大跨度空间管桁架施工技术

1、大跨度空间管桁架施工技术摘 要：近年来，全国各地纷纷新建各种体育场馆、会展，而大跨度管桁架结构在这些体育场馆、会展建筑中应用最为普遍。大跨度管桁架结构构件加工要求高，拼装工艺困难，相贯焊接节点复杂，焊接质量要求高，吊装难度大，卸载程序复杂，因此在施工这一类型的构筑物时，必须采取科学、合理、可靠的技术和有效的质量监控，才能保证工程的质量，进而有效实现其设计使用功能。本文就是通过对*市*屋面大跨度空间管桁架结构施工技术的全面分析，积累大跨度空间管桁架结构的施工经验。关键词： 体育馆 管桁架 施工技术 结构工程概况 *市*工程是*市目前最大的一个市政工程，建筑面积46815平方米，能容纳35000人

2、同时观看体育比赛。屋面为一圆环形平面，呈贝壳状，由东、南、西、北四个看台组成，东、西看台上均设置大跨度钢结构天蓬。桁架悬挑跨度大，是目前国内悬挑跨度最大的一种管桁架结构，单榀桁架最长47.5米，最大悬挑跨度达到37米。项目特点本工程的钢结构屋盖共分东、西两部分，均为大跨度空间结构，主要考虑采用单榀桁架悬挑构成的整体受力体系，屋面设置水平支撑桁架和垂直支撑，使整个屋面形成稳定的整体结构。屋顶主体采用空间管桁架结构，大部分为标准抽空三角锥网壳，局部为三角锥网壳；另外为配合屋顶边缘的曲边形式以及和内部屋顶的连接过渡，设置了边桁架。网壳和边桁架杆件均采用空心圆管，内部桁架采用直接相贯连接，东西看台柱与

3、桁架连接采用铸钢节点。屋盖的几何形状为圆台侧面。其中西看台屋盖中使用了两条主拱及多条副拱、斜拱和内圈桁架，两条主拱（ZG1和ZG2）均为四边形空间桁架，四条主管的管径为650毫米500毫米，采用变截面设计，壁厚从1635毫米不等；副拱、斜拱和内圈桁架采用三角形空间桁架和平面桁架，管径不一，最大为351毫米；东看台屋盖由12榀主桁架组成，通过12个由4根无缝钢管（40024）焊接而成的柱子和12根平衡拉杆（40020）与混凝土基础相连。本工程制作工艺难度大、质量标准要求高、吊装需采用大型起重设备及复杂的滑移胎架系统。3 构件加工制作3.1构件加工制作难点钢结构屋盖的主拱ZG1主弦管为采用了650

4、35、65030和65016大直径厚壁钢管变厚相连接而成的空间样条曲线，ZG2主弦杆为50016的钢管连接而成的空间拟合曲线。两条主拱分别与径向的ZHJ1ZHJ7相连接形成空间传力体系，整体结构加工制作工艺复杂，标准要求非常高，其制作重点和难点主要存在以下几点。3.1.1多管相贯节点杆件下料 在本工程中，多管相贯的节点很多且形式复杂，最多的达到9根圆管相贯，如下图为其中的一种节点：450 x20450 x20351x12351x12351x12351x12351x12650 x30351x12351x12351x12351x12351x12351x12351x12650 x30351x1235

5、1x12图1 多管相贯节点在这些节点的制作中，切割相贯线管口的相贯性、杆件的长度、焊接收缩等因素直接影响到工程的整体质量。因此，如何准确地下料，保证装配精度是本工程加工制作中的重点和难点之一。3.1.2 杆件的精确弯圆在本工程中，需弯圆的杆件规格较多、管径大且壁较厚，主要有24512、2458、2038、1526等共14种，最小的弯圆半径为109517mm，且由于部分弦杆为样条曲线, 必须采用多半径拟合方法弯制。如不采用合理的弯圆设备和弯圆工艺对杆件（特别是大管径杆件）进行弯圆，弯曲后的杆件容易出现弯曲不到位、圆管椭圆度超标或管壁有折痕、凹凸不平等现象。 因此杆件的精确弯圆是本工程在管结构制作

6、过程中重点和难点之二。3.1.3 管结构的变形控制在本工程中，管结构的跨度大，特别是主拱管结构ZG1和ZG2，弧长均在300米以下，管径粗达650毫米，管结构在本身自重和上部的活动屋面、机械设备、屋面板的重量及风、雪等荷载的作用下，管结构会出现下挠，示意图如下：图2 管结构下挠示意图由于主、副拱的长度都超过260米，如此长的构件在不同的气温下热胀冷缩，会导致制作的构件长度方向上存在一定的差异；另外，现场拼装焊接产生的应力也会造成管结构的形位变形。因此，在管结构的制作过程中必须要考虑管结构的下挠、热胀冷缩及焊接收缩余量等问题，故在本工程中把它定为难点之三。3.2加工制作材料的选用3.2.1 主要

7、受力构件所有钢管：根据设计要求选用低合金高强度Q345B钢管钢板、其他热轧型钢：选用低合金高强度结构钢Q345B檩条及檩托： Q235B所有无缝管的材质及力学性能应满足结构用无缝管GB916287中的相关规定，所有Q345B构件材质应满足低合金高强度结构钢GB159194中相关规定。同时应具有碳、锰、硅、硫、磷以及四种残余元素（V、Nb、Ti、Al）含量的保证，钢板厚度大于40mm时，应符合Z15级的断面收缩指标和含硫量不超过0.01的要求。Q345B钢材的化学成分和机械性能如下：牌号厚度mm屈服强s Mpa抗拉强度bMpa延伸率%冲击功Akv/J-20180弯曲试验d=弯心直径a=试样厚度（

8、直径）Q345B0163455106602234D=2aD=3a16253254706302134D=2aD=3a25363154706202132-36502954506002030-Q345B化学成份如下:C%Si%Mn%P%S%V%Nb%Ti%0.200.551.01.60.040.040.020.150.0150.060.020.23.2.2紧固连接件锚栓：Q235B，Q345B高强螺栓：摩擦型10.9级普通螺栓：C级，强度等级4.6级销轴：Q345B高强螺栓性能及施工应遵照钢结构用高强度大六角螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件GB/T1228123191和钢结构高强度螺栓连接的设计、施

