关键字：钢结构；桁架施工；安全质量控制
1、前言
大跨度的钢结构现在在国内建筑过程中已经有了越来越丰富的应用，灵活的运用这样的设计方式可以有效的提高建筑效果，文章分析了其中的控制措施。
2、工程概述
北京站既有无柱雨棚接长工程为北京站到北京西站地下直线配套工程，雨棚接长工程位于既有雨棚西侧6~14站台及8~16道，衔接北京站到北京西站地下直线隧道。雨棚接长3榀桁架，长45m，宽107.63m，面积4843.35m2。单榀桁架结构为2跨1悬挑钢管桁架雨棚，第一跨46.04m，第2跨41.09m，悬挑20.5m，最大跨间距16.5m，屋面挑出两端桁架中心6.8m，本次雨棚施工共9根雨棚立柱，其中南侧3根位于14和15道线间与北侧东边第一跨2根柱基础为桩基础，其余4根雨棚柱基础为独立基础，位于二期地下行包库顶板上。该工程位于北京火车站西咽喉区,。
3、钢结构施工中的质量和安全控制措施
3.1质量控制方案
先根据雨棚柱基础施工图制作2块与基础顶同尺寸钢板柱脚螺栓安装模具，根据柱脚螺栓布置图中锚栓的位置在板上打孔（孔径比螺栓直径大2mm），板中开孔用于浇筑混凝土。同时根据锚栓位置与轴线的关系在板上弹出纵横两个方向的轴线位置[2]。基础承台支立好模板后，将相应的螺栓放入钢筋笼。同时将钢板模具套在螺栓上，上面用螺帽控制螺栓露出混凝土的长度和标高，保证锚栓的外露长度满足设计图纸和规范的要求[3]。然后用短钢筋将螺栓下端与钢筋笼牢固地连接起来（焊接），同时注意采用角尺控制螺栓的垂直度。调整模具使得弹好的轴线与基础控制轴线重合。适当拧紧螺帽，然后用黄油或胶布将外露的螺纹保护好。浇筑混凝土，混凝土振捣时注意不得用震动棒直接作用在锚栓上，若出现轴线偏离应及时调整。严格按以上工序进行预埋锚栓的施工，即可保证锚栓的安装质量，为后续工资提供了保障。主要施工内容及吊装顺序：临时支撑→雨棚钢立柱→边跨桁架→悬挑桁架→跨中桁架→檩条吊装→檩条连接系吊装立柱吊装：本工程共9根立柱，最大外形尺寸为12939mm×4313mm×3800mm，单根立柱重约15t。立柱与柱基础通过预埋地脚螺栓连接。立柱吊装分两阶段进行。第一阶段为剩余6根立柱，吊装场地为地下行包库顶，对既有线路无影响，拟采用160t吊机进行作业。第二阶段吊装14、15道线间3根立柱，吊装场地14~16道线路已拆除，吊装条件为全天封锁，对既有线路无影响，拟采用260t吊机进行作业。桁架吊装：本工程共设桁架三榀，每榀除立柱柱头外共分8个吊装段（每跨3个，悬挑2个）。桁架吊装最大跨度为17016mm，重量约15t。桁架吊装分两阶段完成。第一阶段吊装北侧两跨桁架，与第一阶段立柱吊装同期进行，除13道线路上方以外桁架吊装作业条件及机械与立柱吊装相同。13道线路为既有线路，该处桁架吊装需在夜间4h天窗点内进行作业。第二阶段吊装南侧立柱上悬挑及桁架，与南侧立柱吊装同期进行，作业条件及机械相同钢构件焊接采用E4315和E5016焊条，E4315焊条焊前烘干温度为300℃~350℃，烘焙2h，烘干后放入60℃~100℃的保温桶内保温，允许重复烘干次数为3次；E5016焊条焊前烘干温度为350℃~400℃，烘焙2h，烘干后放入100℃~150℃的保温桶内保温。根据板材的厚度，选用适当的焊接电流、电压、速度等焊接参数。气体保护焊焊丝选择ER50-6，φ1.2mm实心焊丝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2安全控制措施
