大跨度结构工程施工方案

大跨度结构工程施工方案（精选11篇）

大跨度结构工程施工方案 篇1

1.工程概况和模板选用....9－12－2

1．1工程概况...9－12－2

1．2结构设计要点...9－12－2

1．3结构特殊部位设计...9－12－2

1．4选用模板类型...9－12－2

2.模板计算书....9－12－3

2.1荷载及荷载组合...9－12－3

2.2模板结构的强度和挠度要求...9－12－6

2.3模板结构构件的计算...9－12－6

2.4支模参数计算结果...9－12－10

3.模板施工方法....9－12－10

3.1模板承重架...9－12－10

3.2模板制作...9－12－10

3.3模板安装...9－12－11

3.4梁柱节点设计...9－12－11

4.模板工程量....9－12－11

5.模板质量要求和措施....9－12－12

5.1模板工程质量程序控制示意图...9－12－12

5.2模板工程应注意的重点：...9－12－13

6.拆模方案....9－12－13

7.附图....9－12－15 大跨度结构模板工程施工方案 1.工程概况和模板选用 1．1工程概况

浙江经济职业技术学院下沙新校区图书信息楼工程，位于下沙高教园区东区，北临２号路，南临４号路，东临25号路。本工程为桩基、现浇钢筋混凝土框架结构，总建筑面积24422Ｍ2，其中地下室2637Ｍ２，地上十层，建筑高度为45.9Ｍ，由浙江经济职业技术学院筹建。杭州市质监站质监；浙江江南监理公司监理；同济大学建筑设计研究院设计；*********有限责任公司总承包。

1．2结构设计要点

柱最大尺寸为800×850；粱最大尺寸为450×1500，跨度为24米，强度等级为C40，4.25米以下柱强度等级为C40,梁板为C35,4.25米一层柱、梁板为C35，七层以上C30。

1．3结构特殊部位设计

（1）九层8~11轴之间，柱中跨距为24000，1/A、B、C、D轴框架梁为无粘结后张法预应力大梁，梁底标高为33.450m，断面尺寸为450×1500，楼板厚度为250。

（2）十层8~11轴之间，柱中跨距为24000，A、B、C、D轴框架梁为无粘结后张法预应力大梁，A轴梁底标高为36.600m，B、C、D轴梁底标高为37.650m，断面尺寸为450×1500，楼板厚度A~B为150；C、D轴为250。

（3）由于上述部位采用为无粘结后张法预应力大梁，根据施工进度安排，承重支撑架必须按三层荷载计算。

1．4选用模板类型(1)模板材料

模板质量直接关系到混凝土观感质量的好坏，为了保证混凝土密实度及外观质量，我项目部计划在模板方面进行一定的投入，决定模板以采用九合板与竹胶板为主——在开工前购置，用钢管与方木作支撑。为了保证施工进度，模板总量按以满足进度需要为标准进行配置，周转使用。

模板统一安排在木工间集中加工，按项目部提供的模板加工料单及时进行制作，复杂混凝土结构先做好配板设计，包括模板平面分块图、模板组装图、节点大样图等。

制作完成后堆放整齐，随用随领。加工间至现场采用人力翻斗车运输，现场至作业点采用塔吊直接吊至施工部位。

(2)模板支设注意事项

A、模板及其支架在安装过程中，必须设置防倾的固定设施。

B、支模时，必须考虑有足够的承载力，包括模板及其支架自重、新浇筑混凝土自重、钢筋自重、施工人员及施工设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载、新浇筑混凝土对模板的侧压力、倾倒混凝土时产生的荷载。

C、本工程预应力大梁模板支设承重架采用MF1219型门式钢管架。

D、模板内面及时清理干净，并涂刷专用脱模油，施工时应注意严禁脱模油污染钢筋。

E、为了保证混凝土观感质量，在模板拼缝处贴胶带纸，确保无漏浆现象。

(3)特殊部位的模板支设

详见预应力大梁支模示意图。

2.模板计算书 2.1荷载及荷载组合 2.1.1荷载

计算模板及其支架的荷载，分为荷载标准值和荷载设计值，后者是荷载标准值乘以相应的荷载分项系数得出的。

1、荷载标准值

模板工程的荷载标准值包括新浇混凝土自重、施工人员及设备荷载、振捣混凝土时产生的荷载和倾倒混凝土时产生的荷载，对高度较大的梁，还应考虑新浇混凝土对模板侧面的压力。

1）新浇混凝土自重标准值

对普通钢筋混凝土，采用25KN/m3。

① 8~9轴、10~11轴，预应力大梁：

q=(7.3×0.45×1.5+3.45×0.3×0.7×2)×25=159.4KN

② 8~9轴、10~11轴，九层1/A~B轴、C~D轴各层楼板：

q=(7.3×0.25×2.2+2.2×0.15×0.35)×25=103.3KN

③ 8~9轴、10~11轴，十层以上A~B轴各层楼板：

q=(7.3×0.15×7.95+0.25×0.55×7.95×1.5+0.25×0.35×7.3×2)×25=274.6KN

④ 9~10轴预应力大梁：

q=(9.0×0.45×1.5+3.45×0.3×0.7×3)×25=206.2KN

⑤ 9~10轴、九层1/A~B轴、C~D轴各层楼板：

q=(9.0×0.25×2.2+0.3×0.35×2.2)×25=129.5KN

⑥ 9~10轴、十层以上A~B轴各层楼板：

q=(9.0×0.15×7.95+0.25×0.35×9×2+0.25×0.55×7.95×2)×25=348.8KN

2)施工人员及设备荷载标准值：

施工人员及设备荷载标准值 表2-1 计算项目

均布荷载（KN/m2）

模板及小楞 2.5 立杆 1.5 立杆支架 1.0 3)振捣混凝土时产生的荷载标准值

振捣混凝土时产生的荷载标准值 表2-2 计算项目

均布荷载（KN/m2）

板、梁（底面）2.0

柱、墙、梁（侧面）4.0

4)新浇筑混凝土对模板侧面的压力标准值--采用内部振捣器时，按以下两式计算，并取其较小值:

（1）

（2）

其中：F—新浇筑混凝土对模板的最大侧压力，KN/m2；

--混凝土的重力密度，KN/m2；

--新浇混凝土的初凝时间，h，按实测确定取值2 h；

V—混凝土的浇筑速度，一般取2m/h；

H—混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，m；

--外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2；

--混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm时，取0.85；50～90mm时，取1.0；110～150mm时，取1.15。

5）倾倒混凝土时产生的荷载

倾倒混凝土时产生的荷载 表2-3

向模板内供料方法

水平荷载(KN/m2)

溜槽、串筒或导管 2

容积小于0.2m3的运输器具 2

容积为0.2～0.8m3的运输器具 4

容积大于0.8m3的运输器具 6

2、荷载设计值

荷载设计值为荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。

荷载分项系数 表2-4 序号

荷载类别

类别

分项系数

编号 新浇混凝土自重

恒载 1.2 A 2 施工人员及设备荷载

活载 1.4 B 3 振捣混凝土时产生的荷载

活载 1.4 C 4 新浇筑混凝土对模板侧面的压力

恒载 1.2 D 5 倾倒混凝土时产生的荷载

活载 1.4 E

2.1.2荷载计算结果 编号

部位

区间

表2-5 梁

板

轴线(KN)轴线(KN)A 33.450 8~11 1/A、B、C、D 525 1/A~B、C~D 336、336 37.650 8~11 A、B、C、D 525 A~B、C~D 336、898 41.850 8~11 A、B、C、D 525 A~B、C~D 336、898 B

8~11

C

8~11

D

8~11

----E 8~11

148

2.1.3荷载组合

荷载组合表 项次

项 目

荷载组合（KN）

表2-6

计算承载能力A+B+C 验算刚度A+B A~B轴 C~D轴 A~B轴 C~D轴 8~9轴二层施工 1486 1113 1434 1061 2 10~11轴三层施工 2340 1613 2288 1561 3 9~10轴二层施工 1910 1480 1748 1318

9~10轴三层施工 2763 2150 2601 1988 4 侧面模板 37.5KN/m2 37.5KN/m2

2.2模板结构的强度和挠度要求

施工现场的模板和大小楞以木模板为主，支架多采用钢管架。其强度和刚度应满足下表的要求。

模板允许强度和允许刚度 表2-7 模板类型

允许应力[б] N/mm2 允许挠度[f] mm

结构表面外露（不装修）的木模板 13

结构表面不外露（装修）的木模板 13

钢管支架 170 ——

注：--模板的计算长度。

2.3模板结构构件的计算 2.3.1模板计算

（1）计算理论

模板结构中的面板、大小楞等均属于受弯构件，而支架为受压构件，可按简支梁或连续梁计算。当模板构件的跨度超过三跨时，按三跨连续梁计算（图2-2）。计算时,按常规构件的惯性矩沿跨长恒定不变；支座是刚性的，不发生沉陷；受荷跨的荷载情况都相同，并同时产生作用。