9、工及验收规程JGJ8291中的相关要求；普通螺栓性能应满足六角头螺栓 C级GB/T5780和六角头螺栓GB/T5782中相关规定。销轴材料应满足合金结构钢技术条件GB307788中的要求。3.2.3焊接材料焊接Q345B钢时可按下表选用焊条和焊丝，或由施工单位根据其工艺评定及有关国家标准进行选定：钢号焊接方法焊条、焊丝型号手工焊E50型焊条Q345B埋弧自动焊镀铜H10Mn2焊丝CO2气体保护焊镀铜H8Mn2Si焊丝焊条应满足碳钢焊条GB511795中有关规定，焊丝应满足气体保护焊用焊丝GB/T1495894和熔化焊用钢丝GB/T1495794中有关规定，焊剂应满足低合金钢埋弧焊用剂GB/T1

10、247090中相关规定。3.3管构件的加工制作3.3.1管构件的加工制作流程抛丸、涂装抛丸、涂装涂装检查腹杆下料主杆弯圆 下料并坡口附件制作主杆对接UT检查入库、检验发运表面处理 材料矫直材料检验原材料放样编制加工工艺图纸审核施工详图号料检查检查图3 管结构的加工制作流程3.3.2管构件的下料 3.3.2.1钢管下料前的工艺准备3.3.2.1.1管件工艺分段面的确定ZG1主拱管结构上下弦的直径650，腹杆直径450到299不等，ZG2主拱管结构上下弦的直径500，腹杆直径主要为299，悬挑梁ZHJ1ZHJ7上下弦的直径351，腹杆直径160。根据吊装方案、上下弦钢管规格以及管结构的受力情况、运

11、输等综合考虑，在制作中，将弦杆对接成12m15m长一段，对接位置上下弦不应在同一平面上，而应错开7001000mm。加工时管件的分界面在两相邻节点的1/3处附近，且各弦杆应错位（如图4），安装时对接的间隙是两侧各占一半。 3.3.2.1.2杆件切割长度的确定 图4 管结构分段位置示意图通过试验事先确定各种规格的杆件预留的焊接收缩量，在计算钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量，对于小于16mm的，每个对接口放1.5mm,大于16mm的放2.5mm，对于个别难以确定的管件，预留一段“毛头”，根据现场实际情况切割。3.3.2.1.3切割相贯线管口的确定先由技术科通过计算机把相贯线的展开图在透明的塑料

12、薄膜上按1：1绘制成检验用的样板，样板上标明管件的编号。检验时将样板根据“上、下、左、右”线标志紧贴在相贯线管口，据以检验吻合程度。根据长期实践，证明此方法为检验相贯口准确度的最佳方法。3.3.2.1.4确定焊接收缩量的工艺试验用同类管子及节点形式，进行三个节点以上的管结构段的焊接工艺试验，冷却后测量其收缩量，并依此来考虑安装时对接接头的收缩量，根据试验和长期工作经验值，弦杆每段一般放焊接收缩余量3-5mm，对腹杆等杆件放焊接收缩余量1mm。3.3.2.1.5设计放样切割流程图细部设计图纸细部设计图纸施工图纸交底计算机放样数控下料下料工场编制套料图制作样板钢板下料编制数控程序校对划零件草图型钢

13、数据专用机床下料下料钢管相贯线下料焊接坡口切割手工下料光电跟踪下料送制造车间3.3.2.2切割程序的编制对相贯钢管的切割来说，切割程序的编制极为重要。首先编程人员根据图纸先用Xsteel或AUTOCAD软件建立三维线框模型，不同的管径用不同的颜色表示，这是计算机放样的基础，要求建模必须正确，为此放样人员对其进行严格的复检，做到100%的正确。线框模型建立后，将此模型转换成DXF格式标准转换文件，并将此文件输入WIN3D设计软件中。再按颜色设置相应的管径，然后编程师对在WIN3D中对相贯杆件进行相贯线分析。将分析后的数据保存到PIPE-COAST软件上，然后在PIPE-COAST软件将各种杆件事

14、先确定好的焊接收缩余量及机械切割余量输入；再按照制作要领书选择正确的加工设备，切割速度、坡口角度等工艺元素，并由专人对切割数据进行认真仔细的复查，保证在进行加工指令编制前所有的数据正确无误。PIPE-COAST接受切割数据后，先生成单根管件的加工指令，然后再根据材料规格进行合理的套料，即可将放样程序下发车间，分批实施切割。按数控数据进行相贯线的切割和坡口的加工，为保险起见，如果每批切割的杆件数量较多时，可先割一根，进行外形尺寸的检查，确认无误后再进行大批量的切割。3.3.2.3管构件的弯圆作为工程加工制作过程中的一个的重点，本工程钢管主要结构弦杆外径为203、273、245（曲率半径变数较多）

15、，拼装前须对钢管进行精确弯曲成型。弯曲后，钢管直径要求变化不大于5mm，壁厚变化不大于1mm，矢高偏差不大于5mm，钢管表面不能出现折痕和凹凸不平的现象。杆件弯圆的精确控制技术措施：a弯圆设备的选择:如不采用合理的弯圆设备和弯圆工艺对杆件（特别是大管径杆件）进行弯圆，弯曲后的杆件容易出现弯曲不到位、圆管椭圆度超标或管壁有折痕、凹凸不平等现象。对本工程的杆件弯圆采用本公司自有的JXW-700弯圆采用公司，最大可弯管径为650，厚度为45mm的圆管。b弯圆检验：弯曲后检验一般通过拉线和地面放样的方法进行检验。拉线检验方便、快捷，但检测的误差较大。地面放样检验能控制的精度高，但人力、物力、场地等投入

