下图所示，根据要求水平吊装的夹角应大于60°

，将采取吊绳与夹角60°

吊装。

吊装绑扎点位置一

吊装绑扎点位置二

（3）、桁架防倾覆措施

由于本桁架就位形状为倒三角，在吊装过程中可能会产生翻滚倾覆现象。

因此，为避免吊装过程中产生倾覆，我们将采用手拉葫芦调整的方法。

即：

分别在一根上弦杆，下弦杆拉设一根手拉葫芦对桁架提升起吊的工程中进行位置控制，确保不会产生倾覆。

葫芦设置如下图所示：

手拉葫芦

桁架防倾覆示意图

（4）、桁架空中焊接措施

由于本桁架分两节进行吊装，就需要在空中进行桁架焊接，为方便桁架的焊接工作并保证焊接质量，将采取在桁架上吊挂作业吊笼。

两节桁架分别由吊机吊着，在空中对接完成即进行焊接工作，直到焊缝完全冷却并焊接强度达到要求，才能将吊机脱钩。

对接节点

作业吊笼

如遇大风等不利天气，还可制作防风棚进行作业。

（5）、焊接工艺评定

在工程正式施焊前，根据不同的焊接方法、焊接材料、焊接位置、预热要求以及坡口类型等等，按照JGJ81-2002进行工艺评定试验，确定合适的焊接参数，作为焊接工艺规程的依据。

制定出具体的焊接工艺规程后，将要求焊工严格执行，不得随意改变工艺参数。

（6）、焊接工艺要求

a、焊前准备

焊工配置一些必要的工具，比如：

凿子、奶子榔头、刷子以及砂轮机等。

焊把线应绝缘良好，如有破损处要用绝缘布包裹好，以免拖拉焊把线时与母材打火。

焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前宜先进行试焊，将电压、电流调至合适的范围。

检查坡口装配质量。

应去除坡口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。

如坡口用氧－乙炔切割过，还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。

当坡口间隙超过允许偏差规定时，通过在坡口单侧或两侧堆焊使其符合要求。

b、焊接预热

预热是防止低合金高强钢焊接氢致裂纹的有效措施，可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区（HAZ）中淬硬马氏体的产生，降低HAZ硬度，同时还可以降低焊接应力，并有助于氢的逸出。

预热温度的确定与钢材材质、板厚、接头形式、环境温度、焊接材料的含氢量以及拘束度都有关系。

预热主要采用电加热和氧—乙炔火焰加热方法，预热范围为坡口及坡口两侧不小于板厚的1.5倍宽度，且不小于100mm。

测温点应距焊接点各方向上不小于焊件的最大厚度值，但不得小于75mm处。

c、焊接坡口

本工程的构件以焊接型钢为主，根据焊接的可操作性、焊工的视线，应以单面开坡口型式为主。

现场接头拟采用单面单边V型，反面设置衬板，根部间隙6～8mm，坡口角度35°

以厚壁构件焊接为例,见下图示。

d、焊接工艺措施

采用多层多道焊，控制层间温度不低于预热温度，但不宜超过150℃。

采用直流反接（DC+）。

焊丝伸出长度控制在20mm左右。

保护气体流量20～25L/min。

焊条打底焊使用不大于Φ4mm的焊条，根部焊道厚度不超过6mm。

焊缝构成由坡口面到中间。

焊道布置示意：

e、焊后处理

后热处理主要是为了消氢，从而降低留在焊缝中的氢含量，减小氢致裂纹倾向。

后热温度一般为250～300℃，然后根据板厚进行一段时间的保温。

对于本工程这种相对比较大的焊接接头，现场后热有