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摘要：一些巨型公共建筑大多采用大跨度钢结构屋盖形式。随着钢结构施工技术的进步，许多大跨钢结构普遍采用适当的方法，施工进度快，主要构件在地面拼装，质量易于保证。用整体吊装法进行钢结构大型屋盖安装，如果起吊方案选得不合理，会发生诸如被吊部件中有些杆件中的应力太大以至于超过设计值而导致破坏，被吊部件整体尺寸变形过大而不能准确安装，部件中的杆件内力发生变化而受压失稳等问题。因此，研究大跨度钢结构的安装问题，对指导施工工艺的选择具有重大价值。
关键词：大跨度钢结构屋架；安装方法；注意事项
大跨度钢结构由于其自重轻、施工快等特点在工业与民用建筑中得到了广泛的应用，该结构施工难度大。目前，实际工程中采用的安装方法主要有高空散装法、整体滑移法、整体吊装法、整体提升法和整体顶升法等。施工方案的选择主要取决于结构形式。
高空散装法：是将小型单元或散件在设计位置进行总装的方法，多用于小型网架。这种方法不需要大型的起重设备，但需要搭设大量的脚手架，耗用大量的人力物力。
整体滑移法：按滑移方式分逐条滑移法和逐条累积滑移法两种；按摩擦方式，又分为滚动滑移和滑动滑移两类。
整体吊装法：一般先把构件在地面拼装好，用特定起重设备将构件吊到指定位置的高度。
整体提升法：将构件按其正投影面拼装好，通过架设龙门吊或集群千斤顶等其他方式，将构件提升到预定位置。
南昌万达茂海洋馆共有4处大型屋面钢结构桁架：海豚秀场屋面桁架、南侧采光顶屋面桁架、鲸鲨宴会厅屋面桁架、中庭屋面桁架钢结构。
1、工程概况
1.1项目简介
南昌万达文化旅游城项目位于南昌市九龙湖新区生米镇，北临九龙湖，南临生米镇，西至九龙大道，包括室内步行商业街、海洋馆、电影乐园、影城、超市、娱乐楼等业态。项目地块总用地面积约为22.05万㎡，总建筑面积19.15万㎡，其中地上建筑面积12.96万㎡，地下建筑面积3.19万㎡。
1.2海洋馆钢结构概况
海洋馆钢结构按照施工部位可以划分为4个区域：海豚秀场表演池、中庭屋面、南边采光顶、鲸鲨表演池及宴会庭。
整榀吊装示意图
4）吊装站位布置：履带吊在结构墙外围预留行走道路，吊装桁架时走位至该榀桁架轴线位置，完成吊装任务。
3、焊接原则
（1）尽量采用对称焊法，使焊接变形和收缩量变小。
（2）收缩量大的部分先焊，收缩量小的部分后焊。
（3）应使焊接过程加热量平衡。
（4）焊接过程应注意清渣，彻底清除焊接根部缺陷。
（5）应采取措施消除焊接变形的影响（如对称焊接，焊前焊后的处理措施等）。
（6）严格禁止无合格证书人员上岗操作。
3.1钢柱梁焊接顺序
（1）钢柱只要就位校正紧固符合设计要求和《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）规定后，即可由二人对称施焊（如：一节、二节对接等无框架梁的钢柱）。对于钢框架结构，在完成三个节间以上的校正和高强螺栓的终拧后，选择四面都有焊接梁的柱子作为基准柱，并以此作为垂偏测量基准，并首先安装其四侧都有抗弯焊接的梁、然后向四周扩展施焊。
（2）栓－焊混合节点中，梁的腹板应先栓后焊，以便栓孔的对准和摩擦面的贴紧，确保栓接质量。
（3）二层梁焊接时应先焊上层梁，后焊下层梁，以便框架稳固便于施工。
（4）柱－柱节点焊接时，对称两边应由两名焊工同时焊接。
（5）梁的焊接应先焊下翼缘，后焊上翼缘，以减少角变形。
3.2安装焊接前的准备工作
（1）钢结构焊接工程专业性很强，劳动强度大，要求焊工有较高的技术素质，焊工需按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）和《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）的规定执行。焊工必须经考试合格并取得合格证书。持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。
（2）应针对该工程中数量较多的或具有代表性的接头形式进行相应焊接方法的试验及工艺评定。焊后外观及超声波检查合格后取样进行力学和宏观酸蚀试验，证明全部试验接头抗拉强度达到母材抗拉强度标准值。
（3）焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。
（4）CO2气体纯度应不低于98.9%（体积比），含水量应低于0.005%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。焊接前要先检查气体压力表的指示，然后检视并调节气体流量（20—80L/min）。