16、大，时间长。在本工程中，考虑制作的工期较紧，公司在制作时采用两种方法相结合，对批量的杆件采用首件和中间抽几件用地样检查，其余用拉线检查；对量少的杆件全部采用地面放样检查。这样，既可保证工期，又能保证质量。c弯圆的矫正：对超标的杆件采用火工进行矫正。火工矫正时应注意不能损伤母材，加热的温度应控制在900以下，低合金钢严禁用水激冷，矫正必须避开蓝脆区（200400）。3.3.2.4钢构件的对接工艺措施3.3.2.4.1钢管与钢管之间的对接，内设衬管，对接在专用的钢管对接胎架（胎架的截面形状见图5）上进行。 图5 对接钢管胎架截面示意图3.3.2.4.2相同管径的钢管对接接头形式见下表：序号厚度 （

17、mm）名 称符号坡口形式坡口尺寸备注(度)bp16I形带垫板坡口-26-12带钝边单边V形带垫板坡口30-456-90-2312带钝边V形坡口10-306-9-3.3.2.4.3不同厚度的钢管对接时，应作平缓过渡并符合下列规定：a不同厚度的钢管对接接头受拉时，其允许厚度差值(t1-t2)不超过下表的规定时，焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取。当超过下表的规定时应将较厚板的一面在焊接前加工成斜坡，其坡度一般取1:4。较薄钢材厚度t22-55-910-1212允许厚度差t1-t21234b钢管外径相同壁厚不同，当壁厚差大于3mm时，根据本工程设计的要求按图6所示进行过渡处理。3.3.

18、3钢构件的表面处理 3.3.3.1 抛丸3.3.3.1.1抛丸前检查 图6 钢管外径相同壁厚不同时平缓过渡示意图3.3.3.1.1.1加工的构件和制品，应经验收合格后，方可进行表面处理；3.3.3.1.1.2钢材表面的毛刺、电渣药皮、焊瘤、飞溅物、灰尘和积垢等，应在除锈前清理干净，同时要铲除疏松的氧化皮和较厚的锈层；3.3.3.1.1.3 磨料的表面不得有油污，含水率不得大于1%；3.3.3.1.1.4抛丸除锈时，施工环境相对湿度不应大于85%，或控制钢材表面温度高于空气露点温度3以上。3.3.3.1.2 抛丸工作内容3.3.3.1.2.1检查标签，之后除去标签，待喷完后再挂上标签；3.3.3

19、.1.2.2 进行抛丸，采用美国潘邦公司生产的八抛头BP-8-15000型抛丸机，抛丸材料采用80% 1.60.63粒径的钢丸及20%的高硬度SS600棱角砂；抛丸速度：0.52m/min，加工后的钢材表面呈现灰白色；3.3.3.1.2.3构件采用抛丸机或抛管机进行抛丸除锈，除锈等级应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923-88）中Sa2.5级；3.3.3.1.2.4 抛丸后，用毛刷等工具清扫，或用干净的压缩空气吹净构件上的锈尘和残余磨料(磨料须回收)。3.3.3.2钢结构的涂装3.3.3.2.1涂装工艺过程和涂装部位3.3.3.2.1.1本工程钢结构涂装分成工厂和现场两部分，所有

20、构件底漆在工厂内完成，现场拼装、焊接完成后，对焊接位置做表处理后，进行补底漆工作，中间漆、面漆在现场由工厂涂装人员进行喷涂，防火涂料由专业厂家完成。3.3.3.2.1.2所有涂料按涂装配套设计要求采购，涂料进厂时应有规定的国家法定检测机构的涂料检验证书，只有合格的涂装材料才能用于本工程的涂装施工。3.3.3.2.1.3不需涂装的部位：埋入混凝土中部分；现场对接端的3050mm范围内；摩擦面上；设计图纸规定的部位。在涂装前，将不需涂装的部位用塑料胶带纸覆盖。3.3.3.2.2涂层的要求根据设计要求，本工程表面涂装要求如下：具体部位涂装要求厚度要求备注无防火漆涂覆部分底漆（环氧富锌底漆）50m X

21、 2中间漆（环氧中间漆）100m面漆（可覆涂聚氨酯面漆）未定有防火漆涂覆部分底漆（环氧富锌底漆）50m X 2是否采用防火涂料未定防火漆（薄型防火涂料）4200m面漆（可覆涂聚氨酯面漆）50m X 23.3.3.2.3涂装环境及涂装中注意事项3.3.3.2.3.1涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求。当说明书无要求时，室内环境温度在538之间。相对湿度不应大于85%；3.3.3.2.3.2在雨、雾、雪和较大灰尘的条件下，禁止户外施工。施工时遇雨天或构件表面结露现象不宜施工或延长施工间隔时间；3.3.3.2.3.3涂装时根据图纸要求选择涂料种类，涂料应有出厂的质量证明书。施工前应

22、对涂料名称、型号、颜色进行检查，确定是否与设计规定的相符。同时检查生产日期是否超过储存期，如超过储存期，应进行检查，质量合格仍可使用，否则严禁使用；3.3.3.2.3.4涂装下道油漆前，应彻底清除涂装涂装件表面的油、泥、灰尘等污物。一般可用水冲、布擦或溶剂清洗等方法。要保证构件清洁、干燥、底漆未经损坏。涂装应均匀，无明显起皱、流挂，附着应良好；3.3.3.2.3.4涂装后4h之内不得淋雨，防止尚未固化的漆膜被雨水冲坏；油漆涂装后，漆膜如发现有龟裂，起皱等现象时应将漆膜刮除或砂纸研磨后，重新补漆；3.3.3.2.3.5油漆涂装后，如发现有气泡，凹陷洞孔，剥离生锈或针孔锈等现象时，应将漆膜刮除并经

23、表面处理后，再按规定涂装时间隔层次予以补漆；涂装完毕后，应在构件上标注构件的编号3.3.3.2.4补漆作业3.3.3.2.4.1钢材油漆表面如因滚压、切割、电焊或安装磨损，导致损坏或生锈时，必须用喷砂或电动工具清理后再进行补漆；3.3.3.2.4.2油漆涂装后，漆膜如出现有龟裂，起皱，刷纹，垂流粉化，失光或散雾等象时应将漆膜刮除或以砂纸研磨后，重新补漆；3.3.3.2.4.3油漆涂装后，如发现有气泡，凹陷洞孔，剥离生锈或针孔锈等现象时，应将漆膜刮除并经表面处理后，再按规定涂装时间间隔层次予以补漆；3.3.3.2.4.4高强度螺栓未涂漆部分；工地焊接区；经碰撞脱落的工厂油漆部分，均涂防锈底漆一道

