06SG515-2轻型屋面梯形钢屋架

一．工程概况

本工程总建筑面积为11757m2, 分生产区，辅助区,办公区，锅炉房，粘合剂配合间。 车间屋面钢结构工程。钢结构屋面为轻型屋面梯形钢屋架结构，跨度38M和14.5M，柱距9M。

厂房轴测图

38m跨桁架

38m跨桁架几何尺寸图

14.5m跨桁架

14.5m跨桁架几何尺寸图

38m跨桁架上弦杆采用L180X110X12热轧角钢，下弦杆采用L140X90X10热轧角钢。14.5m跨桁架上弦杆采用L90x56x6热轧角钢，下弦杆采用L75x50x5热轧角钢。桁架腹杆采用各种规格不等的热轧角钢。

施工特点与关键：本工程工期要求短、制作量大、单体构件较重、高空安装作业多。该工程的制作过程进度、质量的控制是保证履约的关键。制作过程的关键在于桁架构件的生产工艺合理性、方法的先进性；其次是桁架的分段组对，焊接与防止变形工艺技术的合理程度；安装的关键在于安装过程的测量，合理的安装程序和重要节点的焊接。

针对以上工程概况和特点，本工程主桁架拟采用单榀桁架双机抬吊的方法整体吊装，吊装方向为由28轴线至3轴线，吊机选用浦沅QY25（PY5311JQY25）汽车吊，吊装工况选用主臂长度20.75m，吊臂回转半径8m，可吊重5.6吨位，可以满足吊装要求。次构件选用16吨汽车吊主臂长度按23.5m，吊臂回转半径8m，允许吊重3.8吨，可以满足吊装要求。

二、施工测量

1、技术依据

（1）工程合同技术条款及图纸

（2）《工程测量规范》（GB50026-93）

（3）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

（4）《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-97）

2、测量作业

（1）根据所建立的平面控制网和高程控制网，检查上工序提交的混凝土柱测量资料和锚固件的测量资料。

（2）测量资料应包括柱中心线定位及标高测设图、竣工后中心线及标高实测资料和沉降、位移观测资料三部分。上工序移交的柱顶埋件标高允许误差为（+0≥，≥-3mm），柱顶埋件中心线偏差为±5mm，整体水平度小于3mm。

三、 预埋件预埋

（1） 工地现场放样施工使用工具包含有：经纬仪、水准仪、水平尺、50m卷尺、5m卷尺各一把，角尺、垂球、有色笔等。

（2）根据土建提供之基准点和基准轴线定出各轴线和标高，用有色笔在该轴模板上标出轴线位置。

（3）根据各轴线的距离，在模板上标出与轴线相垂直的定位线。根据土建进度将各预埋件按图纸尺寸要求埋设。

（4）预埋件的安装固定

（5）因本工程预埋件的埋设均在高空作业，施工时根据现场条件搭设脚手架作为施工平台用。

四、 柱顶锚栓复核、验收

（1）柱顶锚栓的行、列线标志和标高基准点齐全准确。

（2）砼柱顶面平整。

（3）复查柱顶锚栓与结构安装有关尺寸，其结果应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）的规定。

支承面、支座和基础螺栓的允许偏差:

五、钢构件运输进场

（1） 主桁架在工厂下料、分段预制、抛丸除锈Sa2.5级、刷车间底漆成半成品后运至安装现场拼装。钢桁架梁工厂分段预制成二段，每段长度19米。

（2） 其余构件在工厂制作检验合格后依据安装顺序分单元成套供应，构件运输时根据长度、重量选用车辆，构件在运输车上要垫平、超长要设标志、绑扎要稳固、两端伸出长度、绑扎方法、构件与构件之间垫块，保证构件运输不产生变形，不损伤涂层。装卸及吊装工作中，钢丝绳与构件之间均须垫块加以保护。

