桁架式鋼架構(gòu)工程施工技術(shù)的探索

隨著鋼架構(gòu)技術(shù)的普及，桁架式鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在各類建筑中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。由于鋼架構(gòu)的桿件和節(jié)點(diǎn)較多，構(gòu)造復(fù)雜導(dǎo)致施工難度加大。論文主要闡述了桁架式鋼結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)探討了大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)施工注意事項(xiàng)。

桁架式鋼結(jié)構(gòu)可以完成各種造型且施工變通性高而受到建筑業(yè)內(nèi)的普遍歡迎。這主要是因?yàn)檫@種建筑形式經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、施工期短，且安全性能高。

桁架式鋼結(jié)構(gòu)

桁架是以直桿為主要元件，以三角單元組成不同的平面和立體棱體為力學(xué)支撐的建筑結(jié)構(gòu)，它的主要特點(diǎn)就是桁架構(gòu)件的承力是以承受軸的壓力或拉力為主，正是由于這一特點(diǎn)，它才能有效地利用材料的強(qiáng)度來(lái)減輕自身的重量，增強(qiáng)自身的剛度。它能滿足跨度較大的建筑要求，比如火車站的天棚、橋梁、衛(wèi)星塔等。

桁架式鋼結(jié)構(gòu)是由于鋼材制造的復(fù)式桁架構(gòu)成，由于其能省材減重的優(yōu)點(diǎn)桁架式鋼結(jié)構(gòu)適用范圍普及工業(yè)與民用建筑等。與實(shí)腹式鋼架結(jié)構(gòu)相比，桁架式鋼結(jié)構(gòu)不再使用翼緣和腹板，而是采用可以省料減重的弦桿和腹桿，弦桿與腹桿的連接均采用節(jié)點(diǎn)板等部件連接，這樣可以確保桿件承受的主要是軸力，且鋼架構(gòu)還具有一定的彈性。此項(xiàng)技術(shù)符合節(jié)省鋼材，降低自重的要求。由于鋼結(jié)構(gòu)自重降低，使得大跨度鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)成為可能。值得一提的是，，桁架式鋼架構(gòu)的梁桿和節(jié)點(diǎn)較多，結(jié)構(gòu)也比傳統(tǒng)的腹式鋼架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其施工難度也有所提高，需要大量的勞動(dòng)力進(jìn)行密集施工才得完成。因此，有必要對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行研究。

桁架式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成體系

桁架式鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)成體系主要由腹桿體體系、支撐系統(tǒng)和連接方式構(gòu)成。

1.腹桿體系

桁架式鋼結(jié)構(gòu)體系一般可以采用人字形和單斜形。不同的形式?jīng)Q定著用材的多少，也決定了鋼架構(gòu)的重輕。人字式腹桿體系的特點(diǎn)有二：一是桿部件數(shù)量較少，二是節(jié)點(diǎn)也少。因此施工相對(duì)較易，其應(yīng)用范圍較廣。單斜式腹桿體系根據(jù)建筑要求采用的是斜桿+豎桿的構(gòu)件模式，長(zhǎng)斜桿承載的是拉力，豎桿承載的是壓力，這種形式常被用于大跨度桁架式鋼結(jié)構(gòu)建筑。為了解決桿部件過(guò)長(zhǎng)不利于施工的問(wèn)題，還可采用再分式腹桿體系來(lái)減少桿的長(zhǎng)度。而在支撐的豎桿撐桁架中，通常采用的是具有較好承載變向荷載的腹式交叉體系。這種體系的斜腹桿對(duì)弦桿的傾斜角不宜過(guò)少，也不宜過(guò)大，一般控制在30°- 60°之間。

2.支撐系統(tǒng)

鋼架結(jié)構(gòu)要確保桁架平面的內(nèi)剛度和穩(wěn)度就需要對(duì)其支撐系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，由于減少了桿件的長(zhǎng)度，對(duì)支撐系統(tǒng)的要求就更高了，為了適應(yīng)這樣變化，支撐系統(tǒng)多采用鋼結(jié)構(gòu)側(cè)向支撐設(shè)計(jì)。無(wú)論是采用水平支撐（縱橫向），還是采用垂直支撐（桁架兩端和中間），桁架式鋼結(jié)構(gòu)的下弦和上弦均是采用延水平方向支撐的技術(shù)，并在同一節(jié)點(diǎn)或是桿件中間設(shè)置垂直支承桿。在跨度與高度均較大的塔架建設(shè)中，要保證塔架的剛度和幾何不變性，支撐系統(tǒng)每隔一定的間距會(huì)設(shè)置一個(gè)橫向支撐。