图2-2 模板计算简图

则： 剪力：（2-1）

弯矩：（N.mm）（2-2）

应力： ≤13 N/mm2（2-3）

挠度： ≤l/250（2-4）

梁底模板厚度（mm）（2-5）

（mm）（2-6）

梁底模板厚度取（2-5）和（2-6）式中较大值

式中：q-作用在梁底模板上的均布荷载 KN/m

E-模板的弹性模量，对木材取（9-10）×103N/mm2

W-模板的抵抗矩，对矩形截面，I-模板的惯性矩，对矩形截面，b-梁底模板宽度（mm）

（2）构件计算

本工程预应力大梁截面尺寸450×1500，底模板采用胶合板，楞木间距l=600，梁底模板宽度b=450。

① 作用在梁底模板上的均布荷载

q=0.45×1.5×25×1.2+0.45×（2+1.5）×1.4=22.45 KN/m

② 梁底模板厚度

梁底模板厚度取h=30mm ③ 剪力

④ 弯矩

⑤ 应力

≤13 N/mm2

满足要求。

⑥ 挠度

≤l/250=2.4mm

满足要求。

(1)计算结果

根据计算，预应力大梁底模板采用两层18厚胶合板，楞木间距为600，楞木截面尺寸为60×80。

2.3.2对拉螺杆计算

柱和墙模板在支模时的对拉螺杆的间距按下式计算。

（2-7）

式中：--对拉螺杆截面积；

--对拉螺杆容许拉应力，对I级钢取205N/mm2

--模板侧压力，单位：N/mm2。取d=12mm即可满足要求。

2.3.3支撑计算

（1）支撑设置

本工程8~11轴预应力大梁部位采用MF1219门式钢管架，间距为0，门式钢管架支撑主要承受模板或楞木传来的竖向荷载，按两端轴心受力压杆进行验算。

MF1219门式钢管架设计参数 表2-8 立杆

加强杆

高度

mm 宽度

mm 截面积

cm2 回转

半径

cm 细长比

λ

稳定 系数

强度

设计值

N/ mm2 Φ48×3.5Φ26.8×2.5 1900 1200 9.786 1.625 115 0.483 205

（2）每根立杆承受的荷载

按梁板均布荷载计算：

N1=1613÷48=33.6KN

按预应力大梁支撑间距600、三层恒载、一层活载计算：

N2=3×(0.6×0.45×1.5)×25×1.2+0.6×0.45(2+1.5)1.4 =37.8KN

N取N1和N2较大值，N=37.8KN

（3）立杆强度计算

σ=N/AS（2-8）

σ=N/AS = 37.8×103/489=77.3 N/mm2 <205 N/mm2

（4）立杆稳定性计算

（2-9）

式中：--轴必受压杆件稳定性系数，AS杆件截面积。

=37.8×103/0.483/489=160N/mm2 <215 N/mm2

满足要求。

2.4支模参数计算结果

支模参数表 表2-9 项目

截面

模板厚度(mm)楞条最大间距(mm)支撑间距

(mm)对拉螺栓间距

板 150厚 12 400 800 600 800

250厚 18 400 600

梁 450×750 18 1000 600

450×1500 36 600 Ф12@ 500

3.模板施工方法 3.1模板承重架

1、由于裙房屋面（标高11.100）处不足以承受上部荷载，经与设计院商定，采取架空措施，具体做法详见设计联系单。

2、模板承重架采用门式钢管架支撑体系，门式钢管架型号为MF1219。

3、为了提高门式钢管架的承重能力，在门式钢管架中部加设一道竖向钢管，钢管规格为φ48×3.5。

4、为了保证承重架的稳定性，每步门式钢管架用φ48×3.5钢管设一道水平拉结杆。

5、承重架底部设置一道扫地杆；每道水平方向拉结杆与框架结构柱拉结，以保证承重架的整体稳定性。

3.2模板制作

模板制作，采用釉面九合板。模板安装前，先设计好定型尺寸，确保结构和构件各部位形状、尺寸、位置、标高、预留孔洞的正确。并具有足够的稳定性、刚度和强度，既要考虑拆装方便，又要兼顾模板接缝严密不漏装，梁侧采用φ12拉杆，确保模板整体刚度。

3.3模板安装

1、模板安装采用内支外拉方法，立模前先搭设好内模架子，待立模完成，并支竖向、水平方向Φ48架子钢管后，方可粗调紧拉杆，内模架子水平纵横钢管与外模上方水平撑钢管固定后，再次紧拉杆，边紧边检查尺寸至达到要求。墙模板的紧固以设置对拉螺栓为主，根据本工程的结构构件截面尺寸情况，该工程对拉螺栓按＠500mm的间距设置，个别地方可在此基础上略加调整。

2、在混凝土浇筑前，必须对模板系统进行技术复核，复核内容主要包括标高、轴线、截面尺寸、垂直度、平整度、支模架强度、刚度、稳定性等。避免混凝土在浇筑时直接冲击模板，墙混凝土采用分层浇筑的原则，使模板系统受力均匀，以免受集中荷载而变形、胀模。特别要注意留出的进出管口的预留位置、标高、大小要准确。

3.4梁柱节点设计

在工程结构施工中，框架结构梁柱接头如果处理不好，容易产生混凝土外观的蜂窝麻面以及梁柱的不规则形状。为了避免以上情况发生，对梁柱接头模板采取如下措施：

梁柱接头模板由专人进行制作，利用计算机进行放样，以保证梁柱接头模板的尺寸准确性。梁柱接头模板与梁模板一次支设，以确保梁柱接头的方正。

4.模板工程量 名 称

规 格

数 量

目前在何处使用 计划进场时间 钢 管

Φ48壁厚3.5 800（T）

集团调度

开工分批进场

防水模板 18 厚 13000m2 集团调度

开工分批进场

方 木 80×60 10000根

集团调度

开工分批进场

扣 件

十字扣、活动口、对接扣 6万只

集团调度

开工分批进场

架 子 工 搭设支模架 3500工日

开工分批进场

5.模板质量要求和措施

5.1模板工程质量程序控制示意图 发送图片到手机，此主题相关图片如下：

5.2模板工程应注意的重点：

1、实施专人负责预留洞口、预埋管道等模板的安装，在浇筑混凝土时派专人检查。

2、应力筋波纹管严格按设计图纸侧预埋，模板的对拉杆螺杆设置时，应注意避免与波纹管交叉。

3、预应力大梁底模在预应力筋张拉前不得拆除，以确保混凝土的养护质量。

5.3模板质量检查

模板工程安装完成后及时进行技术复核与分项工程质量检查，确保轴线、标高与截面尺寸准确。

1、要求模板及其支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性。

2、模板接缝全部采用胶带纸粘贴。

3、模板与混凝土的接触面清理干净并涂刷隔离剂。

4、模板安装的允许偏差及检验方法。

模板安装的允许偏差及检验方法 项次

项 目

允许偏差

检验方法 轴线位移

梁 3 尺量检查 标 高 +2，-5 用水准仪或拉线和尺量检查 3 截面尺寸

梁 +2，-5 尺量检查 每层垂直度 3 用2m托线板检查 相邻两板表面高低差 2 用直尺和尺量检查 6 表面平整度 5 用2m靠尺和楔形塞尺检查 预埋钢板中心线位移 3 拉线和尺量检查 预埋管预留孔中心线位移 3 6.拆模方案

1、严格建立模板块和立柱的拆除申请、批准制度，防止为赶进度而盲目拆模。

2、模板的拆除：非承重侧模应以能保证混凝土表面及棱角不受损坏（大于1N/m2）方可拆除，承重模板应按《混凝土结构工程施工质量验收规范》的规定执行。

3、板拆除的顺序和方法，应按照配板设计的规定进行，遵循先支后拆、后支先拆，先非承重部位、后承重部位以及自上而下的原则。拆模时，严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。

4、拆模时，操作人员应站在安全处，以免发生安全事故。待该片段模板全面拆除后，方可将模板、配件、支架等运出堆放。

5、拆下模板等配件，严禁抛扔，要有人接应传递，指定地点堆放，并做到及时清理、维修和涂刷好隔离剂。以备待用。

6、模板块在装、拆、运时，均用手传递，要轻拿轻放，严禁摔、扔、敲、砸。每次拆下的模板，应对板面认真清理，立柱底脚螺栓等要定期刷油防锈。

7、现浇结构的模板及其支架拆除时的混凝土强度，必须符合设计要求，当设计无具体要求时，按下列规定：

（1）在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏后，予以拆除。

（2）底模，在混凝土达到以下设计强度后，方予拆除：

板： 结构跨度≤2m时，50%；

板： 结构跨度＞2m，≤8m时，75%。

梁： 结构跨度≤8m时，75%；

＞8m时，100%。

悬臂构件：结构跨度≤2m时，75%；

＞2m时，100%。

8、侧模拆模时，按合理顺序进行拆除，一般按后支的先拆，先支的后拆，先拆除非承重部分，后拆除承重部分。拆模时不得强力震动或硬撬硬砸，不得大面积同时撬落或拉倒，对重要承重部位应拆除侧模检查混凝土无质量问题后方可继续拆除承重模板。

9、已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度符合设计混凝土强度等级后，方可承受全部使用荷载；当施工荷载产生的效应比使用荷载的效应更为不利时，先进行核算，加设临时支撑。

7.附图

1、结构平面图（1）

2、结构平面图（2）

3、预应力梁详图

4、预应力梁剖面图

5、架空

6、接点详图

7、门式钢管架荷载分布图

8、门式钢管架平面布置图

大跨度结构工程施工方案 篇2

随着我国经济的飞速发展,已有的钢结构建筑已经远不能满足当代厂房、库房、体育馆等的功能需求。因此大跨度钢结构应运而生,大跨度钢结构的产生,不仅解决了普通钢结构不能满足的空间需求,而且解决了钢结构的美观性[1,2,3,4,5,6]。大跨度钢结构根据其刚性的区别及组合形式的不同,可分为刚性结构、柔性结构和刚柔混合型结构。由于刚柔混合型结构应用范围和应用率较低,因此本文仅对刚性结构和柔性结构的施工进行分析。刚性大跨度结构主要由大量钢杆组合而成,如常见的网架结构和桁架结构等。刚性大跨度结构根据单元形式的不同,可分为空间网格结构和空间结构。柔性大跨度结构根据其受力的不同,可分为竖直平面结构、平面结构和空间结构。柔性结构由于具有较好的力学性能,受力均匀,荷载主要集中于竖直、水平和空间构件上,因此在正常使用时较少出现应力集中的现象,如常见的膜结构和悬索结构等。

