某剧院钢桁架滑移安装技术

1、某剧院钢桁架滑移安装技术徐剡源( 宁波市镇海区建筑工程安全质量监督站，浙江 宁波 315200)摘要 宁波文化广场项目 2 号楼( 剧院) 的观众厅和舞台屋面共有 8 榀钢桁架。桁架端部搁置在剧院屋顶的型钢混凝土框架梁上，与梁顶的预埋螺栓连接，桁架与桁架间通过次梁连接。重点介绍了钢桁架分段、现场拼装、提升、滑移安装、端支座段的安装及焊接等施工工艺。该施工工艺具有成熟合理、安全性高、工期短、施工成本低等特点。关键词 钢结构; 桁架; 滑移; 安装; 施工技术中图分类号 TU758. 11文献标识码 A文章编号1002-8498( 2014) 14-0152-03The Steel Truss S

2、liding and Installation Technology of a TheatreXu Shanyuan( Ningbo Zhenhai Area Construction Safety and Quality Supervision Station，Ningbo，Zhejiang 315200，China)Abstract: There were eight steel trusses of the auditorium and stage roofs in the theatre of Ningbo CulturePlaza project The ending of trus

3、ses was set on the steel reinforced concrete beams，which was connected with the embedded bolts，and secondary beams were used between the trusses The trusses segmentation， assembly on site，lifting，sliding and installation，and the installation and welding of the ending were introduced in detail This t

4、echnology has the characteristics of reasonable，safe，short period and low costKey words: steel structures; trusses; sliding; installation; construction1 工程概况宁波文化广场项目 IV 标 段 工 程，总 建 筑 面 积70 458m2 ，地下 1 层，地上 4 层，局部 5 层，建筑总高 度 38. 3m，工程呈不规则平面。结构形式为框架结 构，屋面主要采用钢桁架屋面及自承式钢筋桁架屋 面。2 号楼( 剧院) 的观众厅和舞台屋面共有 8 榀钢

5、桁架。其中观众厅有 3 榀桁架( 编号为 T1 ) ，桁架跨度为 33. 5m，高为 4. 7m，单榀桁架重约 37t，安装 标高为 30. 130m; 舞台有 5 榀桁架( 编号为 T2) ，桁 架跨度为 25m，高为 3. 52m，单榀重约 20t，安装标高 为 36. 300m。桁架端部搁置在剧院屋顶的型钢混凝土框架 梁上，与梁顶 的 预 埋 螺 栓 连 接，桁架与桁架间通过 次梁连接。桁架位置及结构形式如图 1，2 所示。2 施工方案选择由于钢桁架处于剧院的中间位置，剧院四周的 场地条件不好，不能为大型起重机提供可靠的有利吊装停机位 置，且 桁架距地下室边缘的距离太远。故不能采 取 大

6、 型 起重机直接吊装的方案。又 由 于 单榀桁架重，安 装 高 度 高，即舞台屋面桁架的最高 安装标高为 36. 300m，地 下 有 标 高 为 15. 000m 的 深基坑，则其安装绝对高度达到 51. 300m。观众厅 屋面桁架的最高安装标高为 30. 130m，地面是阶梯 式观众座 椅 席。故 也不能采用搭设满堂脚手架高 空拼装的方案。因此该工程必须采用液压提升、滑 移的安装方案。33. 1施工方法施工工艺流程桁架分段制 作 及 运 输 现场拼装及检测 平移提升 端支座高空拼接及检 测 高 空 滑 移 就位固定。3. 2钢桁架分段根据钢桁架自身的结构特点，考虑到该工程现场的场地条件及道

7、路运输等情况，将一榀钢桁架分成 4 段在制作车间制作，即桁架两端的端支座各为 一段，中间部分桁架平分为 2 段( 见图 3) 。由于在桁架提升时，桁架两端的端支座段还未作者简介 徐剡源，高 级 工 程 师，国家一级注册建造师，造 价 工 程师，E-mail: xsyzj 21cn com收稿日期 2014-03-19徐剡源: 某剧院钢桁架滑移安装技术2014 No 14153中间段增加临时加固杆件，加固杆件规格为 HN500 200 10 16，材质 Q345B( 见图 3) 。钢桁架现场拼装将车间分段制作好的桁架运输到现场拼装场 地。要求拼装场地地面用素混凝土硬化，再在地面 上铺设规格为 H

8、N350 175 11 16 的 H 型钢，桁 架放在 H 型钢上拼装。拼装前用水准仪将桁架抄 平，对 H 型钢不够高的地方用垫铁和木楔子垫平。 地面拼装主 桁 架 时，必须对测量严加控制，使 其 水 平度、垂直度、弧度等技术指标达到设计要求。桁架拼装利 用 300t 汽车式起重机进行。注 意 桁架拼装时节点处各杆件的错位控制，且根据图纸要求桁架 起 拱。拼 装完成后进行整体定位尺寸的 检测，符 合要求后将节点 处的装配螺栓全部拧紧 后，方可施 焊。焊接过程注意控制焊接变形，焊 接 的过程中 随 时 监 测。拼装完成后对焊缝及时进行 超声波探伤检查，确保焊接质量 100% 合格。3. 4 钢桁

