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【摘 要】 本文对某工程桁架整体吊装施工方案和监控点进行阐述，使这种特殊的施工工艺在质量安全上得到保证，满足设计要求。
【关键词】 桁架；整体吊装；加固；监控
【中图分类号】 TU758.11 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）03-016-01
某工程地下１层地上１９层，建筑面积３０８９９．７ｍ２，高度８３ｍ，该工程由二个塔楼组成，平面长度８４ｍ，该建筑正立面自４层至１２层之间中部留一孔洞，高３５．１５ｍ宽３２ｍ，呈古钱币中部开一孔式，两塔楼在１２层顶４８．９ｍ高度处设置钢桁架连体，该钢结构桁架长４８ｍ，由三段桁架组成，两端各有８ｍ深入楼层，桁架失高５．３ｍ，跨度３２ｍ总重量近３００吨，距地面４８ｍ，距３层裙楼屋面３５ｍ，上面有６层建筑物荷载加在上面，在这样高的上空如何进行桁架拼装，既做到安全、快速、经济又能达到质量要求保证设计意图的实现，为保证钢结构拼装的质量，设计上提出要求不能在上空拼装，必须在地面（屋面）上整体拼装好后整体提升，对于钢结构提升方案经过施工单位、监理共同讨论研究最后确定：①在加工厂加工散件后运至工地；②用汽车吊将散件吊至３层屋面，在屋面进行拼装；③利用预埋好的桁架下弦杆作为牛腿为受力点（如图１）将拼装好的钢桁架整体提升与两端预埋好的桁架空中合拢（将４８ｍ钢桁架分三段制作，两端８ｍ桁架先行制作买入钢筋砼结构中将上下弦＋腹杆的接头位置留出。）④在空中进行各杆件的焊接形成整体桁架。
（图１）
对于此方案重点解决以下问题：①３层上人屋面因设计荷载小于桁架施工荷载楼板需如何加固；②桁架吊装时受力点如何选择，桁架自由端如何加固，起吊时如何保证同步；③为保证空中合拢各杆件能顺利对接，不发生错位现象，钢结构杆件制作和拼装时要保证精度要求如何控制；④如何保证桁架焊接后满足结构承载力要求。
下面就以上几点进行阐述：第一，首先对３层屋面进行加固，因屋面设计荷载为３００ＫＮ／m2，３层为大空间会议室，屋面板为预应力结构。对楼层相应位置进行加固，将钢结构临时支架的支点落在柱子位置，使大部分荷载通过柱子直接传递到基础上，搭架采用Φ４８×３脚手管搭设，加固位置必须准确，加固接触点必须和结构面顶紧，保证传力的效果。加剪刀撑和水平扫地杆，如图２所示
（图２）
第二，钢结构桁架在３层屋面制作完成后需对桁架自由端进行加固（如图３）
（图３）
将下弦杆选为吊点，上吊点选用预埋桁架的下弦杆作为牛腿并对牛腿进行强度（弯矩、剪力）和稳定性计算（平面外失稳）将下弦杆和柱子里的工字钢进行焊接并对下弦杆进行加固（如图４）
（图４）
吊点选择桁架下弦共６个点均匀对称布置，每个吊点承担５０Ｔ集中力。钢桁架拼装、焊接完毕，经验收合格后，进行试提升，桁架离开地面３００ｍｍ后，锁定所有千斤顶，停留一夜１２小时观察桁架的变形情况，根据规范要求，测量桁架的位移和吹偏变化情况，并和试提升前的结果对比；整体提升过程中各点的监控，提升时要求逐渐上调油缸压力的方法进行分段加载，避免桁架产生过大的应力集中。
第三，在整体提升过程中，为预防发生意外，每个提升点位上安排一名人员监视该点的运行情况，发现点位偏移，气缸线切断，脱锚等现象时，及时通知操作人员停止提升。
