关键词：钢结构桁架；高层建筑；吊装施工
引言
随着科技进步，各类高层建筑已经屹立于我国绝大多数城市之中，特别是进入21世纪以来，高层建筑的发展更是日新月异。高层建筑更倾向于采用钢结构，这是由于较混凝土材料来说，钢结构具备质轻易安装等诸多优点。当前我国钢结构建设从设计到施工已经完成工业化，专业人才素质在实践中不断提高，钢结构安装技术日趋成熟，针对复杂裙房钢结构桁架，经常采取的安装方法有分块分条安装法、高空散装法以及分块整体吊装法。本项目施工方法为分块整体吊装法，重点在于起吊方案以及焊接施工的合理性，若方案不够合理，构件应力可能大于设计值而发生破坏。本文以郑州某高层裙房钢结构桁架建筑为工程实例，对钢结构桁架吊装、搭建、焊接等施工工艺进行研究。
1裙房钢桁架吊装分析
某裙房钢结构建筑主要布置在外围大厅地下1层至地上9层，包括箱型钢柱、H型钢梁以及H型劲性柱，H型钢梁最大截面H1500×850×35×50，箱型柱最大截面□1200×12000×80×80，材质均为Q345B，其裙房桁架三维示意如图1所示。该工程高空作业量大、构件截面大、钢板厚度大、焊接难度大、交叉作业多、施工环境复杂，为现场施工带来诸多挑战。
该工程悬挑钢结构桁架全部采用2塔吊组合安装，钢结构柱、梁与土建同步施工，待土建部分达到设计强度后统一进行胎架、主钢梁及交叉支撑安装，安装前拆除外置脚手架。桁架吊装采用“先劲性柱，再桁架，由下往上”安装原则，待○SＲ/4—○SN/4轴线混凝土达到强度后进行悬挑桁架安装，由于部分桁架距塔吊较远，共设置3组支撑胎架以保证钢结构吊装安全。
2施工工艺
2.1施工前准备工作
1）相关施工机械与焊接设备CO2气体保护焊接、激光经纬仪、自动安平水准，扭矩扳手等。
2）人员的准备与交底根据实际情况相应增加安排熟练工人12人进场进行安装作业，作业工作正式开始前根据相关要求对所有工人进行技术、安全交底。确保桁架安装准确与安全。
3）材料准备钢构件与相关预埋件，与加工厂紧密配合，在土建的施工具备了施工的条件后即进场施工。
4）预埋件埋设埋件的埋设是连接桁架底部钢板定位及焊接质量重要因素，因此必须对其精度进行严格要求。具体措施如下：①定位轴线与标高的引测要准确无误；②在正式埋设工作开始前，专职测量放线人员应与土建专业人员配合将控制点引测到便于施工的部位，同时专职质量员对轴线、标高进行复测，确保起始工作准确无误。
5）埋件的固定在轴线、标高测定后，将相关数据引测到埋件就位点。本批埋件较重，先在就位点用钢筋焊一个搁置埋件的架子（根据埋件的标高、轴线厚度等确定），然后将埋件吊放在搁置点上，用相关控制数据进行调整后固定，复核无误后，经土建、监理等单位验收合格方可以进行下一道工序施工。
2.2钢柱安装及吊装
钢结构桁架吊装前对建筑物钢筋混凝土楼面进行标高复测，确定定位轴线以及平面封闭角，对钢柱基础纵横线弹墨线，然后进行首层钢柱安装。钢柱采取边吊、边校的安装方式，首层钢柱安装完毕后对柱顶进行标高实测，若偏差大于5mm，需进行调整，调整方法为填塞钢板或在上柱截去相应误差长度，每次调整最大长度不宜大于5mm，这是由于调整偏差过大会导致构件节点连接复杂化，偏差不大于5mm时只记录不调整。由经验可知，偏差产生原因为钢柱制造误差以及焊接导致焊接柱口收缩，需待焊接完毕后进行高程复检。
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3钢桁架施工
3.1验算
3.1.1支撑胎架形式1设计验算