9、架地面上平移1) 地面平移轨道的设置与安装根据工程实际情况及拟定的钢桁架吊装方案， 需要在 2-9 轴 与 2 /10 轴之间设置一条宽 3. 5m 的 平 移轨道，以保证拼装好的桁架水平运输到舞台及观众厅下方相应的提升位置。轨道中心设置在距 2-9 轴线 3. 2m 处，在轨道上放置专门制作的小车，用 1 台 5t 卷扬机作牵引，水平移动桁架。由于轨道通过 地下室顶板位置的最高点标高为 0. 8m，所以整条轨 道要按照 0. 8m 标高铺设平，用 HP414 405 18 24，HN350 175 11 16，L100 10 等热轧型钢在地下室顶 板 上 铺 设 轨 道 支 架。用作支撑轨道

10、的立 柱优先设立在地下室顶板的混 凝土柱顶上或混凝 土梁上。轨道的立柱之间、轨道与轨道间需要设置 剪刀撑，以保证轨道的稳固。由于舞台下方是深达 15. 00m 基坑，所以需要在舞台下 2-7 2 /10 轴间，利用舞台基坑西侧的混凝土柱，用型钢做一个操作 平台作为桁架地面滑移轨道的铺设平台。平移轨道 支架及轨道安装利用塔式起重机进行，安装时在地 面上放好地样，严格按照设计要求进行标高控制。2) 钢桁架平移 将拼装好的钢桁架根据吊装顺序，用 300t 汽车式起重机放到轨道上面的小车上，由卷扬机慢慢牵 引平移至提升位置。移动时卷扬机用最低档，操作 人员必须与指挥者保持通畅的联系，一切严格遵从 指挥

11、。3. 3图 1 剧院桁架示意Fig 1The theatre trussesT1( T2) 桁架T1( T2) trusses图 2Fig 2图 3钢桁架分段及临时加固杆件示意Fig 3 Steel truss division andtemporary support rod3. 53. 5. 1钢桁架提升观众厅座位席的预留拼接，即桁架与原设计相比并不完整。为保证桁架在提升过程中有足够的自身稳定性，经计算在桁架根据工程实际情况，观众厅 1 层的座位席在 2-9154施工技术第 43 卷轴至 2-10 轴的部分必须预留 6m 的一条通道，直到桁架安装完毕以后才能施工，以保证桁架在地面轨 道上

12、的平移。通道的位置与平移轨道的位置一致。 同时为保证桁架提升通道的畅通，需要将桁架 平移轨道上方的观众厅 2 层、3 层观众席预留 3m 宽的通道，等桁架全部安装完成后再施工。提升架的设置与安装3. 5. 2观众厅桁架( T1) 提升支架分别设置在观众厅屋顶 2-Q，2-K 轴的混凝土柱或混凝土梁上。舞 台 桁架( T2) 提升支架分别设置在舞台屋顶 2-F ，2-K 轴的混凝土柱上。当观众厅和舞 台 屋 顶 2-Q，2-K，2-F 轴 的 混 凝 土柱及混凝土梁钢筋绑扎完毕时，要进行提升架预 埋件的预 埋。预 埋 的位置严格按照提升架的设计 图纸。等混凝土浇筑完成达到强度后，按照设计图 纸安

13、装提升架。提升架使用塔式起重机进行安装。 安装时提升架与预埋件的节点处需要重点检查，合 格后方可进行下一道工序。图 4 桁架对接示意Fig 4 Truss connection轴处桁架焊接时，则需要利用该处的混凝土梁和混凝土柱用 钢 管 脚 手架搭设焊接操作平台。焊 接 人 员施焊时必须系好安全带，做好防护措施。拼装完 成后对 焊缝进行超声波探 伤 检 查，确 保 焊 接 质 量100% 合格。3. 7 钢桁架的高空滑移高空滑移轨道的设置与安装3. 7. 1为满足桁架从提升位置滑移到安装位置，需要在桁架搁 置 的 各 框架梁顶设置滑移轨道。即 在 原 混凝土框架梁上设置 H 型钢梁( 截面尺寸

14、 300mm 300mm 20mm 20mm) ，再 在 H 型钢梁上铺设滑 移轨道( 43kg 轨 或 者 QU 系 列) 。又因原混凝土框 架梁顶面有一定的坡度，则需在混凝土框架梁顶面 设置预埋件 ( 埋 件 间 距 为 1. 5m) ，在埋件上用钢垫 板及斜垫铁将滑移梁垫水平。滑移轨道利用塔式起 重机进行安装，安装时用水准仪抄平轨道梁并控制 好滑移同一榀桁架的两根轨道的相对距离，以保证桁架在高空顺利滑移。待滑移轨道梁抄平后，必须 将其下方的垫铁用电焊固定牢靠。3. 5. 3桁架提升将桁架通过地面的平移轨道滑移到舞台或观 众厅下方的桁架提升位置。 同时安装提升器、地 锚、钢绞线、泵源系统及

