大跨度管桁架安装技术

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大跨度管桁架安装新技术

1、工程概况及结构特点

国际会展中心屋面钢管桁架，总体覆盖尺寸为175.3m×132m，桁架高度为7136mm，顶部宽5000mm，形状呈梭形，座落在两排共34根支承柱上，两排支承柱E列柱顶标高49.32 m，N列柱顶标高45.988m，桁架尾部最低点标高47.6m，桁架最高点（中点）标高53.598m，距施工面59.098m。每榀管桁架跨度为96m，总长132m。EA与NA向跨内12m处有耳房框架柱，柱顶标高为41.7m。钢管桁架共为17榀，分布在1A线至17A线，其中伸缩缝11A线、12A线截面为直角三角形钢管桁架WJ-2，其余15榀钢管桁架截面为等腰三角形钢管桁架WJ-1。WJ-1的重量为85t，WJ-2的重量为83t。WJ-1上弦主管为D325×20、D325×16、 D325×12 、D325×8；下弦主管为D351×25、D351×20、 D351×16 、D351×12；中间腹杆分别为D18×6、D127×5等钢管组成。钢管桁架总重量为1300吨，钢管桁架的支撑为∠160×12，檩条为箱型梁，屋面系统共计重量为2600吨。 2、安装方案的选择

国际会展中心屋顶钢管桁架重量大，施工场地狭窄，只有一线方向HK跨有一个24m预留施工通道，在24m的区间内无法采用大型吊车直进行吊装，且在施工高空管桁架的同时要安装其间标高15.900m和31.900m平台，只有采用高空滑移或者用现有TQ1000/60T塔式起重机进行组合吊装。经过两种方案的对比选择，从质量、进度、安全及措施施工难易角度，经过业主、监理、设计对此施工方案的

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反复讨论，大家一致同意使用高空组装法进行此次国际会展中心屋面管桁架的安装。 3、高空组装法方案

3.1、施工条件：EANA列柱柱顶施工完毕，强度达到设计要求。

3.2、工艺流程：塔吊安装 → 标高15米平台安装 → 标高32米平台安装 → 活动平台安装 → 管桁架安装

3.3、质量：管桁架必须在地面分段组装，先进行地面预拼装，能保证整体施工质量。 3.4、安全：安装前要在标高32米钢平台上安装组装平台，组装平台重约50吨，然后用TQ1000/610型塔吊将组装单元由组装地运送到安装支柱和组装平台上进行高空组装。由于组装单元重量在塔吊起重范围之内，安全性较好，不会对主体结构造成影响。但塔吊对基础要求高。地基承载能力要求达到1.6千克/平方厘米

3.5、工期：塔吊安装（15天）→ 管桁架及HAKA跨两层下部平台同步从17线向1线安装（柱顶砼强度达到要求后开始安装，合计65天） 3.6主要优点：

1） 安装性好，不会对屋面和支承柱造成破坏 2） 施工措施相对较单，安装和拆除较为容易

3） 塔吊能同时满足平台和钢柱的吊装需要，能降低成本 4） 尾工较少，屋面管桁架安完，同时室内平台也安装完毕 3.7主要缺点：

1）影响HAKA跨平台施工 2）地耐力要求较高

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4、钢管桁架在高空组装方法

4.1、钢管桁架高空组装方法的实施要点

4.1.1钢管桁架在高空组装的关键技术问题

钢管桁架在高空安装位置组对的关键技术问题是各组装点的标高控制。钢管桁架EA、NA两轴线的球铰支座，支座点是设计给定，相应钢管桁架的组对分段的位置的坐标也随之确定。组装支架的位置必须与钢管桁架的分段位置相适应。拼装时，组装分段先搁置于可调节的组装支架上，再将钢管桁架的连接点进行拼装焊接组装支架的位置、标高必须用测量仪器进行定位，方可进行钢管桁架的组装。 4.1.2钢管桁架的组对分段