24、。3.3.3.2.5验收涂装完成后，检验人员应按施工规范要求于构件上测量任意10个分布点，其10个点之80%不得低于规定值，而且其中任何一点膜厚值不得低于规定值的70%，并将所测值填写膜厚记录表送工程监理检查确认。4 桁架拼装4.1拼装场地的选择在本工程中，所有的桁架均需现场拼装。根据现场的实际情况及吊装的需要，拼装场地在A、B区及体育场内，大致位置如图7所示，现场布置图详见图7： 为保证桁架拼装的进度，拼装场地必须经过硬化。4.2桁架的拼装顺序按照吊装顺序进行。4.3桁架拼装工艺 4.3.1桁架拼装指导思想 为保证桁架拼装的精度，必须为桁架设计一个拼装胎架。我们用AUTOCAD绘图软件对桁架

25、的三维模型进行处理：根据桁架各管件的相对位置及桁架拼装的方便性，用若干个相互平行的面去切割桁架，将切割所得的各管件的相对位置标上尺寸标注，整理的桁架胎架图，供现场拼装用。具体流程如下：1-1 2-2 3-3 4-4 5-5 6-6 剖切示意图 1-1剖面图4.3.2考虑本工程中的主拱桁架为对称构件，为充分利用胎架，节省成本，在现场拼装时采用半榀整体拼装的方法，具体的形状见下图。图3.2.1 现场拼装示意图4.3.2.1拼装技术要求：4.3.2.1.1平台及胎架支撑必须有足够的刚度。4.3.2.1.2在平台上应明确标明主要控制点的标记，作为构件制作时的基准点。4.3.2.2组装顺序：4.3.2.

26、2.1在平台（已测平，误差在2mm以 现场拼装照片内）上划出桁架控制点的水平投影点，打上钢印或作好其它明显标记；4.3.2.2.2将胎架焊接在平台上，用水准仪或其它测平仪器对对桁架的控制点的垂直标高进行测量，基本确定后，通过调节水平调整板或螺栓确保构件控制点的垂直标高尺寸符合图纸要求，然后用挂锤球或其它仪器（如经纬仪）的方法确保桁架上的控制点的水平投影点与平台上标的控制点重合，允许偏差在2.0mm内。用角钢或槽钢等临时支撑将胎架进行固定，以免胎架在拼装过程中晃动，降低控制点的精度。4.3.2.2.3然后用吊机将已对接好的弦杆按其具体位置放置在胎架上，固定定位块。再次用经纬仪、水平仪等仪器对桁架

27、上的控制点进行测量，对有偏差的点通过调整调整块来确保弦杆位置的正确。注意：确定主管相对位置时，必须放焊接收缩余量，根据以前的经验，结合本工程的实际情况，每个接头放11.5mm。4.3.2.2.4在胎架上对弦杆的各节点的位置进行划线；4.3.2.2.5装配腹杆，并定位焊，对腹杆接头定位焊时，不得少于4点；4.3.2.2.6定位好后，对主桁架进行焊接，先焊未靠住胎架的一面，焊好后，用吊机将桁架翻身，再焊另一面，焊接时，为保证焊接质量，尽量避免仰焊、立焊。4.3.2.2.7在组装时，如有设计要求应考虑桁架的预起拱值（在设计无要求时可按L/1500取值）。4.4桁架拼装焊接4.4.1相贯线节点焊缝分区

28、图 图3.3.1 Y型节点焊缝位置分区 图3.3.2 Y型节点各区焊缝形式 图3.3.3 T型节点焊缝位置分区 图3.3.4 T型节点各区焊缝形式4.4.2钢管以不同的角度相贯，等强焊接，焊缝质量等级要求较高，因此相贯线端部的坡口的加工尤为重要，HID-600EH和HID-900MTS数控相贯线切割机的坡口程序是按美国标准AWS中的要求进行设定的，割出的成形坡口完全满足焊接需要。支管管端当壁厚6mm及支管与主管间的夹角45时应开坡口，当壁厚6mm及支管与主管间的夹角25时可不开坡口。4.4.3相贯节点的焊缝采用无间隙施工，趾部及两侧面、端部有坡口，故焊缝相当于部分熔透的组合焊缝，允许在内侧有2

29、3mm未熔合，但需增加23mm的角焊缝，焊缝由两侧的部分熔透焊缝过度到角焊缝，焊脚尺寸为1.5倍的钢管壁厚。4.5焊接顺序。桁架拼装焊接采用先点焊后整体施焊的焊接顺序。考虑到部分被搭接部位必须施焊，因此在拼装前必须制定管件的拼装顺序，从而消除因被搭接部位漏焊引起的节点安全隐患。4.6现场焊接采用电焊条进行焊接，对焊接材质为Q235钢板或钢管时，焊条选用J422,直径3.2mm，焊条必须符合现行国家标准碳钢焊条（GB/T5117）的规定；焊接材质为Q345的钢板和钢管时，焊条选用J506或J507，直径3.2mm，焊条应符合现行低合金钢焊条（GB/T5118）的规定。低氢型焊条烘干温度应为350

30、380，保温时间应为1.52小时，烘干应缓冷放置于110120的保温箱中存放、待用；使用时应置于保温筒中；烘干后的低氢焊条在大气中放置时间超过4小时应重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次；受潮的焊条不应使用。4.7焊接时应注意焊接的作业环境：4.7.1焊接时作业区的风速8m/s时，应设防风棚或采取其它防风措施；4.7.2焊接作业区的相对湿度不得大于90；4.7.3当焊接表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取去湿除潮措施；4.7.4焊接作业区环境温度低于0时，应将焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，加热到20以上后方可施焊，且在焊接过程中均不低于这一温度。4.8焊接检验：

