單層大跨度門式剛架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

鄒紹明

(重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，重慶 400037)

1 工程概況

重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生活動中心，根據(jù)需要設(shè)計為單層大跨度門式剛架結(jié)構(gòu)。該房屋是長度為45.2m，跨度為23.6m，高度為7.2m，髿、鬅列柱網(wǎng)間距為6.3m，①、⑧列柱網(wǎng)間距為5.625m，圍護結(jié)構(gòu)為240mm的磚砌墻體，使用年限為25年，防水等級為Ⅱ級，抗震烈度為6度，耐火等級為Ⅱ級。其房屋結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 學(xué)生活動中心的門式剛架結(jié)構(gòu)圖

2 施工難度分析

根據(jù)現(xiàn)場勘察，該活動中心在施工時存在以下難點:

（1）周邊有行車公路和行人通道，而且是主要通道，雖可作一些臨時防護措施，但不能根本杜絕對車輛和行人的安全威脅。為了保證施工期間的安全，在確定施工方案時，將該活動中心放在假期進行施工。這樣，既可避免施工時對場地周邊道路車輛的影響，保證師生員工的人身安全，同時又能保證開學(xué)后該活動中心能投入使用。

（2）房屋采用的是大跨度的門式剛架結(jié)構(gòu)，因安裝高度較大，因此結(jié)構(gòu)吊裝時，須借助于起重機進行安裝。由于周邊地形和建筑物的限制，起重機不能采用跨外開行，而只能采用跨內(nèi)開行。

3 大跨度門式剛架的施工技術(shù)

3.1 門式剛架的施工順序

該活動中心的施工順序:基礎(chǔ)施工→主體剛架施工→彩鋼板屋面施工→附屬設(shè)施施工。

3.2 門式剛架的基礎(chǔ)施工

(1)基礎(chǔ)的測量與放線

用DJ6經(jīng)緯儀定出該活動中心的十字中心線，以十字中心點縱向、橫向的邊線，并分別確定各鋼柱的安裝中心位置。

鋼柱基礎(chǔ)采用人工挖孔灌注樁。為使樁孔挖孔時的操作方便，孔徑開挖范圍不得小于0.8m。其放線方法是:以柱的安裝中心為圓心，以0.4m為半徑，用熟石灰粉劃弧，即得出各柱基礎(chǔ)的開挖范圍。

(2)基礎(chǔ)的開挖

根據(jù)設(shè)計，柱基的挖孔深度須嵌入持力層0.5m以上，以保證柱基礎(chǔ)的穩(wěn)定性?？紤]到鋼柱與混凝土基礎(chǔ)相連接，在澆筑上部樁基混凝土?xí)r須預(yù)埋螺栓。

(3)混凝土的運輸與澆筑

為保證柱基礎(chǔ)的質(zhì)量，施工時采用C30商品混凝土進行澆筑，平面運輸采用方斗車進行運輸。柱基礎(chǔ)采用一次澆筑法進行施工。

具體做法是:將混凝土接近預(yù)埋螺栓底標(biāo)高處，用插入式振搗器進行振搗，再將混凝土澆筑至預(yù)埋螺栓標(biāo)高底部，待混凝土初凝和養(yǎng)護后，預(yù)埋倒T形螺栓。預(yù)埋倒T形螺栓時，應(yīng)反復(fù)量測柱距和預(yù)埋螺栓間距，其軸線偏差應(yīng)≤5mm，再用與混凝土配比相同的水泥砂漿埋設(shè)倒T形螺栓。待水泥砂漿凝結(jié)后，繼續(xù)澆筑混凝土，當(dāng)達到地面標(biāo)高時，混凝土再次校正預(yù)埋螺栓的平面位置，經(jīng)校核無誤后，在柱基位置放置┗50×50×4角鋼方框(其方框邊長為0.4m)，框內(nèi)用細石混凝土進行澆筑，表面用水泥砂漿抹平(如圖2所示)，并進行灑水養(yǎng)護。待其凝結(jié)硬化后，即可進行鋼柱的吊裝。