吊装安全方案：立柱吊装本工程共9根立柱，最大外形尺寸为12939mm×4313mm×3800mm，单根立柱重约15t。此时：吊机作业半径为28m，起升高度约18m，主臂伸出约32m，安全系数为23.4t/15t=1.56，满足施工作业安全要求。桁架吊装本工程共设桁架三榀，每榀除立柱柱头外共分8个吊装段（每跨3个，悬挑2个）。桁架吊装最大跨度为17016mm，重量约15t。吊机作业半径为29m，起升高度约22m，主臂伸出约35m，安全系数为23.4t/9t=2.6，满足施工作业安全要求。吊机作业半径为28m，起升高度约22m，主臂伸出约32m，安全系数为23.4t/15t=1.56，满足施工作业安全要求。260t吊机作业半径为30m，起升高度约24m，主臂伸出约46m；160t吊机作业半径为22m，起升高度约24m，主臂伸出约34m；安全系数为（18.9t+16.8t）0.8/15t=1.9，满足施工作业安全要求。
4、钢结构施工中的安全和质量管理措施
首先，需要注意网架提升平台的预埋件问题，必须把预埋件位置设置在后立柱下方，并要求具体高度为+18.000m；侧向支撑时，标高不变，位置在提升梁正下方。采用整体提升方案施工，把屋盖网架及大门桁架的上半部分在地面拼装为整体。这一过程就要注意网架起拱的控制，根据二次深化设计要求，把网架起拱的标高控制为+1.000m，并依据球节点位置、直径和起拱高度确定钢管长度。其次，要做好误差控制工作。每榀下弦节点、上弦节点焊接前，均应用水准仪、钢卷尺测量高低度、水平度、几何尺寸、挠度、做到每榀合格，整体合格；每安装三到五榀再作一次全面复检，以利发现问题及时处理。按照施工方案，将已拼装完成的单元整体提升2.5m后暂停提升，安装大门桁架下半部分结构，待所有结构全部安装完成后，将整个屋盖钢结构整体提升至设计标高。在整体提升过程中的误差控制主要表现在：钢绞线的垂直度误差应控制在±1°以内；就支撑面而言，其标高误差控制在0～-3.0mm范围内，中心偏移最大为15.0mm；柱定位轴线的允许误差范围是3.0mm；柱垂直度的偏差则为L/1000且不大于10.0mm；螺栓露出长度误差则须在0.0～30.0mm这一范围内。同时，这一过程中，必须控制好整体提升同步性，为实现同步性，通过预先分析计算得到的网架结构整体提升过程中各吊点提升反力数值，依据计算数据对每台液压提升器的最大提升力进行相应设定。当遇到某吊点实际提升力有超出设定值趋势时，液压提升系统自动采取溢流卸载，使得该吊点提升反力控制在设定值之内，以防止出现各吊点提升反力分布严重不均，造成对永久结构及临时设施的破坏。网架整体同步提升过程中，液压提升系统的同步性控制是稳定性控制的一个重要环节。首先是液压同步提升系统设备自身设计的安全性保障。通过液压回路中设置的液压自锁装置以及机械自锁系统，在液压提升器停止工作或遇到停电、油管爆裂等意外情况时，液压提升器能够长时间锁紧钢绞线，确保被提升结构的安全。其次是保证液压提升系统设备的完好性，在正式提升之前进行充分的调试，以确保其在整个提升过程中能够将同步精度控制在预先设定的安全范围之内。另外采用人工测量的方式进行辅助监控。
5、结束语
大跨度的钢结构在实际应用的过程中有着良好的应用效果，但是实际应用的过程中必须要做好质量控制和安全控制才能够确保应用的效果。
参考文献：
[1]张婧.超高层建筑钢结构伸臂桁架施工探究[J].低碳世界,2019,9(02):183-184.
[2]奕齐.大跨度复杂空间桁架焊接变形控制[J].建筑技术,2019(4):476-478.
[3]曾朱琪.渭南市体育场大跨度钢结构屋盖施工关键技术研究[J].施工技术,2019,48(10).
论文作者:孙峰
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2020/4/3
标签：桁架论文; 立柱论文; 作业论文; 雨棚论文; 螺栓论文; 钢结构论文; 过程中论文; 《建筑实践》2019年第38卷第12期论文;