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摘要：随着经济的不断发展，国家对基础设施建设加大了投入，火车站、飞机场、体育场馆新建、扩建工程遍地开花。为了取得优美的造型和开阔的空间，这些工程一般多采用大跨度钢管桁架或者钢网架。由于作业工人的技术素质、机械设备的性能、施工工艺的合理性以及施工管理等原因，大跨度钢管桁架施工各阶段均易发生质量问题，因此必须加强对大跨度钢管桁架施工质量的控制。
关键词：大跨度；钢管桁架；施工质量控制
1钢管桁架施工的注意事项
（1）制造前合理分段。钢桁架制造前要进行合理分段，以便于场内外运输。（2）现场组拼。随着大型起吊机械技术能力的不断提升，大吨位钢构件的吊装机械比以往能更好地满足现场实行机械化起吊作业要求，为此应尽可能增加地面拼装作业量，减少高空作业是钢结构施工发展的趋势。同时地面拼装作业量的增加更有利于保证工程质量。（3）尽快形成刚性单元。钢桁架在安装就位后，应尽快安装与其相连的侧向支撑并形成一个完整的刚性单元，以预防施工过程中安全与质量事故的发生。（4）安全施工分析验算。在施工过程中，一定要分析平面内强度、刚度、稳定性，同时还要对平面外屈曲稳定性进行分析（包括起吊中与就位后的稳定性分析）。通过大跨度钢桁架自身的构造不能保证安全施工时，应立即采取相应施工加固措施。其方法为：①采用多点吊装；②对桁架平面外进行加强形成临时空间桁架；③吊装就位时设置临时支撑，减少桁架跨距；④吊装就位时设置侧向缆风绳。（5）施工稳定分析特点。大跨度钢桁架在实际使用过程中，不仅要承担自重，而且要承担诸如楼板、设备及其他构件与设备等永久荷载和活荷载等；而在施工过程中，大跨度钢桁架仅承担自重和相应的施工荷载。大跨度钢桁架在施工过程中的安全施工稳定性控制验算可以充分考虑其在安装过程中实际承载力要小于其在使用状态下所受承载力的特性。
2大跨度钢管桁架施工分析
某工程由12根钢管桁架柱及6榀钢管屋桁架主体构成的管桁架结构系统，钢管桁架柱高21.3m，桁架柱截面尺寸为4m×5m，钢管屋桁架跨度114m，外形长121.2m，钢管屋桁架中点高11m，两侧端部高5.3m，宽5.3m，全部采用相贯节点管桁结构形式。该工程的特点及难点就是钢管屋桁架跨距大，施工区条件限制多，给钢管屋桁架的组合和吊装增加了相应的难度，施工措施钢材料用量大，每榀钢管屋桁架用措施钢材近35t，施工时间短，并时逢雨季给焊接和组合吊装都增加了困难，且柱体和钢管屋桁架外形尺寸太大，只能在现场制作拼装。
2.1确定总体方案
在总体施工方案中最重要的应是钢管桁架组合及吊装方案的确定，外形长121m高11m的钢管屋桁架在组装中可形象地喻为柔软地像面条一样，选用正确的组装方式和吊装方案尤为重要，例如组吊方案可采用管桁架分为两个在地面组装成两个60m长的桁架，在安装管桁架跨度中点设临时高支承架，将组装后管桁架再吊装至临时支架上组合，或在搭设的高空胎架上整体组装钢管屋桁架直接就位，然后对胎架卸载等多种方案。在综合考虑施工成本、工期、组装质量和安全稳定性等多个指标后，最终确定了在跨越两条皮带机的低空小吊车配合组装，大吊车整体抬吊安装的方案。
2.2杆件加工
钢管桁架的杆件通常在工厂内加工，组拼成分段单元或全部运至施工现场拼装。加工阶段的质量是安装顺利进行的前提，也是质量控制的重要环节。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆加工阶段易发生的质量问题是：原材料除锈达不到设计标准；杆件下料长度不准确；相贯口切割不准确；漆膜厚度达不到设计标准；需弯弧的杆件弧度达不到设计要求；对接钢管管口切割不符合规范要求；杆件拼接焊缝间隙过大或过小；焊缝高度达不到规范要求；焊接飞溅或焊渣清理不干净；杆件无编号等。
2.3现场拼装