31、严格按照规范要求进行焊接检验。为避免漏检，每检测完一处，必须在该处做上标记。4.9桁架的涂装4.9.1表面处理方案4.9.1.1涂装前处理:钢材表面的毛刺、电渣药皮、焊瘤、飞溅物、灰尘和积垢等，应在除锈前清理干净，同时要铲除疏松的氧化皮和较厚的锈层。4.9.1.2在现场焊接的区域，在油漆前应进行表面处理，对于大面积的可采用喷砂处理，对于面积较小的采用磨光机，砂轮机或砂皮纸等方法手工处理。4.9.1.3除锈后，用毛刷等工具清扫，或用干净的压缩空气吹净构件上的锈尘。4.9.2涂装内容及方法4.9.2.1针对本工程的特点，钢结构现场涂装选择地面涂装为主、高空涂装为辅的现场涂装方案，即构件吊装前，除高

32、空焊接口左右100mm范围内不进行涂装外，其余部位均在地面涂装好，待安装完毕后，高空焊缝影响区和吊装碰坏部分进行补漆，这样可以减少高空作业量，降低安全隐患。4.9.3涂装工艺流程:（现场焊缝部位打磨补涂底漆）基层清理确认涂刷质量检查修复认可。4.9.4涂装环境要求4.9.4.1施工环境温度：由于涂料的物性不同，要求的施工温度也不同，施工时应根据产品说明书或涂装施工规程的规定进行控制，一般应控制在535之间。4.9.4.2施工环境湿度：一般控制相对湿度不大于85，也可以控制钢材表面的温度，即钢材的表面温度应高于露点温度3度以上，方允许施工。4.9.4.3施工温度和相对湿度要在施工区的附近测量。在

33、狭窄部位施工时应保持良好通风。4.9.4.4在雨、雾、雪和较大灰尘的条件下，禁止户外施工。4.9.5涂装修补4.9.5.1运输、安装过程中对涂层如有破损，视损伤程度的不同采取相应的修补方式;4.9.5.2现场焊接部位焊接完毕后必须清除焊渣，进行表面处理达到St3.0级要求后，用同种涂料进行修补;4.9.5.3涂装结束，结构安装前后，经自检或检查员检查发现涂层缺陷，应找出产生原因，及时修补，方法和要求应与完好的涂层部分一样。修补涂装时，应将基底处理到原来的要求，用同样的漆进行修补，并达到原来的漆膜厚度要求。4.9.6涂装验收:涂装完成后，检查人员按施工规范要求，任意检查构件上的五个分布点，其五个

34、点之平均值不得低于规定值的90，而且其中任何一点的漆膜厚度值不得低于规定值的70。5 桁架吊装5.1吊装的工艺流程: 桁架分段制定吊装顺序吊机选择桁架吊装桁架焊接散件吊装、焊接5.2 桁架分段5.2.1主悬挑桁架分段原则：5.2.1.1因本工程屋盖结构距地面高度较高，为了减少高空作业量，结构需要分段吊装，按照结构的分布，原则上以径向的悬臂桁架为主要构件进行区段和吊装单元的划分（如图）：5.2.1.1.1每榀主悬挑桁架（东看台LHJ16，西看台ZHJ17）分为两段；5.2.1.1.2 ZHJ桁架下弦与钢柱支撑间的节点，跟随主拱ZG1和ZG2分段构件（主管长度910米，无对接）整体安装。每榀ZHJ

35、形桁架各自包括与斜支撑相连的两个节点；ZG1分段CHJ6 ZG1分段CHJ6 ZHJ7分段二 ZHJ7分段二 ZHJ7分段一 ZHJ7分段一 ZG2分段ZG2分段柱柱 图5.2.3 ZHJ吊装单元示意图次桁架悬臂桁架5.2.2本工程的特殊之处在于，虽然是非常大的悬臂结构，但由于斜柱与地面倾角较小，导致构件的环向受力非常大，环向的钢次桁架悬臂桁架管壁厚远远大于径向。因此结构分段原则中很重要的一点是：环向钢管贯通，径向钢管与环向相贯。5.2.2.1悬臂桁架分段时环向钢管两边需要各自留1000mm长接头，与环向次桁 图5.2.4 分段接头示意图桁架上弦型钢加固件桁架下弦架及上弦环向连接钢管对接连接。

36、如下桁架上弦型钢加固件桁架下弦图。型钢加固件5.2.2.2次桁架以主桁架伸出的接头为型钢加固件界，不再分段（见下图）。5.2.2.3环向钢管贯通后，大悬臂结构的钢管仅仅靠相贯焊缝抵抗弯距， 次桁架单元示意图5.2.3各分段重量如下表所示： 东看台主悬挑件 西看台主悬挑件桁架编号重量（KG）分段形式桁架编号重量（KG）分段形式LHJ120166整体ZHJ19041.9整体LHJ219891整体ZHJ215222.2整体LHJ323757.72整体ZHJ317760.7整体LHJ428090.38分段（15T+15T）ZHJ443038.6分段（25T+25T）LHJ529187.99分段（15T

37、+15T）ZHJ524549.9分段（15T+15T）LHJ629472.77分段（15T+15T）ZHJ626450.9分段（15T+15T）ZHJ727157.1分段（15T+15T）5.3 制定吊装顺序如下图:NN5.4吊机选择5.4.1通过对钢结构构件的重量、外形尺寸及安装标高等因素的综合考虑，最终确定选择两台150t履带吊来完成本工程钢结构的安装。两台吊机在吊装时均采用塔式工况，主臂42m，副臂30m。场内场外各布置一台吊机。5.4.2桁架吊装的吊点设置及吊索选择5.4.2.1桁架吊点的设置悬挑桁架及三角形桁架均采用四吊点方式进行吊装，吊点设置在桁架上弦，每个吊点一根钢丝绳，间距10

38、米。吊索与构件的角度控制在60度，吊点设置如下图所示。其中悬挑桁架吊装段最大重量30.0t，安装高度约50米；三角形桁架最大重量约10t，最大安装高度约40m。吊索布置方式如下图所示：悬挑桁架类型一吊装形式 悬挑桁架类型二吊装形式角形桁架吊装形式 悬挑桁架吊装照片 5.4.2.2吊装钢索的选择本工程构件最大重量为57.0吨，加上吊具及其它辅助构件的重量，以60吨计算，角度以60度计。G=57000kg=570000N，sin=0.866,则F=G/4sin=570000/3.464=164549.65N,选用6X37+1钢丝绳（公称抗拉强度1813MN/m2），查表得修=0.80，取安全系数K

