跨度鋼屋架的制作和安裝

王振

【摘 要】本文詳細的分析了大跨度鋼屋架制作及施工工藝的各個步驟，并針對容易出現(xiàn)的問題提出了相應的解決辦法，為類似桁架結(jié)構(gòu)的制作安裝提供了借鑒和參考。

【關鍵詞】鋼屋架 放樣 起拱 制作 安裝

拱結(jié)構(gòu)廠房有結(jié)構(gòu)輕、強度高、抗震性能好、安裝簡便、工期短、可拆卸運輸?shù)葍?yōu)點，特別適用于大跨度廠房桁架及震動較大的廠房，因而近些年得到迅速推廣。結(jié)合教學理論和實踐經(jīng)驗，分析總結(jié)了大跨度鋼屋架的制作及施工技術(shù)，解決了在制作安裝中出現(xiàn)的問題，為類似結(jié)構(gòu)的制作安裝提供了參考。

一 鋼屋架的放樣與起拱

在放樣前，首先要自審圖紙，在施工前應對圖紙進行仔細的閱讀，核對定位、定形及裝配尺寸有沒有不相吻合之處如果發(fā)現(xiàn)有不吻合的地方及時向技術(shù)部門報告，并確認。

鋼屋架的放樣平臺與拼裝應為相鄰的兩個平臺，平臺的表面要經(jīng)過水平儀測平。鋼屋架的地樣應采取1：1的比例按實際尺寸放樣，用粉線彈出一條直線作放樣基準線，長度要比屋架長度長2m左右。而后在基準線的二分之一部位用盤尺和粉線做出基準彎尺線。由中心點向左右分別推出屋架全長，此時的全長是由屋架全長加上焊接收縮余量的長度。焊接收縮余量的增加一般為總長的1%～1.5%，雖然此時所得到的地樣長度要比實際屋架長，但經(jīng)焊接收縮后與設計總長一致。同時，從下弦基準線上中心點沿垂直基準線向上提高拱高的高度（拱度約為跨度的1/500），畫出帶拱高的上下弦受力幾何線，根據(jù)已經(jīng)得到的屋架的幾何線，畫出所有幾何會焦點的位置分別連線，形成交點。以此畫出屋架的上弦、下弦、腹桿的輪廓，如桿件和上下弦是角鋼，則應以幾何受力線為基準，畫出角鋼的重心線，然后在畫出各自的輪廓線，接下來根據(jù)圖紙要求畫出所有節(jié)點板的基本形狀與尺寸，并剪出樣板，節(jié)點板的形狀最好以矩形和梯形為主，方便下料。放樣完畢后，將地樣用50×5左右的角鋼頭利用其直角的特征，在屋架所有桿件輪廓邊均勻布置，點焊牢固。角鋼要點焊準確，因為這是幾何尺寸的關鍵依據(jù)。

二 鋼屋架的下料與制作

下料時，對所有材料應進行規(guī)格、外觀質(zhì)量檢查，如發(fā)現(xiàn)問題及時處理。型鋼在氣割過程中有割縫損耗，自動氣割割縫寬度一般為2mm，手工氣割割縫寬度為3mm。因此在下料時要預留切割余量。型鋼需要拼接時，根據(jù)鋼屋架的設計要求選擇相應的拼接方法，用楔子將其固定，使他們不能移位。對起拱的下弦料應進行適當?shù)膹澢?。將?jié)點板與上下弦的桿件貼緊，而后點焊牢固。再將所有的腹桿用相同的方法焊牢。需要注意的是角鋼桿件的輪廓邊線必須與地樣完全重合，從而保證幾何受力線匯交于一點。最后將屋架加固點焊一遍。打掉楔子，從拼裝地樣上吊起來，翻轉(zhuǎn)180度吊至事先找平的相鄰平臺上，采用仿形裝配法在腹桿上點焊上加強板，把上下弦桿件放在相應位置上擺正對齊，利用自制板子， 夾具和大錘等將其夾緊，打齊，點焊牢固。所有桿件與節(jié)點板點焊完畢后，將底座板及加強助板點焊上，至此屋架完整地拼裝完畢。