由于运输长度的限制，大跨度桁架在施工现场一般进行整体拼装。现场拼装一般为露天施工，在混凝土结构或地面上搭设拼装胎架进行。现场拼装阶段易发生的质量问题是：桁架长度不准确；桁架起拱达不到设计要求；桁架平直度不准确，发生侧弯；弯曲桁架弧度达不到设计要求；弦杆对接焊缝与腹杆节点焊缝重叠；现场对接焊缝间隙过大或过小；对接焊缝出现夹渣、气孔、裂纹、焊缝；高度不够；相贯焊缝焊口过大或过小；构件表面污染；节点补漆质量达不到规范要求。为此，在拼装时一定要做好质量控制工作。
钢管屋桁架拼装是先在临时管支架上将钢管屋桁架下弦面组焊好，这时需用水准仪配合标定桁架起拱值，然后拼装钢管屋桁架上弦面，在中间114m内设置10个临时钢支架，在钢管对接处可加临时小支撑。下弦桁架面组装完成后就直接在桁架下弦面上组装上弦桁架，上弦桁架总重24t，以中间为界面分为两段。桁架组装完成后进行焊接。起吊上弦桁架可用φ159×10钢管制成的门型架起吊，每根φ159×10钢管可承载5t，每个门架可承载10t。靠近跨中部位的门型架最高的为16m，每榀钢管屋桁架用8个门型架。用三台汽车起重机共同分别提升起2片钢管屋桁架的上弦面，并用门架上手拉葫芦固定，依次装入中间杆件，最后将上下弦平面组合起来，形成钢管屋桁架整体结构。
2.4钢管屋桁架的吊装
首先确定起吊重量和起吊高度后，还应用计算机按比例作图确定吊臂和起吊桁架间是否“卡杆”，钢管屋桁架吊装前应将柱间支撑桁架安装完毕，履带式起重机行走区进行换填硬化处理并铺垫30mm厚钢板，采用8个吊点自平衡受力方式，由于吊臂吊装高度限制，吊装用钢绳不能太长，本次工程选用φ44mm钢绳为主吊绳，由于吊点会引起桁架局部杆件内力变化，吊装前应进行校核验算，采用空间杆件有限元分析技术。
3大跨度钢管桁架施工质量控制
3.1采用先进加工设备
钢管下料使用五维数控相贯切割机，除锈使用管材专用抛丸除锈机，弯管使用中频热弯管机，对曲率半径大的管材使用机械顶弯机，油漆采用无气喷涂。除了采用管结构专用加工设备外，还要严格检查设备性能状态，禁止设备带病使用。严禁手工下料、手工涂刷。保证杆件相贯口的下料质量、弯弧杆件的曲率准确以及杆件的除锈质量和喷涂质量，确保每根杆件出厂时都是优良品。
3.2保持桁架拱度一致，桁架垂直度偏差应符合规范要求
由于拼装过程中会出现同一类型桁架拼装完成后拱度不一致，导致屋面标高不水平的现象。因此，同一类型桁架应在同一胎具上拼装，根据主桁架的类型制作胎具。严格按照设计拱度搭设拼装胎具，对单根杆件的弯弧度进行仔细检查，不合格品禁止出厂。按照钢结构验收规范规定，钢桁架跨中垂直度偏差不大于h/250，且不应大于15mm。为保证主桁架跨中垂直度，吊装前应做好以下两点工作：一是吊索长度的计算及配备必须保证桁架在吊起后即处于垂直状态，同一吊点的4根吊索长度及绑扎点必须一致；二是主桁架在空中就位后，利用倒链和千斤顶等工具对两端相贯口的位置进行微调，以保证跨中的垂直度符合规范要求，调整完成后，利用水准仪和经纬仪进行测量，符合标准后方可进行焊接。
4结束语
综上所述，随着建筑行业的快速发展，大跨度钢管桁架结构在我国建筑结构中的应用越来越多，且正向超大型化发展，超长超高型钢管屋桁架的施工，是施工中的技术考虑重点，因此，应选择最佳的管桁架组装工艺，来保证管大跨度钢管桁架组装过程中的稳定性和组装质量。
参考文献
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论文作者:邓成波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/11
标签：桁架论文; 钢管论文; 大跨度论文; 达不到论文; 组合论文; 质量论文; 上弦论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;