圖2 倒T形螺栓埋置示意圖

3.3 門式剛架的吊裝

(1)吊裝起重機械的選擇

該中心構(gòu)件吊裝時重量最大的是人字形剛架，約為3t，起重高度為7.2m。選擇Q2-12型的汽車式起重機進行吊裝，其基本參數(shù)為:起重臂長度13.2m，最小起重半徑4.6m，最大起重半徑10.5m，最小起重半徑時起重量7t，最小起重半徑時起重高度10.4m，故所選起重機可滿足要求。

(2)起重機開行路線的選擇

鋼柱吊裝時，起重機采用跨內(nèi)跨邊開行，停機點布置在兩根鋼柱的中間。起重機每開行一次為一個停機點。在每個停機點，起重機可吊裝兩根柱子。起重機沿該建筑物四周開行一次即可吊裝全部柱子。

(3)門式剛架鋼柱的吊裝

鋼柱吊裝之前，應(yīng)根據(jù)起重機的開行路線，確定好鋼柱的綁扎點，并將鋼柱斜向布置。采用旋轉(zhuǎn)法進行吊裝。在鋼柱位置放置鋼墊塊，以便于鋼柱的調(diào)整。吊裝鋼柱時，當(dāng)起重機開至停機點，用鋼繩將鋼柱綁扎好，并將起重機邊升臂邊旋轉(zhuǎn)至預(yù)埋螺栓處，然后將鋼柱下放，將鋼柱底座的螺栓孔與螺栓連接，用經(jīng)緯儀校正其垂直度，無誤后擰緊螺栓即可。

(4)大跨度人字形剛架的吊裝

①人字形剛架的組裝

為便于人字形剛架的吊裝，在吊裝前須用螺栓將兩個人字形構(gòu)件組裝好，并斜向平臥在地坪上。為防止人字形剛架在吊裝的過程產(chǎn)生過大的變形，應(yīng)在人字形剛架下面(斜長/3)處，用兩端為扁狀鋼管與人字形剛架螺栓連接。為便于吊裝，人字形剛架采用兩點綁扎。同時還應(yīng)在剛架的兩端綁扎拉繩，以控制吊裝時剛架的擺動和保證剛架的準(zhǔn)確就位。

②開行路線的選擇

由于連接后的人字形剛架跨度大，為便于吊裝，起重機選擇跨中開行，停機點選擇在該榀人字形剛架的后方3m處，每個停機點吊裝一榀人字形剛架。

③安裝可移式門型腳手架

為便于人字形剛架與鋼柱的連接及屋構(gòu)件的安裝，在人字形剛架吊裝前，須在門式剛架軸線的一側(cè)安裝可移式門式腳手架，并在其操作層上鋪設(shè)腳手板，以利于工人施工操作。

為防止可移式腳手架在施工過程中發(fā)生傾覆，須在門型腳手架的兩側(cè)用細鋼絲繩錨固在地錨上。

④人字形剛架的吊裝

吊裝人字形鋼架前，先將起重機開行至停機點，再將起重機升臂并升鉤，把人字形剛架起吊至超過鋼柱頂0.3m處，拉動溜繩使其剛架旋轉(zhuǎn)至安裝位置，并緩慢降鉤。只要人字形剛架對準(zhǔn)柱頂?shù)穆菟讜r，迅速穿入高強螺栓，將剛架與鋼柱連接起來，從而形成門式剛架。

⑤人字形剛架的糾偏與校正

大跨度人字形剛架吊裝后，會產(chǎn)生較大的扭曲變形。如不及時糾正，不僅影響屋面結(jié)構(gòu)的受力，而且直接影響屋面結(jié)構(gòu)的吊裝。

在大跨度人字形剛架安裝過程中，可采用簡便易行的鋼絲繩花藍螺栓校正器進行糾偏。鋼絲繩花藍螺栓校正器由花藍螺帽(其長度為23cm，兩端螺帽相隔19cm，為正反向內(nèi)螺紋，螺距為2mm)和兩根花藍螺栓(均為鉤頭螺栓，為正反向的外螺紋，螺距為2mm)及兩根套耳的鋼絲繩 (一根2m，一根16m)組成。具體糾偏方法是:將2m鋼絲繩固定在地錨(或鋼柱下端)上，用花藍螺栓鉤頭螺栓鉤住套耳。將16m鋼絲繩一端綁扎在剛架最大的扭曲點處，在其最大的扭曲點的反方向，用花藍螺栓鉤住套耳。然后多次旋轉(zhuǎn)花藍螺帽，逐漸收緊螺栓并帶動剛架產(chǎn)生位移，使剛架得以校正。剛架校正后，迅速擰緊高強螺栓。