1 大跨度钢结构施工的特点

1.1 大跨度钢结构的特点

大跨度钢结构的跨度大、所用钢材强度等级高、所用钢板厚度较厚。目前在我国的大跨度钢结构中,短跨方向的跨度为100 m的建筑已经不再罕见,但根据我国超限专家委员会编制的相关规范等,对不同跨度等级的钢结构所采用的钢材等级也不同,如Q390C,Q420C,Q460E等型号钢材,确保钢结构在正常使用过程中的安全可靠性。

1.2 大跨度钢结构节点形式及其复杂性

目前,我国的大跨度钢结构节点形式较多,其节点形式也随着社会发展的需求而逐渐增多,并且大跨度钢结构的结构形式也主要向着组合结构的形式发展,如北京奥运会羽毛球馆顶是采用世界上跨度最大的弦支穹顶钢结构作为屋面,广州国际会展中心则以张弦桁架结构作为屋面,水立方游泳馆则以泡沫理论的多面体钢结构作为屋面,鸟巢则以复杂桁架结构作为屋面。

近些年,仿生态建筑成为当下建筑的发展方向,采用钢结构制作的仿生态建筑所采用的节点形式包括铸钢节点、锻钢节点和球铰节点等多种节点形式,由于这些节点的存在使得建筑形式更加丰富多彩。

1.3 大跨度钢结构设计难度大

大跨度钢结构在设计时,由于钢结构跨度较大,因此其内部所使用的构件数量较多,大多数构件数已经超过十几万个,并且其内部相同构件数较少,因此所包含的构件种类较多,在实际施工时提高了施工难度,因此在施工安装前,施工单位应对钢结构的主要受力构件进行试验并提供检测报告。

2 大跨度钢结构施工过程中的受力原理

大跨度钢结构施工过程中,其受力状态随着施工进度的不同而存在连续性变化。当某一阶段施工完成后则会对另一阶段的受力和位移产生一定影响,因此当施工完一阶段后则应对该阶段的受力及位移挠度等变化进行监测和计算,得到其累计内力和位移效应。在进行计算时,应考虑到外部温度、外界约束条件、后续增加构件数和预增加应力等影响,确保计算的准确性。

2.1 拉格朗日计算方法

在对大跨度钢结构施工中跟踪监测计算时,宜采用拉格朗日计算方法对不断变化的施工过程中的结构进行计算。拉格朗日计算方法一般针对大型构件变形稳定后出现的位移作为构件的运动已知点,因此计算时拉格朗日坐标可作为构件的物质性代表坐标。

2.2 ANSYS有限元模拟分析

在进行施工前,使用ANSYS有限元模拟分析,可基本达到真实有效的构件受力及位移变化。在具体施工时,大型构件的边界条件对构件的应力和位移等变化影响较大,采用拉格朗日计算方法仅能对其运动位移进行计算,而ANSYS有限元模拟分析可对整个构件及其整个结构的内力和位移变化进行分析。ANSYS有限元分析软件根据计算机强大的计算功能,将大型构件划分为无数个微小单元,从而可得到具有针对性的钢结构力学分析方式。

3 大跨度钢结构构件施工过程中的力学分析

在对大跨度钢结构构件进行力学分析时,采用构件简化的方式进行计算,简化后的受力分析如图1所示,图1中实线代表构件设计位置,虚线代表构件安装后的变形情况,点划线为后增加构件。图1a)为新增构件与原构件无连接节点,因此在设计时应以新增构件的节点设计坐标为新节点坐标,新节点O点的坐标可通过原有构件KL和新增构件|KL|的长度进行计算得到;图1b)中|KL|为新增构件,但无新增节点,其构件长度可根据构件变形后J,K的节点变化的距离进行计算得到;图1c)中|IP|为新增多节点构件,其构件长度计算较为复杂,在后续研究中将对其进行分析,本文不再赘述。

采用有限元模拟分析对大跨度钢结构进行分析时,若出现图1a)中所示情况时,可采用设计坐标单元激活的方式直接进行计算,如出现图1b)中所示情况时,可采用新增构件的节点与原构件节点重合的方式进行计算,当新增构件向内合龙时,新增节点坐标的设计位置可采用有限元模拟单元激活的方式计算。

以上分析为新增构件时的计算方法,若进行边界条件变动或构件删减时也可采用ANSYS进行分析,可得到相应的计算方法。对大跨度钢结构施工时采用此方法进行计算后再进行施工,则可降低施工的难度和复杂性,可一定程度的提高其计算效率。

4 大跨度钢结构施工技术的新要求

4.1 精度高、难度大

1)一般所建的大跨度钢结构均为国家重点工程项目,因此要求安全等级和施工质量等级均较高,并且所使用的构件数量较多,构件长度较长,因此在施工时为确保施工安装精度,施工时的注意事项较多,并且钢结构构件采用电焊连接时其焊缝等级大多为一级焊缝,对施工人员的施焊水平要求也较高。

2)在对大跨度钢结构构件进行安装施工时,部分构件可在出厂前进行预安装,以降低现场安装施工误差,并且安装施工时宜吸取西方发达国家的先进技术和理念进行施工,在确保施工质量的前提下,保证工程施工的经济效益。

4.2 预应力技术

在钢结构中使用预应力的方法可将钢结构构件的应力进行重新分布,通过使用预应力对结构构件施加预荷载,在一定程度上提高构件整体强度。但对构件施加预应力后,构件的受力状态发生改变,并且其内部应力峰值也较原构件降低。施加预应力后,构件的内部荷载达到了相互平衡,并且减小了构件的截面尺寸,而直接减少用钢量,在满足受力要求和安全性的前提下,降低其施工成本。对钢结构构件进行预应力施加后,钢结构构件的抗拉、抗压强度均能得到充分发挥应用,有利于钢结构构件满足弹性承载力。如在悬索结构中,对其刚性拱和柔性索均进行预应力操作,可充分利用刚性拱的抗弯压性能和悬索的抗拉性能,而直接提高了结构的安全可靠性。

5 大跨度钢结构吊装施工注意事项

在大跨度钢结构吊装施工前和施工过程中应注意以下事项:1)在对钢构件进行吊装前,应对施工操作人员进行安全技术交底;2)所有吊装的起吊设备均应具备国家年检质量合格证,设备手续齐全,吊装司机应持证上岗;3)吊装过程中,信号员传递信号时应统一、明确、吐字清晰、传递及时;4)吊装机起吊时严禁超载、斜吊和拉吊,起吊过程中严禁吊装机下部有人行走或停留;5)多台吊装机协同起吊时,吊装机的臂杆应保持一定距离,避免吊装过程中互相碰头或重心重合而造成吊装机一方向偏重。起吊时起吊速度一定要慢,由于大跨度构件长度较长、荷载较大,因此为确保吊装机和周边工作人员的安全应减小构件运动的惯性。

6 结语

通过上述对大跨度钢结构的特点及施工特点、施工中的受力原理、力学分析及施工技术的新要求和施工注意事项进行分析,得到大跨度钢结构施工时的难点和施工要点。由于大跨度钢结构施工的方法与普通钢结构施工方法基本相同,因此本文不再对常规的施工方法进行赘述,而直接对大跨度钢结构的施工要点进行分析,为以后大跨度钢结构施工提供一定参考。

参考文献

[1]王飞朋,苗杰.大跨度钢结构建筑施工技术研究[J].江西建材,2015(24):101-102.

[2]陈国庆,于江,刘雨婷,等.有限元法在大跨度钢结构卸载模拟分析中的应用[J].建筑技术开发,2015(12):23-26.

[3]王权.大跨度空间钢结构在房屋施工中的应用[J].江西建材,2015(2):57-58.

[4]张小麒.浅析大跨度钢结构屋顶设计方案[J].中国新技术新产品,2015,4(6):140.

[5]陈亮.大跨度钢结构施工技术及质量控制[J].山西建筑,2015,41(9):213-215.