15、相关传感设备、控 制 设 备， 并对相关设备进行调试和检查。将提升桁架用的钢绞线与桁架上设置的下吊 点连接牢靠，开始液压提升器两端同步提升。桁架 刚开始时必 须 进 行 试 提 升，即: 缓缓提升至桁架的 下部刚离开支撑面 10 20cm 时停止提升，观 察 各 个相关部位及设备是否正常。观察 10 30min，确 保安全无误后方可继续提升，提升过程中同步检测 各个相关 部 位 及 设 备 是 否 正 常。如遇有特殊情况 或异样现象出现时必须马上停止作业，并立即采取 措施同时检查和分析原因，以保安全、顺利的施工。 在提升过程 中，在 每一楼层设立水平检测站，随 时 对桁架提升过程中水平度进行检

16、控，以便桁架两端 同步进行提升。3. 7. 2桁架的高空滑移待桁架两端的端支座段拼装好、焊接并检测合格后。操作液压提升器下降，将桁架落在预先设置 的滑移轨道 上，拆 除桁架上的钢绞线; 安 装 液 压 爬 行器。开动爬行器缓慢地推动桁架水平滑移，并使作用在同一榀桁架上的两个爬行器必须同步移动。 当滑移到 相 应 的 安装位置时停住。先 滑 移 最 远 端 的桁架，由远及近依次滑移到位。3. 8钢桁架的就位安装桁架在高空滑移至对应安装位置后需利用千 斤顶将桁架 顶 起; 抽掉相应段的滑移钢轨; 割 断 相 应位置的滑 移 轨 道 梁; 最 后 缓 缓 卸 载，使 桁 架 下 降 安装到预 埋 螺

17、 栓 的 位 置 上。由于各榀桁架的卸载 高度都不一 样，故 对于卸载高度过高的桁架，需 要 进行多次卸载。( 下转第 190 页)3. 63. 6. 1钢桁架端支座段安装及焊接钢桁架端支座段的安装当桁架上弦提升到超过混凝土框架梁的 1m 位置提升器锁定，再利用塔式起重机或者钢管脚手架 将桁架两端的端支座段吊到同桁架的高度，与桁架 对接( 见图 4 ) 。利用钢尺、水平尺等工具整体校核 完桁架后，固定好并拧紧安装螺栓，最后再焊接。3. 6. 2钢桁架端支座段的焊接观众厅 2-Q 轴 南 面 在 29. 620m 标 高 的 位 置 有混凝土楼面，所 以 钢桁架端支座段焊接时，电 焊 操 作人员

18、可以站在混凝土 楼 面 上 焊 接。而 2-K，2-F190施工技术第 43 卷套的 8 套双焊接槽钢( 2160 80 10 12 ) 将上下柱通过螺栓连接的形式临时连接为一体，上下柱之 间留有 500mm 的虹吸雨水管焊接空间。hf = 8mm。计算结果表明，承载力、稳定性等均满足规范要求。5结语在本工程的虹吸雨水系统的施工过程中，需要严格 按建筑给水排水设计规范 GB500152003及虹吸式屋面雨水排水系统技术规程CECS183 2005 要求来进行与 验 收。并注意了上述的几项技 术措施，就可确保整个虹吸雨水排水系统的施工质 量。目前虹吸 雨 水 排水系统在国内大型公共建筑 及桥梁中

19、得到了广泛应用，但其雨水立管管道全部 设置在钢结构柱中，并且最多同时安装了 4 根管道， 这在国内并不多见。本文所阐述的交叉施工方法， 为今后国内虹吸雨水系统的设 计特别是管道的布 设路线提供了新的施工思路，为今后类似工程的施 工提供了借鉴的经验和依据。参考文献:图 4 连接板部位详图Fig 4 Detail of connection plate parts7) 二节钢管柱固定后，对首节柱的虹吸管与二节柱的虹 吸 管 进 行 焊 接 连 接。虹吸管焊接连接完 毕后，钢结构拆除临时固定措施后进行二次吊装并 校正、焊接，焊接完毕后再到二节柱的上端，对虹吸 管进行固定，拆 除 安 装 模 板，此时

20、二节柱内虹吸管 安装完毕。1 冶金工业部建筑研究总院 GB502052001 钢结构工程施工质量验收规范S 北京: 中国计划出版社，2002宋玮，丁敏 虹吸式屋面雨水排放系统在工程中的应用J安装，2005( 9) : 33-35陈中涛 虹吸式屋面雨水排水系统水力 研 究 D 杭 州: 浙 江大学，2007王水木，卢达洲 虹吸式屋面雨水排放系统施工技术J 福 建建设科技，2005( 3) : 45-47北京钢铁设计研究总院 GB500172003 钢 结 构 设 计 规 范S 北京: 中国计划出版社，2003田学清 虹吸式屋面雨水排放系统技术及开发优势J 门 窗，2012( 10) : 183-1852 4. 3节点计算节点处的计算内容包括: 连接板侧面角焊缝3 4 计算; 连接 板 螺 栓孔孔壁承压计算; 螺 栓 杆 抗剪计算; 双 焊 接 槽钢截面强度计算; 双 焊 接 槽 钢稳定性计算。计算条件: 连