⑥剛架與剛架間的固定

為保證人字剛架的準(zhǔn)確就位，在剛架的端部架設(shè)DJ6經(jīng)緯儀進行準(zhǔn)確定位。校正剛架后，隨即焊接連系桿進行固定。

3.4 門式剛架結(jié)構(gòu)屋面的施工

（1）檁條的吊裝

門式剛架屋面的檁條采用C200×70×20×2.0型槽鋼。因檁條較輕，可采用人力提升，即在檁條的兩端系好繩，將其提升至人字形剛架0.5m處，將檁條旋轉(zhuǎn)一定距離，使其能避開人字形剛架，并提升至剛架的頂面，按設(shè)計要求的間距，用螺栓將檁條與人字形剛架連接。

（2）屋面彩鋼板的安裝

屋面采用YX28-200-740彩鋼板，其技術(shù)參數(shù)為:波峰高度28mm，波峰間距205mm，幅面寬度820mm，厚度為0.476mm。

彩鋼板鋪釘應(yīng)按屋面的坡度從屋檐至屋脊方向逐塊鋪釘，并在屋脊上鋪釘彩鋼板作屋脊，以利屋面排水。彩鋼板鋪釘時，先將彩鋼板逐塊就位，在彩鋼板波峰處對準(zhǔn)C形鋼檁條再用自攻螺釘固定。鋪釘時上塊彩鋼板應(yīng)壓在下塊彩鋼板上，其搭接的寬度不得小于100mm。為防止大雨時產(chǎn)生雨水倒灌，須在彩鋼板搭接處用丁基膠密封，以防止因倒灌雨水對隔熱保溫層的影響。

（3）隔熱保溫層的鋪設(shè)

根據(jù)設(shè)計，在屋蓋下面設(shè)置礦棉纖維作隔熱保溫層。施工礦棉纖維層時，先垂直于屋脊鋪設(shè)PUP布，其搭接寬度不得小于100mm，端頭用扁鋼條固定牢固或用萬能膠粘牢，然后在彩鋼板與PUP布的空間內(nèi)鋪設(shè)30mm的礦棉纖維層。鋪設(shè)礦棉纖維層應(yīng)做到均勻適度，不得漏雨鋪，否則將影響隔熱保溫效果。

（4）排水溝的安裝

排水溝用2.5mm厚的鍍鋅鋼板制作。排水溝安裝前，應(yīng)先在圍護墻體上(泛水溝標(biāo)高處)開鑿出50×50mm的凹槽，然后將水溝的一翼嵌入墻體的凹槽內(nèi)，隨即用水泥砂漿填塞固定，另一翼用螺栓固定在檐口處的金屬檁條上。

4 結(jié)語

綜上所述，施工體會如下:

（1）重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生活動中心，采用單層大跨度門式剛架結(jié)構(gòu)，一改過去鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)密柱的做法，不僅通透性強，視覺效果好，而且更能體現(xiàn)出自重輕、安裝簡便、成本低和施工速度快等優(yōu)點。

（2）學(xué)校人多且具有流動性，無論是單層大跨度門式剛架結(jié)構(gòu)，還是其他結(jié)構(gòu)的施工，必須充分考慮施工對路人的威脅，人多對施工的安全產(chǎn)生制約。在編寫施工方案時，其施工時間宜選擇在假期，把它作為開學(xué)鑰匙工程來做，更能做到快速、安全和低耗的施工要求。

（3）屋面采用了新型隔熱保溫材料，與其他屋面相比，不僅屋面結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，施工速度快，成本低，達到冬暖夏涼效果，而且可節(jié)約大量能源，符合建筑節(jié)能的要求。