大跨度拱结构施工技术研究 篇3

【关键词】拱结构；混凝土结构；施工技术

1.大跨度拱施工的技术难点

某体育馆工程占地面积19000m2，建筑面积16966m2，设观众席6722座；体育馆主体结构为两道南北向平行的钢筋混凝土拱跨越体育馆上空，用以支撑其屋盖，跨度115m，拱顶高度32m；拱的截面尺寸高2.5m，宽1.5m；拱的两端为实体断面，中部为矩形空腔断面，壁厚400mm；拱脚基础由桩基和箱型基础承台组成，两道拱轴线距离24m，两拱之间和两侧的屋架为曲面螺栓球节点网壳结构。结合本工程具体特点制定施工方案，主要技术难点如下：

1.1结构预拱度的计算问题

拱在施工时和落架后会产生弹性及非弹性变形，所以在支撑体系搭设和弧形底模安装时必须考虑预留一定量的结构变形值，即结构预拱度。

1.2预压方案的优化问题

由于钢筋混凝土拱结构施工通常的做法都是采用预压方案，即在支撑体系及模板安装之后要求施加与结构设计荷载相当的预压荷载。预压荷载的方法一般是堆积沙袋等，不仅施工周期长、工程成本高、而且安全隐患多。

1.3大长细比结构砼裂缝质量通病的预防问题

施工缝的预留位置、方向和数量的研究。

1.4拱施工过程和落架引起的应力转换对拱结构的影响问题

为了掌握第一手资料，专门联合大专院校结构力学试验中心对拱的施工全过程进行应力应变监测。

1.5技术标准的选择问题

2.工艺原理

对拱进行施工段划分，并进行对称施工，最后合龙。通过对拱结构划分施工段和利用模板自由间隙等措施实现“ 免预压”施工。支撑体系采用满堂脚手架方案，顺序从中间向两端进行；模板采用异型模板，拱底模为弧形钢制模板，侧模为扇形钢制模板；钢筋和混凝土应从两端向中间施工；底模的拆除应按照由高到低，先中间后两边的顺序进行。拱圈平顺光滑，可使拱圈达到清水混凝土效果，不必抹灰，避免质量通病。

3.工艺流程

桩基→土方工程→承台→碾压支撑体系基础→支撑体系→拱底模板→第一施工段 （钢筋、模板、混凝土）→第二施工段→合龙→拆模。

4.施工工艺

4.1支撑体系的选择与优化

支撑体系是拱施工中需要重点研究的课题之一，在选用时应考虑其安全性、可操作性和经济性等综合因素，支撑体系往往还要考虑与后续工作的衔接问题，本工程经综合分析采用碗扣件满堂脚手架方案。

碗扣件搭设工艺流程：弹线、立杆定位→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆、并与立杆和扫地杆扣紧→安装第一步横杆并与各立杆扣紧→安装第二步横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步横杆扣紧（安装与柱连接杆后拆除）→安装第三、第四步大横杆和小横杆→安装二层与柱拉杆→接立杆→加设剪刀撑→铺设脚手板，绑扎防护栏及挡脚板。

施工要点：

（1）结合图纸要求拱下部地面做法支撑架基础做如下处理。1）将自然地坪用8t压路机碾压密实，压实系数不小于0.9。2）用级配砂石（含卵石不少于30%）回填至-0.40m。3）拱下浇注150mm厚C20混凝土宽度10m（中心线两端各5m）。

（2）每根立杆底部设一个可调支座，横向及立面均每隔6m设一道剪刀撑，连续设置；（3）由于整个体系立面为弧形，上部需配置异型杆件，局部步距需调整为600mm。

4.2模板工程

模板工程工艺流程：支底模→（绑底筋）→（绑侧壁钢筋安装预埋件）→支侧模→清理杂物→支顶模→（浇筑混凝土）→拆模。

4.3钢筋工程

钢筋工程的工艺流程为：绑扎底部钢筋→绑扎侧壁钢筋及腹筋→安装预埋件→绑扎顶部钢筋。

（1）画箍筋间距并摆放箍筋，先穿拱上部纵向受力钢筋，用钢管架起穿箍筋，将箍筋按已画好的间距逐个分开，最后穿下部钢筋。

（2）侧壁竖向钢筋在拱内设计以箍筋的形式绑扎，开口方向均向上，并应相互错开，同箍筋一起先放置在底模上，绑扎时应先沿纵向通长穿一根钢管支撑起钢筋骨架后再绑扎。侧壁水平筋绑扎时应先在竖向筋上画出位置线，注意起步筋应距底模450mm，在下部及齐胸处绑扎2道水平筋固定，接着绑扎其余水平筋，最后绑扎拉结筋。

（3）绑扎时，应逐点扎牢，箍筋及拉结筋末端应加工成135°弯钩，平直部分不小于10d，箍筋及拉结筋间距均为200mm。

（4）按照图纸要求安装预埋件。预埋件全部采用穿孔塞焊的焊接方式，为保证预埋件位置准确，在定做模板时按图纸将预埋件位置留出螺栓口，安装时用螺栓加固于模板上，保证预埋件安装位置准确。

（5）顶部钢筋绑扎方法大致与顶部钢筋相同，注意马凳不得直接放置在模板上。

（6）拱内主要纵向受力钢筋采用直螺纹连接，合龙部分无法使用时采用冷挤压接头，保证同一截面接头数量不超过50%相邻接头错开 1400mm，绑扎时应使用“八字扣”，严禁使用顺扣，钢筋底部垫块采用硬质花岗岩，为了防止垫块发生滑移，在花岗岩上锯出2mm宽3～5mm深细槽，用绑线将垫块绑扎在钢筋上；侧壁采用定制的塑料垫块，间距1000mm梅花形布置。

4.4混凝土工程

（1）作业准备。及时确定混凝土配比，并备齐保温材料如草袋子、塑料布、棉被等以及作业所需的工具如振捣棒、木抹子、锹等。

（2）汽车泵泵送。混凝土采用汽车泵泵送至浇筑点，布料时应注意布料高度，不得超高，保证每次布料高度不大于500mm。

（3）拱脚及实心拱部分施工。拱脚混凝土亦属于大体积混凝土，施工时也应参照承台板大体积混凝土的有关技术措施施工。

（4）拱体混凝土施工。拱体混凝土施工应预先划分施工段，按施工段确定每次浇筑混凝土量和施工缝留置的位置和方向。

4.5落架

落架和底模的拆除同步进行。由于落架涉及到拱体应力转换，故落架和底模的拆除应安照由高到低、先中间后两边的顺序进行。

（1）为拆模方便，在拱顶的钢制底模上预设一块八字型模板作为母板，先从该母板开始拆除，按照施工段的划分由中部向两端逐段拆除。

（2）为使拱体均匀的降落和受力，支撑体系各点降落应分三次循环逐渐完成，按照预拱分配值各点底部均卸落1/3，每次间歇24h，间歇后应将松动的顶托顶紧，使拱体落实三次循环，直至全拱各点均脱落拱底。

5.结语

采用“免预压法”能够保证拱结构的施工质量，并（下转第119页）（上接第47页）且能够大大提高施工进度，有效降低工程成本。大跨度拱结构施工缝的留设位置和数量应结合施工段划分，其缝线方向为法向方向。 落架时拱结构将发生应力转换，必须制定科学合理的拆模方案，保证拱结构的施工质量和安全。

【参考文献】

[1]刘祖绳.建筑施工手册（第 4 版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003：23-125.

大跨度结构工程施工方案 篇4

近年来，我国社会经济的发展突飞猛进，随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。钢结构的快速发展，在我国取得了不少成就。第一，钢结构建筑的数量不断增加，应用范围不断扩大，如：2008年奥运主体育场“鸟巢”，世界第三高度420米的上海金茂大厦，具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291米全部采用钢管混凝土柱，采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心，跨度216米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥，上海宝钢大型轧钢厂房，咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场C座，三十二层，建筑高度98米，成为现代咸阳的标志性建筑。第二，钢结构技术不断改进。由于以前钢材使用受限制，建筑采用传统的模式，而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等，要求结构的节点也随之变化，管管相接。材料上，有高强度的钢，厚板钢材，玻璃，不锈钢，钛合金。施工上也有新的工艺。钢结构在我国具有极大的发展空间，国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的10%左右，而中国仅占4%左右，我国的人均钢材占有量刚达到世界人均水平100千克左右，日本人均钢材占有量是400-500千克，有一定差距。现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足3％的比例，发达国家已占30％～50％。我国钢结构发展具有较大的空间和潜力，伴随着建筑市场的持续发展，钢结构的发展将得到进一步的推动。中国处于全面建设的高峰期，正大量消耗着全球的自然资源。钢结构与混凝土结构相比，它环保且更利于建筑产业化的发展。钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。但钢结构耐火性能低，如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。

二、钢结构建筑火灾特点

在加热的情况下，钢材的力学性能随着温度的升高而变化。一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随温度的升高而下降，塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。在200℃～350℃时热轧钢出现所谓的“蓝脆”现象，此时钢材的极限强度提高而塑性降低，与其他温度段相比变“脆”。在500℃时，钢的极限强度和屈服极限大大降低，塑性增大。在450℃～600℃ 时，碳化物趋于石墨化和球化。石墨化的产物是由于碳化铁分解，生成游离的石墨粒的结果。如果加热的温度越高，时间越长，钢的含碳量越高，则碳化物的球化便越剧烈。存在石墨化和球化，表明钢在高温下弱化了，力学性能降低。合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。试验结果表明：在200℃以内强度变化不明显，屈服强度略有下降，而极限强度基本没有变化。200℃以后屈服强度随温度升高而降低的速率开始加快。极限强度在200℃～300℃由于出现“蓝脆”而较常温下略有提高，300℃以后极限强度随温度升高明显降低。在600℃时，低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的35%～40%，而碳素钢丝的强度更低。随着温度进一步升高，在800℃时钢材的强度基本消失。同时钢材的伸长率和截面收缩率随温度升高面增大，表明高温下钢材的塑性性能增大，易于变形。此外，钢材在一定温度和应力作用下，随时间的推移会发生缓慢变形，即蠕变，蠕变会导致材料松驰。

