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客运站站大跨度钢管桁架空间结构吊装施工技术
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客运站站大跨度钢管桁架空间结构吊装施工技术
1工程概况：
随着国民经济的发展，人们生活水平不断提高，大型场馆、大型客运站等公共建筑不断涌现。在这些大型公共建筑中，大跨度钢管桁架空间结构屋面是被经常采用的一种结构形式。由于钢管桁架跨度大，在钢结构加工工厂里只能散件制作或分段制作，到施工现场安装时需要大量的支撑胎架、大量的高空作业，给质量、工期及安全都带来很不利的影响。公路运输枢纽XX站工程建筑面积约16899㎡，层数为三层，一层为候车及售票大厅，三层为备用候车厅。AF跨为单层，跨度36.3m；FK跨为三层，跨度30m。屋盖为AF、FK两跨连续的倒三角形截面钢管桁架屋面结构（图1）。桁架在FK跨为圆拱形，过F轴线以后渐变为向下的直线桁架。过A轴后在跨外与弧线形幕墙呼应，造型生动流畅。
本工程共有9榀主桁架、3道次桁架，倒三角形截面空间钢管桁架最大截面处矢高2200mm，其具备以下特点：受力明确、用料省、刚度大，抗震性能好，适用于大跨度，大空间，可适用于各种曲线造型，建筑物的表现效果极为了丰富。
在XX站工程中，我们针对屋面管桁架跨度大、重量大、质量要求高、工期紧的特点难点，成立了课题组，进行了分析研究、方案优选与优化、计算机模拟安装及验算，采用了“地面拼装、分段吊装、高空合拢”的钢桁架安装工艺，顺利地完成了XX站大跨度钢桁架及钢结构屋面的施工。与传统的满堂胎架、高空散拼安装方法相比，有速度快、成本低、安全风险小、质量易控制的优势。通过实践和总结，整理编制了本施工方法，对以后类似工程有一定借鉴作用。
2工艺特点
2.1“地面拼装、分段吊装、高空合拢”的钢桁架安装工艺，即在地面进行桁架的组装和焊接，与在高空散件组装相比，作业条件改善，组装质量容易控制，安全风险降低，施工速度提高。
2.2可进行整榀桁架的组装，在焊接时留下分段接口不焊即形成分段，可以确保高空分段安装时接口的准确对接。须依据选定的起重设备能力进行桁架的分段。
2.3安装桁架时只需在桁架分段接口处搭设临时支撑胎架，与散件高空安装相比大大减少了支撑胎架的工程量，成本降低，效率提高，经济效益明显。
2.4安装场地内没有大量的支撑架，吊车则可以进入吊装跨内，最大限度地减少起吊工作半径，使用吊车的规格降低、机械利用率高，操作安全性好。
2.5地面拼装桁架的胎架可重复使用，拼装尺寸易于控制，拼装精度高，有利于标准化、模数化施工。
3适用范围
适用于所有大跨度钢桁架结构的体育场馆吊装、公共建筑、工业厂房的桁架安装施工。
4工艺原理
大跨度空间桁架结构的安装，在开始安装阶段因没有形成完整的稳定的结构体系，需要设置临时固定设施或临时支撑架，在形成一个稳定体系单元以后，再顺次扩展安装范围。本工程采用分段吊装桁架工艺，在分段处设置临时支撑架临时固定，并在水平方向用屋面梁将第一榀桁架与山墙相连，吊第二榀桁架时与第一榀桁架相连，保证了结构的稳定性、施工作业的安全性。
如果采用地面拼装、整榀吊装工艺，很有利于结构的稳定性，并且速度快、效率高，但需配置更大型号地起重设备，成本相对较高；如果采用高空散拼工艺，高空作业量大、工期长、支撑措施成本高；而采用“地面拼装、分段吊装、高空合拢”的钢桁架安装工艺，是质量、工期、成本、安全性各个方面综合最佳的施工工艺。
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
5.1.1首先使用一台150吨汽车吊从北面跨外吊装FK跨桁架屋盖，吊装工艺流程如下：
胎架设计、搭设→地面胎架上拼装桁架→桁架水平运输就位→支撑架搭设及支座安装→吊装FK跨第一榀主桁架段、用屋面梁与山墙固定→吊装FK跨第二榀主桁架段，用屋面梁与第一榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→吊装FK跨第三榀主桁架，用屋面梁与第二榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→逐榀吊装FK跨所有主桁架、次桁架和屋面梁，完成FK跨吊装
5.1.2在FK跨吊装完成之后，吊车转移至南面AF跨，跨内吊装AF跨桁架屋盖，工艺流程如下：
桁架拼装→用汽车吊吊起桁架，旋转转送到安装轴线附近就位→搭设桁架高空对接的临时支撑架→吊装AF跨第一榀主桁架段与FK跨桁架段合龙，用屋面梁与山墙固定→吊装AF跨第二榀主桁架段，用屋面梁与第一榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→吊装AF跨第三榀主桁架，用屋面梁与第二榀桁架固定，再吊装两榀桁架间所有次桁架和屋面梁→逐榀吊装FK跨所有主桁架、次桁架和屋面梁，完成AF跨吊装
5.2操作要点
5.2.1地面拼装的胎架设计。胎架应当依据桁架曲线轨迹设计，沿3根弦杆的长度方向设置竖向支撑立柱，支顶标高要计入桁架预起拱值。各立柱之间设置联系梁和斜支撑，形成稳定的结构体系，经验算复核后进行搭设，搭