（5）焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。
3.3安装焊接工艺流程和焊接的一般规定
3.3.1焊接的一般规定
（1）焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。
（2）预热：焊前根据结构钢材焊前最低预热温度要求，用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。
2. 0℃以下焊接时，按实验的温度预热
3.焊接接头板厚不同时，应按单板确定预热温度；焊接接头材质不同时，按高强度、高碳量的钢材确定预热温度。
（3）装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。
（4）焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。每道焊接层间温度应控制在120～150℃，温度太低时应重新预热，太高时应暂停焊接。焊接时不得在坡口外的母材上打火引弧。
（5）一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，根据结构和母材性能要求酌情进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。
（6）遇雨天、大风天（风速大于10m/s）时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热措施施工。
（7）碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。
（8）焊工和检验人员要认真填写作业记录表。以便对焊接质量提供可追溯性。
4、安全专项施工措施
4.1钢柱吊装施工的安全措施
吊装设备及吊索具严格检查其外观及质量证明文件，保证吊装过程安全、稳固。
严禁超负荷吊装，严格执行起重机械“十不吊”规定。
信号工、吊车司机等各相关人员必须持证上岗。
吊车司机与信号工必须语言统一，如有语言差异必须经过培训，确保各种指令能准确无误地得到执行。
大型构件起吊后应停滞低空一段时间，待构件稳定、吊索充分张紧后再继续提升、旋转等其他吊装动作。
绑扎构件的吊索须经过计算，所有起重机工具，应定期进行检查，对损坏者作出鉴定，绑扎方法应正确牢靠，以防吊装中的吊索破断或构件上滑落，使起重机失稳而倾翻。
吊装钢柱前需搭设和布置施工人员上下的钢爬梯，并挂好防坠器。
4.2钢桁架、钢梁吊装施工的安全措施
梁（桁架）安装的安全防护设施
防坠落设施图
操作爬梯的安装在钢柱起吊前必须安装爬梯，以便于摘钩及安装钢梁时人员的上下。
操作平台搭设
本工程钢柱安装时，须搭设钢管脚手架操作平台，用于焊接作业。操作平台用钢管搭设，长宽各2m，双栏杆高1.2m，搭至柱项，四周对称，与梁紧固。
次梁安装采用挂篮，由操作人员在作业前挂在主梁上。
安全扶手绳子
钢柱与主梁连接处采用φ8mm钢丝绳作安全扶手绳子，次梁采用φ10mm白棕绳作为安全绳。
安全绳子牢固绑在梁端柱子上，施工人员在钢梁上行走时，必须将自身的安全带套在扶手绳子中，以防坠落。
防坠器
为确保操作者在上下钢柱时的人身安全，每根钢柱安装时都配备了防坠器。人员上下时，将安全带挂在防坠器的挂钩上，避免发生坠落事故。
5、结语
南昌万达茂海洋馆结构形式复杂，以弧形结构形式居多，钢结构施工过程中相互制约、相互影响，钢结构施工范围分布零散，部分单榀主桁架尺寸较大、跨度较长、重量大，并且受现场施工条件限制，为保证钢结构的顺利吊装，现场采用300吨履带吊进行钢结构吊装。
吊装施工过程中，要提前分析确定履带吊的吊装工况和现场站位情况，保证施工场地能够满足吊装要求，同时履带吊的成功吊装施工技术也为类似工程提供了借鉴。
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[5]韩钦生.钢结构住宅建设热点[J]中国建设报2001.7.12
论文作者:孟维哲,韩友强,冯昊
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/2/2
标签：钢结构论文; 桁架论文; 构件论文; 屋面论文; 焊工论文; 温度论文; 时应论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;