钢材在高温下屈服点降低是决定钢结构耐火性能的重要因素，如某一钢构件在常温下受荷载作用应用值是屈服点的一半，但火灾时由于钢材在火灾高温作用下屈服强度降低，当实际应力值达到了降低了的屈服强度时就表现出屈服现象而破坏，使结构承载能力急剧下降，造成钢结构建筑物部分或全部垮塌毁坏。这类典型的火灾案例有，2001年世贸大厦被撞击后飞机携带大量的燃油向大厦底部流淌，火势迅速向下蔓延，燃烧不久，灼热的高温就通过钢结构迅速传遍整幢大楼，致使大厦承重的钢结构熔化，撞机仅57分钟南楼就彻底崩溃倒塌，而北楼也仅坚持了1小时22分钟，造成了死亡2797人、损失360亿美元的惊世惨案。2003年4月5日，青岛市即墨正大食品有限公司厂房发生火灾，在高温作用下，钢结构屋架仅仅约30分钟便轰然倒塌，导致20多名员工被埋压在厂房内遇难。目前，在建筑领域已采取了多种方式对钢结构进行保护，钢结构构件的各类防火措施也孕育而生。

二、钢结构建筑耐火性能提高方法

建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为，即主动地控制建筑发生火灾的趋势。被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。从热量传输原理上来说，钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。

1、水喷淋法。水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动(或手动)开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。

2、截流法。在构件的表面设置一层保护材料，截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。由于选用的材料导热系数小而热容量大，可以很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到保护作用,包括喷涂法、屏蔽法和包封法等方法。

（1）喷涂法。用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。喷涂法是一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件，也是钢结构厂房中最常采用的防火处理方法之一。（2）屏蔽法。把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。（3）包封法。在钢结构表面做耐火保护层，将构件包封起来，其具体做法有：用现浇混凝土作耐火保护层，用砂浆或灰胶泥作耐火保护层，用矿物纤维作耐火保护层，用轻质预制板作耐火保护层。

3、疏导法。疏导法是先将热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法，水冷却法是在空心钢柱内充满水，高温时，构件把外界环境中吸收的热量传给水，依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走，构件的温度可维持在100℃左右。如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦，采用的就是水冷却进行防火保护。冷却方法对于钢管柱的结构体系来说是一种非常有效的防火方法。但为了防止钢结构生锈，须在水中放入专门的防绣外加剂，冬天还须加入防冻剂而且由于对结构设计有专门的要求，所以目前实际上已很少使用。

三、钢结构防火涂料的分类及优缺点

对钢结构材料进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围，其措施是多种多样的。其中，喷涂防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，应用范围最广，效率最高。所以，喷涂防火涂料是一种比较常见也相对成熟的做法。目前在实际工程应用中，我国钢结构防火保护方法绝大多数是采用喷涂防火涂料。

1、钢结构防火涂料的防火原理。钢结构防火涂料的防火原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907?2002)，钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。

2、钢结构防火涂料分类及优缺点。钢结构防火涂料一般可分为厚涂型、薄涂型和超薄型。目前，钢结构防火涂料代表性的产品有：国内的“SD22”“TN2LG”防火涂料，“SD21”“LB”防火涂料，“SCB”、“SCA”防火涂料。国外的产品如英国 Grace Construction Products的“Monokete Firep roofingU K26”，美国美商华人企业股份有限公司的“AD”防火涂料，德国Herberts的“Water Based 38320”防火涂料，38091型防火涂料，英国的“Nullifire”防火涂料等等。（1）厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在8毫米～50毫米的涂料，这类钢结构防火涂料主要由多孔绝热材料如粉煤灰空心微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、石墨、矿物纤维等为骨料配以耐高温粘结剂而制成。其防火原理就是由于涂层的导热系数小，具有良好的热绝缘性，从而可在火灾中有效保护钢材不受破坏。厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限一般为0.5小时～3小时。厚涂型钢结构防火涂料的优点：耐火极限高，可达3小时；主要组分为无机材料，耐火性能受环境影响小；原材料来源广，价格低；遇火时不会放出有毒有害气体。缺点是涂层厚、自重大，粘结力差，易剥落；表面粗糙，装饰性差；施工麻烦，水泥基涂料需养护。（2）薄涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在3毫米～7毫米的钢结构防火涂料。目前国内外所使用的薄涂型钢结构防火涂料一般均为膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料膨胀组分一般由脱水成炭催化剂、成炭剂和发泡剂三部分组成。膨胀型防火涂料受热时，成炭剂在催化剂作用下脱水成炭，炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、有封闭结构的炭层，该炭层可以阻止基材与热源间的热传导，另外多孔炭层可以阻止气体扩散，同时阻止外部氧气扩散到基材表面，达到防火目的。薄涂型钢结构防火涂料的优点：涂层薄、质轻，粘结力强，干燥快；表面光滑，颜色可调，装饰性好；单位面积用量少；施工简便，抗震动、抗挠曲性强。缺点是主要组分为有机材料，遇火时可能会释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体；还有耐久性差，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，耐火性能受环境影响大，严格意义说不能用于室外。（3）超薄型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度不超过3毫米的钢结构防火涂料。超薄型钢结构防火涂料的防火机理与薄涂型完全一致。因目前国内外钢结构防火涂料的发展趋势是涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广，对涂料的粘结力和耐水性有较高的要求，因此，超薄型钢结构防火涂料一般为油性膨胀型防火涂料，本涂料除应具有较好的防火隔热性能、粘接力好、强度高，能经受高低温循环的影响外，涂层还应具有良好的耐水性、耐酸性、耐盐腐蚀性，和不易脱落，贮存稳定，装饰性好，施工方便等特点。这类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡形成致密的防火隔热层，该防火隔热层延缓了钢材的升温，提高了钢构件的耐火极限。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，超薄型钢结构防火涂料粒度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好是其突出特点，在满足防火要求的同时，又能满足人们高装饰性要求，特别是对于裸露的钢结构。超薄型钢结构防火涂料的优点：涂层更好、装饰性更好，兼具薄型涂料的优点，施工受环境影响小。但同样具有薄型涂料的缺点。

3、钢结构建筑防火涂料存在的问题。尽管钢结构防火涂料起着主要的作用，在钢结构建筑工程应用中充分体现了价值，但其除了自身存在的缺点外，其它方面的问题也较为明显。具体表现在生产、施工方面，国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程

大跨度结构工程施工方案 篇5

大跨度连续刚构桥施工过程控制分析

该文结合工程实例介绍了大跨度桥梁施工控制的影响因素、施工控制方法、施工控制原则及施工办法,并给出了工程实例的施工控制结果,说明施工控制的有效性.

作 者：刘苗 Liu Miao 作者单位：兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州,730070刊 名：城市道桥与防洪英文刊名：URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL年，卷(期)：2009“”(2)分类号：U448.23关键词：大跨度连续刚构桥 施工控制 预拱度 兰州市

大跨度结构工程施工方案 篇6

目标隧道采用平行双洞式，单洞净宽16m，洞高11.4m，呈北西--南东向展布，隧道里程K1+710～K2+600，进洞口里程为K1+710，设计进口路面高程363.220m，出洞口里程为K2+600，设计路面高程357.20m，全长为890m，路面坡度0.7000 %。两洞侧壁间距6.959m。

目标隧道区段覆盖层厚0.00～2. 80m。填筑土为软弱(场地)土，块石土及亚粘土属中软(场地)土，基岩为坚硬(场地)土。根据《公路工程抗震设计规范》(JGJ004-98)判断，隧道区场地类别为I～III类，属抗震有利地段。

隧道衬砌结构设计根据结构的受力特点采用复合式衬砌。在施工过程中要求按设计进行监控量测，并对量测信息进行处理、反馈，调整支护参数并贯穿于施工全过程。根据结构的受力特点，以锚杆湿喷钢纤维混凝土等为初期支护，以钢筋混凝土和钢纤维混凝土为二次衬砌，并根据不同的围岩类别，辅以超前中空注浆锚杆和工字钢拱架等辅助支护措施。

大跨度钢结构连廊吊装施工技术 篇7

本工程为南昌市绿地新都会38#~39#楼钢结构连廊工程, 由两榀H型钢桁架及其上下弦连杆组成, 在钢桁架下弦上设有压型钢板及混凝土楼承板。H型钢桁架下弦两端通过球形支座与砼牛腿上的预埋件焊接连接, 钢桁架上弦两端与砼柱上的预埋件采用高强螺栓连接。砼牛腿标高为18.70m。钢结构桁架廊道长43.4 m, 高6.3 m, 其中钢桁架高为4.4m。钢结构总重量约为150吨。

2 方案选择

整个桁架外形尺寸较大, 若在工厂作整体拼装焊接, 易造成运输困难, 因而本工程采用工厂加工构件, 现场拼装的方式, 将连廊的两榀桁架先在地面安装位置附近整体拼装好, 然后采用双机抬吊分别将其吊至安装位置, 两榀桁架就位后, 再在高空散装桁架间的连杆, 最后安装围护系统等。

3 施工方法

将两榀桁架先在地面安装位置附近整体拼装好, 然后采用双机抬吊分别将其吊至安装位置, 先吊远离吊机站位处一榀, 后吊离吊机站位处较近一榀。两榀桁架就位后, 再高空散装桁架间的连杆。

3.1 施工工艺

施工工艺流程:构件加工厂制作→运输至现场→构件编号→第一榀桁架拼装→第一榀桁架吊装 (远离吊机站位处一榀) →第二榀桁架拼装→第二榀桁架吊装 (离吊机站位处较近一榀) →系杆和腹杆的安装→围护系统安装。