第四，同步提升是提升法施工的关键，本工程设备简单仅靠６台穿心式千斤顶，没有计程器同步控制，属于土法提升，主要从以下几方面同步控制：①在钢绞线上做好刻度标记，每隔１ｍ做一标记并在提升前记录下各个千斤顶上夹片到最近刻度的距离作为同步控制的基础。②油泵控制人员采用对讲机，在统一时间下进行提升。提升时，每个千斤顶位置均有施工人员观测千斤顶上量度尺，油缸提升２００ｍｍ后及时通知油泵控制人员关闭油阀。③夹片的回缩量因千斤顶而异，在提升一定数量的缸数后，（１ｍ刻度再次出现时），测量夹片到刻度的距离，根据提升前的记录分析各提升点同步性，对存在偏差的提升点进行个别调整。④采用一台油泵同时给６各千斤顶输油，别一台油泵同时出油，这样油泵的出油速度和油泵的压力相同，使得同一侧的千斤顶的提升速度可以一致。⑤在钢连廊上绑扎钢丝绳 ，钢连廊的提升带动钢丝绳的移动，经测量钢丝绳的移动距离检验提升的同步性，实践证明中间一台千斤顶的动力要大一点，中间点受力最大，不然的话就不能使钢结构平稳提升。⑥桁架的卸载。当桁架提升到预定位置合拢后，就要进行卸荷，卸荷前具备的条件。ａ.钢桁架系统的焊接工作全部完成；ｂ.卸荷部位的水平支撑、斜支撑焊接完成；ｃ.各种施工资料齐备，验收合格。
卸荷过程中总的原则是：要充分考虑到钢桁架系统均匀受力接近自由状态下增加荷载，要求对角线对称同时卸荷，分级卸载，每次卸荷２５％，提升桁架卸荷采取提升单元统一卸荷一次，在钢桁架系统整体卸荷前，应先测量各支撑点的标高，卸荷顺序采取千斤顶同时卸荷，卸荷要在一天时间内完成，并于１２小时候进行整体观测。
在钢桁架各杆件对焊时保证各杆件的缝隙控制在３ｍｍ以内，杆件轴心偏差不超过５％。如发生偏差过大则必须采取加固措施，加固方法为上、下翼缘及腹板用六块钢板焊接或采用变截面的方式进行加固。
第五，桁架焊接后对焊缝进行探伤检测，确认焊接质量合格后进行砼浇筑隐蔽并对桁架进行原始点观测以后每上一层楼对桁架进行变形观测变形控制在规范允许范围内。
此吊装方法最大的弊端是砼的施工缝必须留在桁架焊接点两端，而此部位正是结构所受剪力最大处，不是结构受力的最佳位置有待同行门的商榷。
【关键词】 桁架；整体吊装；加固；监控
【中图分类号】 TU758.11 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123（2012）03-016-01
某工程地下１层地上１９层，建筑面积３０８９９．７ｍ２，高度８３ｍ，该工程由二个塔楼组成，平面长度８４ｍ，该建筑正立面自４层至１２层之间中部留一孔洞，高３５．１５ｍ宽３２ｍ，呈古钱币中部开一孔式，两塔楼在１２层顶４８．９ｍ高度处设置钢桁架连体，该钢结构桁架长４８ｍ，由三段桁架组成，两端各有８ｍ深入楼层，桁架失高５．３ｍ，跨度３２ｍ总重量近３００吨，距地面４８ｍ，距３层裙楼屋面３５ｍ，上面有６层建筑物荷载加在上面，在这样高的上空如何进行桁架拼装，既做到安全、快速、经济又能达到质量要求保证设计意图的实现，为保证钢结构拼装的质量，设计上提出要求不能在上空拼装，必须在地面（屋面）上整体拼装好后整体提升，对于钢结构提升方案经过施工单位、监理共同讨论研究最后确定：①在加工厂加工散件后运至工地；②用汽车吊将散件吊至３层屋面，在屋面进行拼装；③利用预埋好的桁架下弦杆作为牛腿为受力点（如图１）将拼装好的钢桁架整体提升与两端预埋好的桁架空中合拢（将４８ｍ钢桁架分三段制作，两端８ｍ桁架先行制作买入钢筋砼结构中将上下弦＋腹杆的接头位置留出。）④在空中进行各杆件的焊接形成整体桁架。
（图１）
对于此方案重点解决以下问题：①３层上人屋面因设计荷载小于桁架施工荷载楼板需如何加固；②桁架吊装时受力点如何选择，桁架自由端如何加固，起吊时如何保证同步；③为保证空中合拢各杆件能顺利对接，不发生错位现象，钢结构杆件制作和拼装时要保证精度要求如何控制；④如何保证桁架焊接后满足结构承载力要求。