39、=8。 角形桁架吊装照片 查表得F安全拉力=SPX修/K=X0.80/8=181790N，F安全拉力F=164549.65N5.5吊装胎架的设计5.5.1吊装胎架由临时支撑、支撑胎架及千斤顶组成。支撑胎架支撑胎架千斤顶临时支撑 吊装胎架示意图 竖向调整千斤顶行程应大于卸载时相应点的位移，水平调整千斤顶为临时设置，在需要时由临时焊在支撑顶梁的反力牛腿作为其支撑，调节外环主桁架的水平位置。5.6桁架吊装5.6.1主悬挑桁架吊装:桁架吊装后，通过吊装胎架进行就位。悬挑桁架的A段通过前后两个吊装胎架予以就位；B段桁架一端通过吊装胎架就位，另一段直接与A段焊接。吊装胎架吊装胎架吊装胎架吊装胎架吊装胎吊装

40、胎架 A段桁架就位照片 B段桁架就位照片5.6.2次桁架的吊装就位是直接靠已吊装就位主悬挑桁架进行的, 也就是说次桁架吊装后直接焊接在主悬挑桁架上的。5.7桁架焊接 次桁架就位照片5.7.1桁架与桁架的焊接是在高空进行的, 属于高空作业。为确保焊接作业的安全及质量，我们制作了吊篮。作业人员在吊篮里进行焊接作业，既安全又能保证焊接质量。5.8散件吊装及焊接5.8.1主悬挑桁架及次桁架吊装完毕后，一些零星的散件（腹杆、雨撑等）吊装就比较容易了。利用25T吊机将散件吊到位，稍加调整就可以到位，并进行焊接了。6 整体卸载6.1卸载目的 6.1.1本工程屋盖结构是四叉柱支撑的大悬臂结构屋盖，施工采用分段

41、吊装工艺，施工过程中所使用的支撑架在未形成整体屋盖体系前不得拆除，待整体屋盖体系形成后统一卸载, 从而确保支撑结构受力均匀，安全可靠。6.1.2结构的整体卸载是本工程施工方案中需要重点解决的问题,主要原因有两点：6.1.2.1屋盖结构在自重作用下的变形非常大，最大达到数百毫米。而且大部分的变形是支撑转动引起的刚体位移。卸载的难度和危险性非常高。6.1.2.2胎架高度最高达到52m，中环部分胎架搭设于看台混凝土楼面上，卸载的过程必须使胎架受力均衡，否则如局部胎架受力过大，不仅增加了胎架的用量，并将影响混凝土看台楼面。6.2卸载方法整体卸载采用千斤顶分级、循环释放，千斤顶置于胎架上，每次千斤顶释放

42、的行程不得超过70mm。每释放一级需要替换一次千斤顶, 依次进行。6.3卸载顺序6.3.1卸载的顺序是通过计算分析得出的，释放顺序的大原则是：由外向内，由中间向两边。按照变形规律，分级循环释放。如胎架卸载示意图。6.3.2根据变形值，C环胎架支撑处桁架的变形值最大在140mm左右，可分为3级释放，每级释放047mm，B环胎架支撑处桁架的变形值在270mm左右，可分为6级释放，每级释放042mm，A环胎架支撑处桁架的变形值最大在840mm左右，可分为12级释放，每级释放070mm。端部尖角部分一次释放。6.3.3每一级释放都由外环向内环，按照CBABAAA 的顺序循环，重复三次。6.3.4每环的

43、释放顺序是由变形最大的位置向两边展开。西看台从ZHJ7开始向两边展开，东看台从LHJ6开始向两边展开。结束语通过对*体育馆大跨度管桁架钢结构的施工，对大跨度管桁架结构施工有了深刻的认识。近年来，全国各地纷纷新建各种体育场馆、会展，而大跨度管桁架结构在这些体育场馆、会展建筑中应用最为普遍，本文通过对*体育馆大跨度管桁架钢结构的施工全过程进行了全面分析，为公司今后的体育场馆、会展等大型大跨度桁架结构施工积累的相关施工经验。附：工程全景照片 实施理责任制，对工程行使、组织、指挥、协调、实施、监督六项基本职能，确保指令畅通、令行禁止、重信誉、守合同。理部除理主管的总体协调控制以外，建立由理，负责人、部

44、门负责人、专业工长间控制、专职质检员检查的三级管理系统，形成高效合理的质量管理网络。制定科学的组织保证体系，并明确各岗位职责。同时认真自觉地接受业主、监理单位、政府质量监督机构社各界对工程质量实施的监督检查。通过质量管理体系协调运作，使工程质量始终处于受控状态。全面、全方位控制工程施工全过程，严格控制每一个分项、分部工程的质量，以确保工程质量目标的实现。 实施理责任制，对工程行使、组织、指挥、协调、实施、监督六项基本职能，确保指令畅通、令行禁止、重信誉、守合同。理部除理主管的总体协调控制以外，建立由理，负责人、部门负责人、专业工长间控制、专职质检员检查的三级管理系统，形成高效合理的质量管理网络

45、。制定科学的组织保证体系，并明确各岗位职责。同时认真自觉地接受业主、监理单位、政府质量监督机构社各界对工程质量实施的监督检查。通过质量管理体系协调运作，使工程质量始终处于受控状态。全面、全方位控制工程施工全过程，严格控制每一个分项、分部工程的质量，以确保工程质量目标的实现。进行机械化作业是提高施工生产进度的必要手段，因此在安装过程，应最大限度地利用机械进行作业，以提高施工进度，如风管制作采用的咬口机、折方机、剪板机，管道套丝采用电动套丝机，钢管煨弯使用液压弯管器等。各专业施工员根据分项工程的具体特点，提出机具的需用量计划、进场时间，并由部统一采购、统一调配。在首层各控制点分布架设激光铅直仪，精