3.2 主要施工方法

本工程单榀桁架自重约36吨, 桁架吊装选用一台200吨和一台130吨的吊车采用双机抬吊的方式跨外吊装。

3.2.1 现场吊机布置

根据现场情况, 吊车的停放点只能位于建筑物边。吊机站位处建筑物边离最远一榀桁架的最小距离为11米, 最大距离为18米。

吊车的位置安排为:将130吨的吊车定位在22、23轴和E、F轴相交位置处, 200吨的吊车定位在17、18轴和D、E轴相交位置处。

3.2.2 主桁架吊装

a.主桁架吊装要求:钢桁架长度为43.4米, 采用4点绑扎, 双机抬吊。b.整个钢连廊分为两榀竖向桁架进行拼装及吊装, 桁架拼装在安装位置下方一层楼面上进行。吊装时桁架上应绑扎圆木杉杆或木方, 作为临时加固措施, 防止损伤构件。为使桁架吊起后不发生大的摇摆, 起吊前应在钢架两端绑扎溜绳或稳绳, 随吊随放松, 以保持其正确位置。c.吊点的设定。本工程吊装桁架总长约43.4米, 现设置四个吊点进行双车抬吊, 按吊点和重量来分配, 分别在距桁架两端第三个上弦节点和第五个上弦节点位置各设置一个吊点, 既共设四个吊点。d.吊升、对位及临时固定。 (1) 桁架在起吊前应进行试吊。即将桁架平行起吊到距地面200~300mm高度, 检查各钢丝绳受力是否均匀, 持续5min后, 如情况良好, 方可正式起吊。 (2) 桁架吊升时先将桁架吊离地面约200~300mm高度, 然后将桁架转至吊装位置下方, 再将桁架提升至超过安装位置约300~500mm, 然后将桁架缓慢降至安装位置进行对位, 安装对位应以建筑物的定位轴线为准。桁架对位后, 将桁架上弦与侧向预埋板上的连接板用高强螺栓连接。并立即对桁架进行临时固定。临时固定采用钢揽绳, 在桁架两侧各设两道钢揽绳。临时固定稳妥后, 吊车方可摘去吊钩。 (3) 按上述吊装方法, 将另一榀桁架吊装就位。e.校正和最后固定。桁架经对位、临时固定后, 主要校正桁架垂直度偏差。检查时可用垂球或经纬仪, 校正无误后, 将桁架下弦与球形支座焊接连接。焊接时应采用对称施焊, 以防焊缝收缩导致桁架倾斜。

3.2.3 吊装其余钢构

由一端向另一端安装, 先安装下弦腹杆, 再安装上弦腹杆及水平支撑, 最后安装维护系统。可采用50吨汽车吊协助安装。螺栓先不要拧紧, 以便调正校直, 在调整完成后应拧紧所有螺栓。

4 钢结构吊装施工验算

4.1 钢桁架吊装验算

两榀桁架尺寸、重量、起升高度均相同, 只是靠近吊机站位一侧与远离吊机站位一侧的工作半径不同, 我们只需验算远离吊机站位一侧的即工作半径较大的一榀。桁架长度为43.4m、高度为4.4 m, 重量为36T, 起升高度为29.03m。

4.1.1 200吨汽车吊吊装验算。

查200吨汽车吊机机械性能表:回转半径为22米, 主臂伸出长度39.9米, 起升高度为33.3米, 吊机的起重量为21.8T。a.安装所需起升高度H≥h1 (构件的竖向高度) +h2 (安装所需的工作间距) +h3 (构件顶面距吊钩的距离) +h4 (构件安装标高) =0.44+0.3+4.34+23.95=29.03m起升高度满足要求。b.吊装验算如下:吊装载荷:Q1=Q (桁架重量的一半) +q1 (吊钩重) +q2 (吊索具重) =36/2+0.3+0.25=18.55T<21.8 T。结论:安全。

4.1.2 130吨汽车吊吊装验算。

查130吨汽车吊机机械性能表:回转半径为16米, 主臂伸出长度34.88米, 起升高度31米, 吊机的起重量为20T。

a.安装所需起升高度H≥h1+h2+h3+h4=0.44+0.3+4.34+23.95=29.03m

起升高度满足要求。

b.吊装验算如下:吊装载荷:Q1=Q+q1+q2=18+0.3+0.25=18.55T<21 T。结论:安全。

4.2 吊绳的校核

钢丝绳 (钢丝芯) 规格选择6*37+FC, 钢丝绳的强度等级为1770MPa, 钢丝绳的直径为16mm, 最小破坏拉断拉力为163000N (查表得) 。对吊装钢梁的钢丝绳的夹角选择为45°, 以减小吊装时钢丝绳的拉力S。

钢丝绳的安全荷载 (允许拉力) [P]按下式计算

式中:Sb—钢丝绳破坏拉断拉力, Sb=α*P;P—钢丝绳的破坏拉断拉力 (N) ;α—钢丝绳的不均匀荷载系数, 对6*37+1的钢丝绳, 查表得知α为0.82;K—吊装安全系数, 对本吊装, 取K=8

而每根钢丝绳夹角为45°时所受到的拉力S=G/ (2*sin45°)

=18000/ (2*0.7071)

=12728.04<[P]=16707.5N, 所以, 所选择的钢丝绳满足吊装的要求。故选用钢丝绳为:直径16mm、公称抗拉强度1770Mpa的6×37钢丝绳 (钢芯) 可满足吊装要求。卡环选用1.7号卡环 (查吊装手册知:1.7号卡环的安全使用负荷为17150N, 满足要求) 。

结束语

本大跨度钢结构连廊安装工程, 通过拟定可靠、合理的技术方案, 达到了预期目的, 取得了良好的经济效益和社会效益, 可为同类工程参考。

参考文献

[1]冶金工业部建筑研究总院.GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国计划出版社, 2002.

大跨度钢结构厂房施工技术探讨 篇8

摘要：大跨度钢结构建筑施工是一项综合性的工程，掌握并实施大跨度钢结构施工技术对提高施工质量有着重要的意义。本文以某大跨度结构厂房工程施工为例，介绍了钢结构安装的工艺流程，阐述了主要施工工艺技术，讨论了相关的一些钢结构安装注意事项以及施工体会，期望能为类似工程提供参考。

关键词：钢结构；大跨度；单层；厂房

引言

随着我国经济的不断增长，建筑行业发展迅速，大跨度钢结构建筑的建设工程项目越来越多。但是由于钢结构的施工要求较高，容易出现施工质量问题。因此如何在施工时间短的情况下确保钢结构工程安全，高质量地完成施工项目是施工人员需要解决的重要问题。下面就结合实例对此进行讨论分析。

1 工程概况

某厂房工程为单层大跨度钢结构厂房，长755.2m、宽206m，总建筑面积为124985.4m2，占地面积155728.1m2，钢结构总量为16500t。厂房跨度有33、39m两种，建筑外立面高度分别有15.7、20.7、29.8m三种，厂房屋面自西向东呈阶梯状升高，见图1。

单位：mm

图1 钢结构梁、柱断面

2 工序流程

钢结构面积大，工期要求紧，为此钢结构安装分为3个施工段，见图2。第一施工段B1～B4区，第二施工段C1～C3区，第三施工段D1～D3区。各施工段形成流水作业。承台施工完毕后，钢构件进场。根据构件编号，按施工先后顺序摆放在相应的承台侧边，方便吊装。

图2 钢结构安装分区

施工流程：钢构件进场→钢柱安装→杯斗灌浆→柱间支撑、系杆安装→屋架钢梁安装→水平支撑安装→校正及高强螺栓终拧→屋面檩条安装→墙梁安装→钢结构验收。

3 主要施工工艺技术

3.1 钢柱安装

3.1.1 钢柱安装方案的选择

由于高跨部分钢柱的长度为29.8m，受运输条件的限制，只能将该部分钢柱分段加工和运输。钢柱运输时分解为二段，进场后钢柱拼装进行整体吊装的方案，钢柱两端长度分别为22.3、7.5m，其質量分别为20.303、2.582t。

3.1.2 基础复测

结构吊装前必须进行基础杯斗位置复测，其杯口底面标高偏差允许-5mm，基础杯口深度

3.1.3 钢柱拼装

为保证构件组装的精度，防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差，组装场地要求平整压实。经现场测量平整压实后的场地，其均布荷载后的下沉量控制在5～10mm。

胎架采用铺设300mm×500mm×10mm×12mm的H型钢梁，钢柱水平放置于型钢梁上并找平，当高差较大时采用钢楔调整找平。为防止组装平台沉降引起胎架变形，胎架旁建立胎架沉降观察点实时监控，待沉降稳定后方可进行焊接。

3.1.4 钢柱吊装

（1）吊装机械的选择。根据钢柱重量，高跨部分（外立面高度29.8m）钢柱使用一台100t履带吊进行吊装，同时配合一台50t汽车吊进行抬吊。低跨部分（外立面高度15.7、20.7m）采用一台50t汽车吊进行吊装。

（2）钢柱吊点的选择。根据钢柱的形状、长度、重量、起吊方法及吊装机械的起重能力，吊点设置在上层牛腿处，在肩梁两侧各焊接两个挂钩耳板，板厚30mm，长度300mm，外挑120mm。