下面就以上几点进行阐述：第一，首先对３层屋面进行加固，因屋面设计荷载为３００ＫＮ／m2，３层为大空间会议室，屋面板为预应力结构。对楼层相应位置进行加固，将钢结构临时支架的支点落在柱子位置，使大部分荷载通过柱子直接传递到基础上，搭架采用Φ４８×３脚手管搭设，加固位置必须准确，加固接触点必须和结构面顶紧，保证传力的效果。加剪刀撑和水平扫地杆，如图２所示
（图２）
第二，钢结构桁架在３层屋面制作完成后需对桁架自由端进行加固（如图３）
（图３）
将下弦杆选为吊点，上吊点选用预埋桁架的下弦杆作为牛腿并对牛腿进行强度（弯矩、剪力）和稳定性计算（平面外失稳）将下弦杆和柱子里的工字钢进行焊接并对下弦杆进行加固（如图４）
（图４）
吊点选择桁架下弦共６个点均匀对称布置，每个吊点承担５０Ｔ集中力。钢桁架拼装、焊接完毕，经验收合格后，进行试提升，桁架离开地面３００ｍｍ后，锁定所有千斤顶，停留一夜１２小时观察桁架的变形情况，根据规范要求，测量桁架的位移和吹偏变化情况，并和试提升前的结果对比；整体提升过程中各点的监控，提升时要求逐渐上调油缸压力的方法进行分段加载，避免桁架产生过大的应力集中。
第三，在整体提升过程中，为预防发生意外，每个提升点位上安排一名人员监视该点的运行情况，发现点位偏移，气缸线切断，脱锚等现象时，及时通知操作人员停止提升。
第四，同步提升是提升法施工的关键，本工程设备简单仅靠６台穿心式千斤顶，没有计程器同步控制，属于土法提升，主要从以下几方面同步控制：①在钢绞线上做好刻度标记，每隔１ｍ做一标记并在提升前记录下各个千斤顶上夹片到最近刻度的距离作为同步控制的基础。②油泵控制人员采用对讲机，在统一时间下进行提升。提升时，每个千斤顶位置均有施工人员观测千斤顶上量度尺，油缸提升２００ｍｍ后及时通知油泵控制人员关闭油阀。③夹片的回缩量因千斤顶而异，在提升一定数量的缸数后，（１ｍ刻度再次出现时），测量夹片到刻度的距离，根据提升前的记录分析各提升点同步性，对存在偏差的提升点进行个别调整。④采用一台油泵同时给６各千斤顶输油，别一台油泵同时出油，这样油泵的出油速度和油泵的压力相同，使得同一侧的千斤顶的提升速度可以一致。⑤在钢连廊上绑扎钢丝绳 ，钢连廊的提升带动钢丝绳的移动，经测量钢丝绳的移动距离检验提升的同步性，实践证明中间一台千斤顶的动力要大一点，中间点受力最大，不然的话就不能使钢结构平稳提升。⑥桁架的卸载。当桁架提升到预定位置合拢后，就要进行卸荷，卸荷前具备的条件。ａ.钢桁架系统的焊接工作全部完成；ｂ.卸荷部位的水平支撑、斜支撑焊接完成；ｃ.各种施工资料齐备，验收合格。
卸荷过程中总的原则是：要充分考虑到钢桁架系统均匀受力接近自由状态下增加荷载，要求对角线对称同时卸荷，分级卸载，每次卸荷２５％，提升桁架卸荷采取提升单元统一卸荷一次，在钢桁架系统整体卸荷前，应先测量各支撑点的标高，卸荷顺序采取千斤顶同时卸荷，卸荷要在一天时间内完成，并于１２小时候进行整体观测。
在钢桁架各杆件对焊时保证各杆件的缝隙控制在３ｍｍ以内，杆件轴心偏差不超过５％。如发生偏差过大则必须采取加固措施，加固方法为上、下翼缘及腹板用六块钢板焊接或采用变截面的方式进行加固。
第五，桁架焊接后对焊缝进行探伤检测，确认焊接质量合格后进行砼浇筑隐蔽并对桁架进行原始点观测以后每上一层楼对桁架进行变形观测变形控制在规范允许范围内。
此吊装方法最大的弊端是砼的施工缝必须留在桁架焊接点两端，而此部位正是结构所受剪力最大处，不是结构受力的最佳位置有待同行门的商榷。