46、密整对后向上投测，由控制网点点位预留孔设置处设置的一块有机玻璃光靶接收。每个基点上激光铅直仪从四个方向（0，90，180，270），向光靶上投点，若4个点重合，则传递无误差；若4个点不重合，则找出4个点的对角线的交点作为传递上来的投测。工程所需材料根据公司程序文件的规定实际情况，采用多种形式进行采购：钢筋、水泥等A类材料由我公司物资公司按照物资合格分供方名单采购供应；施工用小型机具及消耗品根据我公司物资公司提供的物资合格分供方名单理部自行采购，配属队伍不得自由随便采购。现场主要施工用材料设备投入见下表：本工程最鲜明的特点是连接大小两个塔楼的钢结构巨型连廊，距地面高度为67.21米，通廊跨度达4

47、4.1米，重达634吨。这同时也是这个工程的难点。由于距地面高，跨度大，重量重，于是钢结构通廊的吊装及配合吊装的现场拼装工作便成了本工程的安装作业的核心控制过程，如何解决这个问题如何在现场顺利实施是本施工组织设计需要重点考虑阐述的核心内容。针对本工程的特点，应制定合理的吊装顺序焊接顺序，同时加强测量控制，以减少积累焊接变形，保证安装精度。本工程工期紧、任务重，应正确处理工期与质量的关系，以优良的工程质量来保证较快的施工速度。推行全面质量管理，针对“钢结构安装”“钢结构焊接”、“钢结构测量控制”等成立检查小组，广泛开展群众性的质量管理活动。为确保本工程按照总包的要求顺利完成，实现对总包的承诺，本

48、施工组织设计主要针对XXX商业、酒店、办公楼文化心工程的塔楼一劲性钢骨柱结构文化心钢框架结构及裙楼部分钢结构安装施工。从施工总体部署、施工进度计划及工期保证措施、主要分项工程施工方法、质量保证安全管理措施以及工程特点技术难点的分析及解决措施等方面进行了阐述分析。负责每周的全员安全生产例，定期不定期组织安全生产文明施工的检查，加强安全监督管理、消除施工现场安全隐患。负责安全应急预案的编制，进行安全应急演练，保证施工生产的正常进行。负责对各专业分包单位（劳务分包）的安全监督管理工作，督促专业分包单位作好安全防护工作，消除施工过程的安全隐患，确保安全生产。部每周召开生产例，理把质量讲评放在例的重要议

49、事议程上，除布置生产任务外，还要对上周工地质量动态作一全面的总结，指出施工存在的质量问题以及解决这些问题的措施。并形成议记要，以便在召开下周例时逐项检查执行情况。对执行好的分包单位进行口头表彰，对执行不力者提出警告，并限期整改。支座预埋锚固件及时插入施工，按照设计要求在混凝土浇筑前完成预埋；预埋件在浇筑混凝土前，在接到总承包单位的通知时，及时派人对其安装的预埋件位置进行核对，确认无误后方可浇筑；在混凝土浇筑过程，对安装的预埋件进行跟踪监测，以确保预埋件位置、标高准确，安装牢固。为验证方案实施的可行性，方案编制后，本小组于11月26日在首层大堂内按屋面架子形式搭设了14m2试验架（未加型钢），在

50、14根杆件贴好标尺，测量位移。根椐屋面分次浇筑原则荷载分四次加载。加载采用干拌砂浆，每袋重50kg。一次加载150袋，架子荷载达到5.145KN/m2，测定各点沉降值，二次加载50袋，架子荷载达到6.860KN/m2，测定各点沉降值，三次，四次分别加载50袋，总荷载达到10.240KN/m2。工程有2幢高层及若干配套用房组成，其1#楼12F，建筑高度40m，2#楼12F，建筑高度40m，工程结构设计使用年限为50年，结构安全等级二级，设防烈度7度，砌体施工控制等级B级，地基基础设计等级甲级。场地内设有二层地下室，其局部地下室为战结合核六级、常六级甲类人防地下车库。协调幕墙施工单位及时进行与深化

51、设计有关的技术交底，以便在深化设计过程充分考虑钢结构屋盖卸载变形对幕墙安装精度的影响；对幕墙施工单位提出的利用钢屋盖搭设幕墙安装台的措施，在业主、监理认可后，积极配合落实相关技术保障，使幕墙安装对钢屋盖的影响在可控范围之内。加强钢筋的进场控制，时间上既要满足施工需要，又要考虑场地的限制。所有加工材料，必须有出厂合格证，且必须进行复试（包括三方见证取样试验）合格后方可配料。钢筋复试按照每次进场钢筋的同一牌号、同一规格、同一交货状态、重量不大于60吨一批进行取样，每批试件包括拉伸弯曲试验各2组。在电梯轿厢内使用404300mm铜排设置等电位接地子板，室内所有的机架(壳)、配线线槽、设备保护接地、安

52、全保护接地、浪涌保护器接地均应就近接至等电位接地子板。区域报警控制器的金属机架(壳)、金属线槽(或钢管)、电气竖井内的接地干线、接线箱的保护接地等，应就近接至等电位接地子板。以二氧化碳气体药芯焊丝双重保护半自动焊为主，手工焊为辅，进行节点焊接施工。根据焊接规程焊接工艺评定要求，采用电加热火焰加热进行焊接部位的预热处理；摸索焊接变形规律，优化焊接顺序，对称施焊，严格控制焊接质量焊接变形；必要时采取后热保温措施，并及时进行焊缝无损检测。对超限的缺陷，按规定的修复工艺进行返工处理。胎架设置时应先根据坐标转化后的X、Y投影点铺设拼装台板，相互连接形成一刚性台（注：地面必须先压、压实），台铺设后，进行放

53、X、Y的投影线、放标高线、检验线及支点位置，形成田字形控制网，并提交验收，然后竖胎架直杆，根据支点处的标高设置胎架模板及斜撑。胎架设置应与相应的屋盖设计、分段重量及高度进行全方位优化选择，另外胎架高度最低处应能满足全位置焊接所需的高度，胎架搭设后不得有明显的晃动状，并验收合格后方可使用。我司安排有专门材料采购人员负责本工程的材料采购，我司大型钢厂均有良好的合作关系，可以保证材料的及时供应，比一般市场采购进货时间可以提前15天左右。结合我单位材料采购验，能够保证工期进度安排的要求。同时我司拥有充足的库存钢板坚持以技术进步来保证施工质量的原则。技术部门编制有针对性的施工组织设计。在工程正式施工前，