（3）依据现场平面图，将构件堆放到指定位置。构件存放场地须平整坚实，无积水，构件堆放底层垫无油枕木，各层钢构件支点须在同一垂直线上，以防钢构件被压坏和变形。构件堆放后，设有明显标牌，标明构件的型号、规格、数量以便安装。在施工现场配备两台6吨叉车作为搬运机具。

（4）构件运至现场后，应按施工图进行分类、清点、复核尺寸、标识，核查质量证明书、设计更改文件、构件交工所必需的技术资料。

六．钢桁架现场拼装

1、拼装平台及设施搭设

拼装前在施工现场制作一个40M*4M的钢结构拼装平台（详见如下拼装平台平面布置图，图一）。

图一 拼装平台平面布置图

平台设施要求：平台采用H200*200*8*12热轧H型钢搭设，支座落于地面，调整后高低不得超过5mm。并在平台上设置起拱高度30mm，确保钢桁架拼装质量符合设计要求。

2、钢桁架现场拼装

（1）每榀钢桁架的部件在拼装平台上按图纸要求拼装。

（2）拼装时按图纸编号顺序把各分段杆件在平台上按设计要求拼装就位。

（3）上、下弦杆的拼接：用8-M16高强螺栓连接，对接头采用全熔透焊接（见下图）。拼装点焊完成后开始施焊，施焊时在上下翼板各先打底焊一道，再按要求盖面焊接，以防止焊接变形。

（4）上弦与下弦的斜腹杆拼装：按设计图纸的定位尺寸定位点焊后开始施焊，施焊时由两名焊工在桁架的左右侧同步进行，避免焊接变形。

（5）、现场拼装焊接

A、焊接材料的选择：按设计图纸要求焊接材料选用以下牌号：

手工焊条： J422 直径 φ3.2 、φ4.0

二氧化碳焊丝： E43型 直径φ1.2

所有焊接材料需有合格的产品质量证明书。

B、焊工培训

现场开始焊接之前针对工程的具体情况，对合格焊工进行培训并进行技术交底，让他们明白作业过程中必须遵守的焊接工艺，避免盲目作业造成质量事故。

C、焊接工艺要求

①焊接区域应保持干燥，不得有油污、水、锈、氧化皮和其它杂物；

②焊接区域的坡口、间隙、钝边的处理情况按设计图纸要求，并选择合理的焊接接头形式，在满足焊透深度前提下，多采用对称坡口；

③不应在厚板方向受拉应力的板材端部设置焊缝，以避免层状撕裂。

④对T型、十型、角接接头要求熔透的对焊和角接组合焊缝，其焊脚尺寸不应大于t/4。

⑤焊缝表面处理不得有熔渣，两侧不得有飞溅物，焊后焊缝应冷却或焊后1h检查是否有裂缝，如出现有裂缝，不得擅自处理，应查明原因，制订出修补工艺后方可处理。

⑥焊缝检查：拼接对接的焊缝为二级焊缝，所有对接的全熔透焊缝应按要求做超声波探伤。对不合格的焊缝可以用碳弧气刨或切割方式对缺陷部份返工重新焊接，但同一部位不宜返工两次以上，以免钢材性能因温度产生变异。二级焊缝的质量等级及缺陷分级应符合下表的规定。

一、二级焊缝质量等级及缺陷分级

D、焊接技术措施

①焊前应进行技术和正式焊接。

③焊条在使用前必须按规定存放。

④不得使用药皮脱落或焊芯生锈的变质焊条。

⑤衬板和引弧板应按规定的规格制作加工，保证其尺寸，坡口要符合标准。

⑥在焊接前，将坡口表面、坡口边缘内外侧30-50mm范围内的油污、铁锈等杂物清除干净，露出金属光泽。

⑦定位焊焊接方法、焊接要求同正式焊接。定位焊应牢固可靠，定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