3. 連接方法

連接方法是鋼架構(gòu)剛性和穩(wěn)定性的關(guān)鍵，桁架式鋼結(jié)構(gòu)的連接方式有四種：即普通螺栓連接、高強(qiáng)度螺栓連接、焊接、鉚接。不同的部位采用不同的方法，技術(shù)參數(shù)來(lái)確定連接方法。一般來(lái)說(shuō)，普通螺栓連接多應(yīng)用于可拆卸的結(jié)構(gòu)，比如輸電塔等。高強(qiáng)度螺是應(yīng)用于主承重構(gòu)件連接上；焊接可在任何情況下應(yīng)用；而鉚接更適宜用于需要承載較大動(dòng)力荷的主桁架鋼結(jié)構(gòu)部件上。

桁架式鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要點(diǎn)

1. 施工前的準(zhǔn)備工作

在準(zhǔn)備工作中，測(cè)量放線是基礎(chǔ)工作，也是后繼施工工序的依據(jù)，在項(xiàng)目開(kāi)始前，工程技術(shù)人員需要對(duì)埋件的縱向和橫向的軸線、高程進(jìn)行測(cè)量，以避免不符合技術(shù)要求的誤差，對(duì)測(cè)量的每列的列線數(shù)據(jù)要認(rèn)真記錄，技術(shù)負(fù)責(zé)人要審查。確保鋼架構(gòu)安裝、調(diào)試的順利進(jìn)行。技術(shù)準(zhǔn)備則是工程質(zhì)量的保障，一切均要以技術(shù)工藝文件來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，要準(zhǔn)備好施工過(guò)程中遇到的各類技術(shù)問(wèn)題解決的預(yù)案。要以工程安全施工的要求編制好鋼架構(gòu)部件的直運(yùn)輸、吊裝的相關(guān)指導(dǎo)性文件。并按照施工組織設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)備各種所需的材料。

2.放樣和切割

放樣也是施工的關(guān)鍵工序，施工時(shí)要注意管桁架、吊車梁輔助桁架、鋼柱等重要構(gòu)件下料要依排版圖的要求嚴(yán)格操作，放樣號(hào)料也要預(yù)留切割和刨邊的留量。對(duì)于各種類型的號(hào)料要標(biāo)上號(hào)（操作的工序號(hào)）。在切割時(shí)，型材要用機(jī)械或是氣割設(shè)備，對(duì)板材則適采用多頭直條剪切或氣割。

3.拼裝和焊接

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼桁架最小出廠構(gòu)件單元依照吊裝方案、運(yùn)輸條件以及材料長(zhǎng)度等因素，確定拼裝單元的長(zhǎng)度約為10m，且不小于三個(gè)下弦節(jié)點(diǎn)間的長(zhǎng)度。對(duì)每一個(gè)構(gòu)件單元都應(yīng)進(jìn)行施工詳圖的設(shè)計(jì)，對(duì)上下弦桿彎曲的曲線建立X 軸，Y 軸坐標(biāo)系，計(jì)算出X 軸，Y 軸的坐標(biāo)點(diǎn)。在抄平的鋼平臺(tái)上，放出上弦曲桿的曲線實(shí)樣后，將一根上弦曲桿按實(shí)樣卡固定在大鋼平臺(tái)上。另一根上弦曲桿利用固定胎架托住，每一個(gè)固定胎架布置在上弦與斜桿的空擋處，以免干涉上弦、斜桿的拼裝。胎架上的管托中心與固定在鋼平臺(tái)上的曲桿中心，從截面上保持在一個(gè)垂直軸線上，即保證兩根曲桿的曲線中心重合。拼裝上弦斜桿進(jìn)行點(diǎn)焊牢固，以保證在桁架翻身時(shí)，不會(huì)發(fā)生變形，必要時(shí)采取一定的臨時(shí)加固措施，綁扎木桿防止變形。拼裝桁架時(shí)，利用與桁架安裝所處狀態(tài)下進(jìn)行拼裝。

總之，任何技術(shù)均要根據(jù)施工的實(shí)際問(wèn)題才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，不同的施工條件決定采用不同的施工技術(shù)。在確保施工質(zhì)量的前提，可以適當(dāng)?shù)目紤]變動(dòng)施工方案以降低施工成本和降低施工難度。

（作者單位：番禺珠江鋼管（連云港）有限公司）