54、通过技术交底使参与施工的管理人员工人，熟悉了解所承担工程任务的特点、技术要求、施工工艺、工程难点及施工操作要点以及工程质量标准、做到心有数。技术交底分三级：总工向专业工程师及管理人员进行施工组织设计交底（必要时扩大到班组长）并做好记录；专业工程师向班组长进行分部分项工程交底；班组长向工人交底。吊挂层通过高强钢棒将楼层自重楼层荷载传递至屋盖桁架，屋盖桁架由混凝土核心筒支撑。此类吊挂层结构形式的受力递的路径为自下而上传递，常规的自上而下安装顺序无法进行吊装。因此采用“先支撑后吊挂、先卸荷后浇筑楼面混凝土、动态监测、随时调整、控制防止变形”的施工技术安装。在整个工程的施工过程，公司将始终围绕这一质量

55、目标展开工作，加大人力、物力的投入，加强管理，扬公司重点重点抓，做好每一项工程的精神，实行质量目标管理。为了能使目标得以实现，我公司将把此目标值按分项工程落实到各班组，责任到人，现场施工做到一丝不苟。本工程的主体结构由砼核心筒钢结构外筒组成。其砼核心筒为一内净尺寸17m14m的椭圆柱体，自下而上筒壁厚度由1000mm渐变至400mm,并设有大量建筑孔洞；其钢结构外筒为由24根圆锥形立柱、46组环梁及分布其间的斜撑组成的变截面椭圆筒体。由于钢结构外筒自下而上作45扭转，因此使外筒所有构件均为三维倾斜，这种独特的结构形式为目前外所仅见。外钢筒心不仅自身倾斜，而且与核心筒心偏置达9m，使结构整体在恒

56、载作用下即生较明显的侧移。影响测试精度的主要因素是仪器精度现场环境，选择合适的测试时机，一般在清晨6：008：00，因为历了一个夜晚后，整体结构的温度比较均匀，比较容易剔除温度差的影响；此时施工人员少、施工设备对仪器的扰动较小。具体随日出时间而定，夏季相对于冬季时间稍早些。日出前40分钟开始，30分钟内观测完成。 用条粘法涂好聚合物砂浆的挤塑板必须立即粘贴在墙面上，速度要快，以防止粘结砂浆表面结皮而失去粘结作用。粘贴时不允许采用使板左右、上下错动的方式调整预粘贴板与已贴板间的整度，而应采用橡胶锤敲击调整；目的是防止由于挤塑板左右错动而导致聚合物粘结砂浆溢进板与板间的缝隙内，避免形成冷桥。钢结构

57、安装的总体施工进度计划是以合同工期为依据，即2008年年底完成塔楼（+454m），2007年6月底完成天线桅杆（+610m）两大节点目标来编制的。在计划编制过程，考虑了与土建施工的协调，正常气候条件对施工的影响，以及不同安装高度时工效的折减等因素。鉴于计划管理属于动态控制的范畴，应根据实际情况不断调整，最终实现既定的节点目标。为控制杆件制作精度,提高杆件制作效率,预先制作杆件组对胎具。胎具水滑槽用100制作，滑槽内设两挡板，一个固定，另一个可以沿滑槽纵向水滑动。组对时，通过调节两挡板的间距来控制杆件的组装长度，当一根杆件校正无误后，则将可移动的挡板用夹具牢固夹紧在胎具滑槽上，此时与该杆件相同的

58、料就可以从胎具上以相同的长度被制作出来。这样，即可以保证杆件的长度符合要求，又可以减少相同构件制作时重复定位、测量的时间，提高了工作效率。套丝时必须按规定选用电动套丝机或手动绞扳。套丝时按规范操作，丝扣外表应光滑、整洁，并有一定的锥度。丝扣不宜过短，否则在使用过程，容易造成脱丝而导致管道丝扣漏水；管道丝扣的断丝或缺丝，不得大于螺纹全扣数的10。管道的丝扣长度应符合下表要求，以管道连接后，丝扣外露2-3扣为宜。安装完毕后，去掉丝扣外露麻丝，擦净铅油，并做好外露丝扣的防腐工作。在钢箱梁安装完毕后，开始安装滑动支座。滑动支座按设计要求选用型号为KQZ球型支座，安装滑动支座时底板与钢箱梁及预埋支座临时

59、焊接固定，并调整支座的水度与垂直度，待所有上部荷载增加完毕后，切除临时焊接，应力重分布后将滑动支座焊接牢固，完成支座安装。滑动支座安装完毕后安装上部方管双拱桁架支座，支座使用高强螺栓与滑动支座连接。整个建筑施工跨度时间较长，冬夏季的温度变化较大，结构变形的主要影响是温度作用，可分为三种形式：一是季节温差，二是日温度变化，三是日照温差。其日照温差影响最大，但难于精确计算，因此，选择每日清晨的日出之前进行测试，避免日照温差影响。加强钢筋的进场控制，时间上既要满足施工需要，又要考虑场地的限制。所有加工材料，必须有出厂合格证，且必须进行复试（包括三方见证取样试验）合格后方可配料。钢筋复试按照每次进场钢

60、筋的同一牌号、同一规格、同一交货状态、重量不大于60吨一批进行取样，每批试件包括拉伸弯曲试验各2组。钢柱柱底就位柱底标高校正完成后，即可用纬仪检查垂直度。方法是在柱身相互垂直的两个方向用纬仪照准钢柱柱顶处侧面心点，然后比较该心点的投影点与柱底处该点所对应柱侧面心点的差值，即为钢柱此方向垂直度的偏差值。其值应不大于H/1000且绝对偏差10mm，当视线不通时，可将仪器偏离其所在的轴线，但偏离的角度应不大于15度。外悬挑结构由于在屋顶高空施工较为困难，因此现场选择在地面分片拼装，以每两榀钢柱间的悬挑结构以及支撑系统为整体，分片吊装就位，每两片桁架之间需补装的散件在滑移承重架上拼装。在施工时，需要搭