（3）钢柱吊装方法。高跨部分钢柱吊装时，100t吊车挂住钢柱上部起吊点，垂直上升，另一台50t吊车从下部1/3位置处溜尾兼抬吊，减少中间弯曲应力。

（4）钢柱校正。根据钢柱的实际长度、柱底的平整度、钢牛腿顶部及柱顶距柱底部的距离，有吊车的钢柱重点是保证牛腿顶部标高值，来决定基础标高的调整数值。

在钢柱的纵横十字线的延长线上或稍偏的位置架设两台经纬仪，进行垂直度测量，经纬仪与纵横十字线的夹角应<15°。

3.2 杯型基础杯斗灌浆

钢柱平面位置和垂直度校正好后，当天内杯斗灌浆完成，否则在浇灌前须再次复核。浇灌前将缝中杂物清除干净并浇水湿润，杯斗灌浆材料为C40微膨胀细石混凝土。

杯斗灌浆时从钢柱四个方向同时浇灌，同时使用微型振动棒进行振实，微型振动棒不得触碰钢柱和钢楔。灌浆分两次进行，第一次杯斗浇灌高度至固定钢柱的钢楔下部，待钢楔拆除后混凝土再灌满至基础面标高。

3.3 屋架钢梁安装

3.3.1 屋架钢梁拼装

屋架梁分段运输到现场进行拼装，拼装工作在现场进行，沿吊机行走路线摆放。屋面梁分段进场后，首先对屋架梁的外型几何尺寸、焊接质量、运输过程中的变形情况进行检查，合格后才能进行组装。

钢梁拼装时，根据出厂屋面梁的编号用木方将相邻的二段梁垫实，使连接端板对齐，然后用尖锥定位，穿入定位安装螺栓将分段的屋架梁拼装成整体，定位螺栓必须自由穿入。

3.3.2 吊装前准备及机械选择

由于屋架的侧向刚度较弱，在吊装前用木杆进行加固，以增加屋架的侧向刚度，同时准备好护身栏杆、上下梯子及缆风绳。

低跨屋架部位，梁安装高度为13.6、17.4m，吊装载荷135kN，吊臂高度35m，吊臂长度36m。吊车选择QUY50-2型履带起重机，该机在主臂长37m，作业半径8m时起吊质量为16.6t。高跨屋架部位，钢梁安装高度27.9m，吊装载荷180kN，吊臂高度47m。选择QUY100型履带起重机，该机在主臂长48m作业，作业半径10m时起吊质量为30t，完全可满足屋架梁吊装要求。

3.3.3 屋架吊装方法

屋架梁吊装应先形成空间受力体系，增强钢结构的稳定性。因钢柱垂直面和屋架水平面均有柱间支撑和水平支撑，所以先安装有屋面系杆和柱间支撑、水平支撑的钢柱、钢梁，临时用缆风绳固定第一榀屋架，构件全部安装到位后，然后向两边延伸安装，以此确保钢结构形成空间稳定的受力体系。

屋架钢梁起吊选择两点起吊方法，另外在梁中设置一根平衡辅助吊点，辅助吊点主要作用是减少梁中部摆动，减少梁在吊装过程中的变形。

大跨度结构工程施工方案 篇9

铁路客专大跨度下承式钢管混凝土提篮拱桥拱脚施工技术

以新建甬台温铁路奉化江大桥提篮拱施工为例,详细介绍了大跨度下承式钢管混凝土提篮式系杆拱桥以先梁后拱法施工时拱脚的`施工工艺和方法,总结了施工中的控制要点及注意事项.

作 者：王福生 Wang Fusheng 作者单位：中铁十二局集团第四工程有限公司,西安,710021刊 名：铁道建筑技术英文刊名：RAILWAY CONSTRUCTION TECHNOLOGY年，卷(期)：2010“”(1)分类号：U443.16关键词：提篮拱 先梁后拱 拱脚施工

大跨度结构工程施工方案 篇10

【关键词】超高层；大跨度；高支架；加强带；斜向立杆

[文章编号]1619-2737（2016）01-30-665

近年来，全国范围内发生因模板高支架坍塌而导致重大恶性事故多起，因此对此方面的安全监理工作应特别引起施工现场人员的重视。根据《建设工程安全生产管理条例》和建设部建质〔2004〕213号文件《危险性较大工程安全专项施工方案编制及专家论证审查办法》要求，模板工程施工前施工单位应当单独编制安全专项施工方案，对水平砼构件模板支撑系统高度超过8m或跨度超过18m，施工总荷载大于10KN/m²或集中荷载大于15KN/m²的模板支撑系统必须由建筑施工企业组织不少于5人的专家组，对编制的安全专项施工方案进行论证审查。

1. 工程概况

大观天地MALL购物中心位于南京市静海寺古建筑风景区，热河路东侧，静海寺西侧，建宁路北侧，北邻静海寺公园，拟建项目为2～6层购物中心，设有2层地下室，局部为一层，且连成一体作为地下车库或其他用房。

2. 高支架搭设方案大跨度高支模，分为三种情况考虑其搭设方案：

（1）直接在屋面板上方的斜屋面板部位，采用48×3.2钢管纵向距不大于800×800，步高不大于1500，模板支撑立杆直接支撑在屋面板下，44层（29层）模板支撑体系不拆除。

（2）直接在屋面板上方的斜屋面梁部位，48×3.2钢管，梁底纵距不大于800，横距400+550，步高不大于1500，模板支撑立杆直接支撑在屋面板下，44层（29层）模板支撑体系不拆除。

（3）屋面构架17～19/H轴模板支撑体系除满足（1）、（2）要求外，不同时的模板支撑立杆支撑在工字钢支架上。

2.1高支架脚手架搭设要求：

（1）48×3.2钢管为主要受力杆件，通过扣件连接的钢管满堂脚手架支撑体系。

（2）底板：梁底纵距不大于800，横距400+550，步高不大于1500。

（3）竖向剪刀撑、水平剪刀撑45°～60°。

（4）高支架两端于（17）、（23）轴与结构可靠相连。（17）轴在结构面上予埋钢管，（23）轴在柱上予埋钢板埋件，上焊16号工字钢，每两步高设置一道。

2.2监理项目部要求施工单位：

2.2.1编制《屋顶高空大跨度高支架设计和施工专项方案》

（1）施工方案应有计算书，包括荷载计算、模板及其支撑系统的强度、刚度、稳定性的验算。

（2）因是17°44′的斜面层，梁跨20.8m，施工方案应有水平杆步距和剪刀撑设置等构造措施的详细说明。

（3）方案应有支撑平面布置图、模板及其支撑的立面图和剖面图、节点大样施工图。

（4）方案应对砼浇筑方法和程序提出要求。

（5）方案应有支撑系统安装验收方法和标准。

2.2.2由于是在超高层180m处又值台风季节，方案编制后，我们提出一定要经过专家组的论证审查，提出书面论证审查报告，专家提出5点意见：

（1）由于架体一侧高19m，一侧高14m在高度12m处增设加强带（见图1），加强带的高度为一步高，设斜撑，梁下两侧，板下横向间隔4m设。

（2）梁下支撑考虑到架体较高，虽原方案已够，但应适当加密调整到400×1200，梁下为400×800立杆间距（图2）。

（3）由于是斜梁板，为平衡斜梁板的水平分力，考虑对架体抵抗水平力做加强，具体为（23）轴处的水平型钢增加拉杆，架体上增加水平加强桁架（扣件搭设如同加强带），此外，在桁架顶部有水平加强带的基础上再增设斜向顶杆（图3）斜向顶杆设在大跨度斜梁部位。

图3

（4）斜梁及斜板的砼浇筑应考虑防下滑措施。

（5）搭设完成后，组织各方全面检查验收，施工单位技术员负责签字后报监理进行审查。

2.2.3监理组织相关专业监理工程师进行审查，对方案中的相关技术指标，根据相关规范进行验算，认为该方案可以保证安全，总监签字后同意交施工单位施工。

2.3由于篇幅所限，这里我们仅列出梁、高支撑计算书：

高支撑架的计算参照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）。

模板支架搭设高度为20.0m，基本尺寸为梁截面400mm×1200mm， 梁支撑立杆的横距（跨度方向）L=0.80m， 立杆的步距h=1.50m，梁底增加一道承重立杆，采用的钢管类型为48×3.20。

2.3.1梁底支撑的计算。作用于支撑钢管的荷载包括梁与模板自重荷载、施工活荷载等。

2.3.2梁底纵向钢管计算。纵向钢管只起构造作用，通过扣件连接到立杆。

2.3.3扣件抗滑移的计算。纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按下式计算：

3. 施工安全要求

3.1施工要求

（1）悬挑支架所用材料应有出厂质保书或复试合格。

（2）所有焊缝必须饱满并要满足焊缝高度要求。

（3）搭设过程必须由专职安全员在场，按安全操作规程指导下进行，在施工全过程认真检查受力情况，脚手架稳定性，安全设施是否正常。

（4）悬挑工字钢底部与砼接触部分应是紧贴。

（5）认真注意钢管与悬挑工字钢的连接是否可靠。

（6）竖向、水平剪刀撑应搭接规范。

（7）严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置。

（8）确保每个扣件和钢管的质量满足要求，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45～60N.m