TQ1000/60T塔吊的平面布置，以及它的额定起重量，是钢管桁架进行高空组装的重要依据。每榀钢管桁架设计的高空组对分段为4个，主要是中间两个高空组对段，长度都近似为53米，重量约为38吨。 TQ1000/60塔吊的吊装半径约为24米，能满足吊装重量的要求，然后将两端两个分段各作为一个独立的安装单元。 4.1.3高空组装支架的设置

①高空组装支架平台位置选择，是正确进行高空组装的关键，应视现场条件，支承结构特征，起重机械性能等诸多因素，选定高空组装支架的位置。

②高空组对平台搭设要求：根据上述吊装分段，组对节间的宽度为4540mm，再加上围边的操作走道宽度共为7200mm。长度方向考虑在拼装长度方向有合理的搭接，管桁架方向长度设置为6300mm。

③高空拼装平台标高的确定：高空组装平台标高由EA、NA支座顶面标高确定，安装标高按图纸及实测数据计算而得。

④严格按技术标准和安全规程设置组装台架高空组装

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台架是保证拼装精度，减少积累误差，防止钢管桁架的下挠，保证设计预起拼，实现安全生产的重要技术措施。因此，拼装台架的设计、选材、制作、安装，试运行、验收和维护等技术环节要严格把关。组装台架、验算承载力和稳定性，必要进行承载重试验，以确保其稳定性。

4.1.4在高空组对过程中，严格控制基准轴线、标高及垂直度偏差，并及时纠正。

①钢管桁架安装前应对建筑物的定位轴线（即基准轴线）支座轴线和支承面标高，锚栓位置进行检查，作出检查记录。

②钢管桁架在高空组对过程中应将组对节段的定位轴线，定标高，反测到高空组装支架上，并以确定的安装轴线为基准，随时进行跟踪控制，采用先焊下弦，后上弦对称焊接的焊接顺序（见图示），以控制钢管桁架挠度，发现错误应即时纠偏，纠偏方法用千斤顶、倒链、钢丝绳、经纬仪、水准仪、钢尺等工具进行。

③两大段中间组装点用临时组对平台进行组对，调整标高和下挠完全在组对平台上进行。因此测量观察既要观测中间组对点，又要测量组对平台上的调整装置的标高及位移。

④钢管桁架在高空组对完毕，应保持足够的上拱，进行全方位的测量控制，才能解除高空组对平台对钢桁架的约束，钢桁架在高空组对完毕后，钢管桁架的安装允许偏差和检验方法应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的有关规定。 4.2、工程难点

国际会展中心屋面钢管桁架的工况，高空分段组对在方案的编制与实施过程中存在如下难点： 1）高空平台的设计。

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2）高空组对过程中的测量监控。

3）钢管桁架的反变形控（即起拱控制下挠） 4.3、施工方案实施的相关条件

重庆国际会展中心屋盖钢管桁架的安装必须确保如下条件：

1）会展中心的土建主体结构全部完成。

2）EA、NA列共34根支柱柱顶施工完毕，并达到设计强度。 3）会展中心除预留的HA、KA通道外，中庭标高32M平台以上的钢结构施工焊接完毕。

4）施工现场的运输通道必须形成。 4、结束语

在施工方案确定后，本工程于2004年12月3日开始安装，2005年1月30日安装完成。共耗时59天，其间下雨10天，停电2天，实际用时为47天，提前完成了本次主体工程的施工任务。

5、附件：高空组装吊装示意图

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支架顶面梁

B向

支架柱

支架示意图顶面层 三层 二层 一层

组装支架

支架轨道

预埋钢梁

支架行走部分

A向示意图顶面层 三层 二层 一层

支架行走部分

屋面桁架 胎架构件支架平台胎架示意图

A向示意图

1、桁架各段采用塔吊吊至相应位置和高度和在支架上组装。

2、桁架分段位置采用支架上设置胎架支撑组装桁架。

3、第一榀安装时必须采用支架固定以防桁架平面外失稳、翻转。其他安装时应安装相应垂直支撑桁架。

高空组装吊装示意图

A向

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