悬挑析架需承担68.7t（标准值）的重量，则需要设计一个长宽高分别为1.4m、1.3m、9m的支撑面；这个台架中心部分使用2C10-16Mn，其余部分用321贝雷片、900花架及450花架搭建，共计4连片321贝雷架，传力梁和分配梁之间需要用H40cm×40cm的翼缘和40cm×20cm的腹板焊接，所用杆的材质都是Q235B，且传力梁用H40cm×40cm×1.4cm×2cm（局部受力），分配梁用H40cm×20cm×0.8cm×1.2cm，顶部需设有缆风绳。由上述的计算结果可知：悬挑结构支撑胎架1结构主肢的最大应比为0.4＜1，最大剪力比为0.776＜1，且支撑胎架顶部变形较小，可以满足施工要求。
3.1.2支撑胎架形式2设计验算
悬挑析架需承担51t（标准值）的重量，则需要设计一个长宽高分别为1.4m、1.3m、27m的支撑面；这个台架中心部分使用2C10-16Mn，其余部分用321贝雷片、900花架及450花架搭建，共计4连片321贝雷架，传力梁和分配梁之间需要用H40cm×40cm的翼缘和40cm×20cm的腹板焊接，所用杆的材质都是Q235B，且传力梁用H40cm×40cm×1.4cm×2cm（局部受力），分配梁用H40cm×20cm×0.8cm×1.2cm，顶部需设有4根缆风绳。
通过以上描述可知：只有支撑胎架顶部较小时才可以达成施工要求，即最大剪力比0.582＜1，最大应力比0.42＜1作为支撑胎架2的结构。
3.2焊接
3.2.1焊前准备
焊接前的准备工作包括：（1）焊接前应由技术负责人对技术和安全进行交底，并记录存档；（2）正式焊接前由专业人员对焊接工艺进行评定，直到达标开始正式焊接；（3）受潮的低氢型焊条不能直接使用，需要在350～380℃下保温1.5～2h，烘干后的焊条经缓冷后存放于110～120℃的保温箱中，待用；低氢焊条在使用时最好放在保温桶里，不可在空气中暴露时间过长，若＞4h，应按照前面的方法重新烘干，烘干次数要≤2次；（4）若焊条或焊丝出现药皮脱落、焊芯生锈等情况，要弃用；（5）焊接前，清理干净焊缝坡口及附近20mm范围内的污物；（6）定位焊要求牢固可靠，杜绝裂纹、气孔和夹渣等问题，定位焊需按照正式焊的要求进行焊接，而且定位焊应和打底焊的焊接方法相同。
3.2.2焊接工艺
为减少因焊缝收缩产生的应力对钢柱上小型框架结构的破坏，焊接时一定要按照由内向外的顺序进行焊接，从而保证焊缝收缩的自由性。焊接工作应安排在流水段内钢柱和框架梁安装、校正并固定等工作都完成后再开始进行。
结语
1）钢管桁架采用高空拼装焊接工艺，施工工艺简单，操作方便，受施工影响较小，实现与主体结构混凝土的交叉作业，相比整体提升和整体吊装施工工艺可以节省工期。
2）钢管桁架高空拼装焊接合龙时，先进行支座处的拴接，预留相应焊接位置，减少温度对钢管桁架变形的影响。
3）钢管桁架高空拼装焊接相贯节点的拼装焊缝是施工控制的重点和难点，从相贯节点的切割下料到现场拼接焊缝，必须建立完整的质量控制体系，确保相贯节点质量。
参考文献
[1]司坤.超高层钢结构屋顶信号塔施工技术[J].住宅与房地产,2017，
(9):240-241.
[2]张海升,王康强.高层办公楼钢结构安装的施工方法[J].建筑技术,
2004,35(2):123-125.
[3]严时汾,夏凉风.世界最高摩天轮:北京朝天轮钢结构安装方案设计优化[J].建筑施工,2008,30(5):333-336.
论文作者:刘会东
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：桁架论文; 钢结构论文; 标高论文; 轴线论文; 土建论文; 焊条论文; 花架论文; 《建筑实践》2019年第38卷第13期论文;