三 鋼屋架的焊接

在焊接時，為防止其變形，應采取從中間向兩端對稱跳躍式焊接的方法進行焊接。焊接電流和焊接速度盡量保證一致，先焊中間桿件，然后上下弦同時從中間向兩邊焊接，對個別較難施焊的部位，可用吊車將屋架立起或翻轉(zhuǎn)進行焊接。對于焊縫尺寸較大的，為防止焊接變形可采用多遍反復翻轉(zhuǎn)焊接。焊接完成后，應進行飛濺清理，修磨，如有變形應進行矯正。

四 鋼屋架的制作驗收

鋼屋架制作完成后應根據(jù)圖紙和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》進行驗收，驗收的主要項目有：長度，寬度，拱高，旁彎，焊縫的高度，寬度，咬肉等缺陷檢查，檢查結(jié)果應符合驗收規(guī)范。

五 鋼屋架在制作中需要注意的一些問題

1、鋼屋架的長度，鋼屋架的長度偏差都會導致屋架無法安裝定位。即使勉強安裝后也不能很好的將屋面的荷載所產(chǎn)生的力矩傳遞分解，產(chǎn)生不應有的應力影響結(jié)構(gòu)強度；2、鋼屋架的起拱，屋架承受荷載后，下弦將因受拉而伸長，跨中節(jié)點將下垂，如果拼裝時不起拱，跨中節(jié)點下垂后很不美觀，下垂嚴重則給人一種不安全的感覺，擔心有坍塌的危險，而起拱的鋼屋架安裝受荷載后，水平弦桿將不低于水平線。3、鋼屋架的匯交點，鋼屋架的弦桿與豎向腹桿及斜向腹桿的幾何線應匯交于一點。鋼屋架在自身的結(jié)構(gòu)形式上充分的利用了三角形的穩(wěn)固性這一特點，鋼屋架的上下弦桿及腹桿分別受拉力或壓力的作用，相互之間通過匯交點偏離，產(chǎn)生偏心載荷會使屋架的上下弦桿多處受力，從而變成了不穩(wěn)定的多邊形，受載荷作用時鋼屋架局部桿件變形。因此，在實際制作過程中，保證屋架桿件幾何線交匯一點是關鍵問題之一。

六 鋼屋架的安裝

鋼屋架制作完，經(jīng)檢驗合格后就運往現(xiàn)場進行安裝，在安裝前首先要進行現(xiàn)場清理，留有吊車站位和堆放部分貨物的地方。屋架運到現(xiàn)場后應進行吊裝前的加固，以防止在吊裝時發(fā)生變形，吊點經(jīng)計算確定，鋼屋架吊裝定位時，應以屋架下弦兩端的定位標記和柱頂?shù)妮S線標記的軸線標記嚴格定位并點焊加以臨時固定。第一榀屋架吊裝就位后，應在屋架上弦兩側(cè)對稱設纜風繩固定，第二榀屋架就位后，每個坡面用一個屋架間隙調(diào)整器，進行屋架垂直度校正，在固定兩端支座處并安裝屋架間上弦水平支撐和下弦水平支撐，垂直支撐，上下弦平面的拉桿，兩榀屋架安裝完后緊接著還應把上面的檁條安裝到位焊接牢固，檁條間的圓鋼拉桿也安裝到位，以上的鋼屋架安裝經(jīng)檢查無誤后，成為樣板跨，以此類推繼續(xù)安裝。鋼屋架的垂直度的校正方法有：在屋架下弦一側(cè)拉一根通長鋼絲（與屋架下弦軸線平行），同時在屋架上弦中心線放出一個一個等距離的標尺，用線錘校正垂直度；用一臺經(jīng)緯儀防在柱頂一側(cè)，將軸線平移a距離，在對面柱頂上設同樣有一距離為a的點，從屋架中線處用標尺挑出a距離，三點在一個垂直面上即可使屋架垂直。

通過對大跨度鋼屋架制作和安裝的探索與實踐，在制作施工過程中一定嚴把質(zhì)量關，嚴格按照施工圖和驗收規(guī)范為依據(jù)進行規(guī)范化作業(yè)，盡可能的采取措施減少焊接、吊裝變形，最終才能使制作安裝工作能順利進行。