（9）精心浇筑砼，确保模板支架施工过程中均衡受载，最好采用由中部向两边扩展浇筑方式。

（10）浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时采取措施。

3.2交底与验收。

脚手搭设前，施工负责人必须组织作业人员进行技术交底，搭设后组织人员按照施工方案进行验收，报监理复查，符合要求后方可使用。

（1）严格按建筑施工安全检查标准（JGJ59-99）表3.0.4-2检查验收。

（2）按建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130-2001）表8.2.4规定进行验收。

3.3安全管理

3.3.1脚手架搭设人员必须经过考核合格的专业架子工，持证上岗施工。

3.3.2脚手架构配件必须符合质量要求，搭设分以下几个阶段验收：

（1）悬挑工字钢支架施工完成后。

（2）每搭设完10m高度后。

（3）达到设计高度后。

（4）剪刀撑搭设完毕后。

（5）（17）、（23）轴与结构连接施工质量。

（6）遇有六级大风或大雨后。

六阶段验收达到质量要求方可使用。

3.3.3模板面上的施工荷载必须符合设计要求。

3.3.4注意事项

（1）主节点处的各杆件的安装，剪力撑的构造是否符合要求。

（2）脚手架避雷、接地措施按国家现行规范的有关规定执行。

（3）拆除脚手架时，地面应设围栏及警戒标志，并有专人指挥。

大跨度钢结构施工技术研究与应用 篇11

钢结构以其强度高、塑性好、质量轻和制作简便等优点在日常生活中应用越来越广泛, 特别是近些年来随着钢材的产量和质量的逐步提高, 涌现了一批以钢结构为主的大跨度结构, 如各大中心城市机场航站楼、会议展览中心、各种大型体育馆等。

大跨度钢结构由于结构形式的特殊性, 与传统钢结构应用相比, 其设计计算和现场施工控制均更为复杂。在大跨度钢结构施工成形过程中, 除了要考虑合理的施工顺序, 及其在施工荷载作用下的结构承载能力, 还需考虑结构由于失稳所致的破坏或倾覆问题。因此大跨度钢结构构件的高空组对吊装和就位安装技术是该类工程项目施工的关键。笔者结合马鞍山市某体育馆钢桁架分段吊装工程, 对大跨度钢结构工程中常见的施工技术进行了探讨, 通过实际工程的分析对以后类似工程具有借鉴意义。

1 大跨度钢结构常见施工方法

大跨度钢结构体系主要有网架结构、悬索结构和网壳结构等, 对于这些类型的结构而言, 由于受力形式的特点使其在施工过程中需要考虑的因素诸多, 如施工场地条件、施工单位机械具准备、施工成本和工程质量等。目前较为常见的大跨度钢结构施工方法主要有六种:高空散装法、分条或分块安装法、整体吊装法、整体提升法、整体顶升法和折叠展开安装法。

1.1 高空散装法

高空散装法是指将结构全部构件分成小单元散件并直接在高空设计位置拼装成整体的方法, 施工过程中可以采用满堂支架法和悬挑法两种。前者主要在国内应用的较多, 这种施工方法特别适用于节点较多的网架结构, 其特点是不需要大型起重设备, 但是支架的搭设会占用较多的材料。

1.2 分条或分块安装法

分条或分块安装法又称小片安装法, 通常是将结构构件在地面焊接、拼装成条状或块状单元, 然后由起重设备吊装至设计位置拼接成整体结构。这种方法相对于高空散装法节省了大量的地面支架, 而且分条或分块单元的大小通常可以由起重设备的负荷能力决定, 因此施工方案的制定相对较灵活。

1.3 整体吊装法

整体吊装法是指先将结构构件在地面拼装成整体, 然后用起重设备将其吊装至高空设计位置并固定安装的施工方法, 这种方法特别适用于中等跨度的桁架结构, 但是对起重设备的要求较高, 而且在整体吊装过程中地面土建工程的施工会受到很大影响。

1.4 整体提升法

整体提升法的起重设备位于结构上方, 其方法是当结构在地面整体拼装完成后, 通过吊杆将结构提升至设计位置。这种施工方法一般采用的是小机群安装大结构, 能够大大降低吊装成本, 同时还可以将主体结构的附属部分 (如防水层、通风设备、电器管线等) 一并吊装到位, 不仅加快了工期, 降低了费用也保障了安全。

1.5 整体顶升法

整体顶升法区别于整体提升法的是提升轨道和提升设备的不同, 整体顶升法是将钢结构构件在地面拼装完成后利用现有结构柱作为滑道, 将千斤顶安装在结构各支点下面, 然后逐步地把结构顶升到设计位置的施工方法。

1.6 折叠展开安装法

折叠展开安装法主要应用于网壳穹顶结构中, 其原理是将穹顶的立体空间作用看成是径向拱的作用与环向箍作用的叠加。这种施工技术的基本思想是, 先将网壳去掉部分杆件, 使之成为一个机动结构, 然后就能够将网壳结构在地面折叠展开, 从而降低了安装高度, 最后通过提升设备将其提升至设计位置并补全剩余构件, 这样整体结构又由原来的机动结构变成了静定结构。

2 工程实例

2.1 工程概况

马鞍山市某体育馆总建筑面积约20 700 m2, 为满足大空间要求, 屋盖采用大跨度钢拱支撑空间管桁架+实腹式工字钢梁结构受力体系, 主结构由2个拱、18榀钢架 (由平面桁架、实腹式工字钢梁及折线型钢架柱) 组成。桁架拱跨度90m+47m, 矢高约28 m。平面桁架最大跨度37 m, 实腹式工字钢梁最大跨度16 m, 梁高800 mm。沿屋盖纵向布置有三道水平支撑。桁架拱支撑于下部混凝土核心筒顶, 钢桁架及实腹式工字钢梁铰接支撑于下部柱顶 (见图1) 。

2.2 施工方案分析

在整个屋盖结构的施工过程中, 桁架拱的安装难度是最大的, 虽然采用格构式的构造后大大减轻了其吊装重量, 但是高达33 m的吊装高度使得整体吊装法在本工程中较难实现。而本设计所采用的空间曲面拱桁架结构型式, 由于构件规格、型式多, 采用高空散装法则存在施工难度大、成本高。故经过施工方案比选, 决定采用分段吊装法进行施工。

考虑到本工程桁架拱尺寸较大, 需综合考虑吊装过程中构件的变形和吊装的经济性, 对拱进行分段。分段不宜过大, 过大会导致起吊过程中桁架拱下挠严重而影响焊接质量和整体线性, 且不利于交通运输;也不宜过小, 过小会增加吊装工作量, 降低了大型起吊设备的利用率。经过仔细对比分析最后决定选用约24m的分段, 为便于运输, 采用“散件出厂, 现场拼装”的方式。

2.3 结构施工

2.3.1 主体构件加工

本工程中钢结构的主体构件是桁架拱, 其截面为三角管形式, 总跨度约140 m, 按施工方案采用分段吊装, 桁架拱单元的吊装约为24 m一段, 并且各桁架边长均大于5 m, 超过运输限值。需工厂散件加工, 运输至现场后搭设胎架进行现场拼装。

(1) 主要材料。

工程中用到的主要钢构件有两种:圆钢管和H型钢, 材质均为Q345B。

(2) 胎架布置及要求。

根据现场实际情况, 决定桁架拼装焊接平台采用路基箱、H型钢以及千斤顶共同搭设而成 (见图2) 。胎架必须满足强度和安全要求, 路基箱须压实平整, 胎架底部与路基箱的焊接要牢固。

(3) 构件拼装流程。

首先在两侧胎架的上下方分别放置上弦杆和第一根下弦杆, 同时焊接上下弦杆间的腹杆, 然后在一侧胎架的上方放置第二根下弦杆, 最后在第二根下弦杆和上弦杆之间焊接腹杆 (见图3) 。

2.3.2 结构吊装

根据体育馆结构特点和现场施工条件, 桁架拱采用分段吊装法进行施工, 选用一台7150型150 t履带吊, 每根桁架拱分六段吊装 (见图4) , 最大吊装高度32.5 m, 最大吊装重量35.5 t。体育馆的两榀桁架拱之间的工字钢梁及屋面水平系杆选用一台KH180-2型50 t履带吊进行吊装。

吊装时桁架拱节点下方搭设措施桁架, 1～3轴拱分段馆外吊装, 3～19轴拱分段馆内吊装。桁架拱位置调整找正后再进行其他构件的吊装。两榀桁架拱之间的工字钢梁单元, 1～3轴工字钢梁由吊机于馆外单榀吊装, 3～19轴工字钢梁单元由吊机于场内单榀吊装。工字钢梁由两个V形段和一个直线段组成, 先吊装V形段, 与桁架拱连接, 然后吊装直线段。9～18轴V形段水平长度超过3 m, 吊装时需在V形段与直线段交接处下方搭设临时支撑。平面桁架单元及钢架柱单元由吊机沿馆外单榀吊装。吊装过程中要结合场地和吊装机械, 尽量整体拼装保证精度。

通过持续观察, 发现成形后的结构各部件间连接性能良好, 屋盖整体受力均匀, 符合最初设计方案要求, 既满足了工期, 又确保了质量, 达到了预期目标。

3 结 语

大跨度桁架拱是较为常见的钢结构形式, 在实际工程施工中, 由于此类型拱结构的跨度大、重量重、吊装高度高以及拼装技术难等特点使得这种结构类型的安装成形往往成为施工技术的重难点。采用分段拼装方法和分段吊装技术, 可降低对吊装设备的要求, 便于运输、吊装操作, 利于施工质量保证, 有效解决施工中存在的问题。

摘要：大跨度钢结构工程的施工技术是衡量一个国家土木建筑行业的重要指标。本文简要介绍了大跨度钢结构常见施工方法, 并结合马鞍山市某体育馆主体钢结构分段施工、吊装工程, 探讨大跨度钢桁架拱结构的拼装方法和分段吊装技术, 取得很好的工程实际效果。

关键词：大跨度,钢结构,桁架拱,分段吊装

参考文献

[1]彭玉丰, 罗永峰.大跨度钢桁架吊装过程分析[J].结构工程师, 2011, 27 (4) :45-49.

[2]戴国欣.钢结构[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2007.