⑧施焊前，应复查组装质量，定位焊质量和焊接部位的清理情况，如不符合要求，应修正合格后方可施焊。

⑨焊接作业区手工电弧焊风速大于10m/s、气体保护焊风速大于2m/s时，应设防风棚或采取其他有效的防风措施后方可施焊。

⑩雨天或相对湿度大于90%时，采取有效防护措施后方可施焊。

（6）现场拼装高强螺栓连接，见以下七、5、（6）、A条。

（7）拼装注意事项：地面拼装前对构件进行检查，构件变形、缺陷超出允许偏差时，须进行处理。并检查高强度螺栓连接磨擦面，不得有泥砂等杂物，磨擦面必须平整、干燥，不得在雨中作业。地面拼装完后采用无油枕木将构件垫起，构件两侧用木杠支撑，增强稳定性。然后检查吊点，对准基准及中心线。

七、钢结构吊装

1、运装场地硬化处理

钢桁架在拼装平台上拼装，拼装完成后用25t汽车吊将拼装好钢桁架梁吊运至安装位置，为保证吊装施工的正常进行，要求25t汽车吊行走路线场地需要平整、硬化处理，硬化处理范围7m* 198m。

2、吊装起重设备选择

（1）主桁架其中设备选择

屋面钢桁架最大重量一榀4.985吨，跨度38M，高度±0以上8M。吊装采用单榀桁架整体吊装。

拼焊完成后按焊缝等级要求进行超声波探伤，检测焊缝内部质量，合格后转移到起吊位置进行起吊安装。钢桁架吊装用2台25吨汽车吊抬吊，按平均每台吊重2.5T考虑。

25T汽车吊全视图：

以吊装重量最大的桁架进行吊装分析，对25吨汽车吊的起吊能力进行吊装分析如下：

因此选用25吨汽车吊主臂长度按20.75m，吊臂回转半径8m，允许吊重5.6吨。由于采用双机抬吊，考虑0.75折减系数，则实际允许吊重为5.6×0.75=4.2吨，可以满足吊装要求。

（2）次构件起重设备选择

垂直支撑、系杆、天窗架等的吊装另选用一台16吨汽车吊起吊，配合桁架吊装。以吊装重量最大的垂直支撑（立面桁架）进行吊装分析，对16吨汽车吊的起吊能力进行吊装分析如下：

因此选用16吨汽车吊主臂长度按23.5m，吊臂回转半径8m，允许吊重3.8吨，可以满足吊装要求。

3、钢丝绳的选用

本工程桁架起吊重量按2.5吨计算，根据要求水平吊装的夹角应大于60度，以60度计算，具体受力分析图如下：

钢桁架吊装受力分析图

G=2500kg=25KN，sinα=0.866,

则F=（G/2）*sinα=10.825KN, （F为最大受力处）

选用6*37φ24mm钢丝绳, 查表得a=0.82，Fg=326.5KN，取安全系数K=8。

钢丝绳容许拉力[Fg]= =0.82*326.5/8=33.47KN>10.825KN

[F]容许拉力＞F 因此本工程桁架吊装可选用6*37-24.00钢丝绳（公称抗拉强度1550MPa）进行吊装。

4、吊装工序安排

本工程钢结构吊装工程量较大,构件较多。为保证优质、安全、高效完成吊装任务,特制定以下吊装流程，施工时应严格按如下钢结构吊装流程施工。

（1）吊装前准备工作：做好吊具及机具的用料准备，对参与工程施工的吊装机械设备、工机具等要提前进行检修，做好检修和保养工作，确保完好无损。

（2）屋面主桁架吊装

（3）屋面立面桁架、系杆、吊装

（4）屋面檐口及其他支撑杆件吊装

（5）檩条安装

（6）自检和涂装

（7）主体结构验收、交工

5、吊装工艺及方法

（1）屋面主桁架梁吊装：自28轴线向3轴线顺序吊装安装。

首先吊装28轴线和26轴线第一榀、第二榀桁架，安装垂直支撑及系杆固定。

（2） 屋面主桁架梁吊装安装程序为：地面就位 → 检验 → 空中吊装→支座连接（临时）→检验→垂直支撑、系杆、空调吊杆吊装安装→校正检验→支座固定。

（3） 桁架梁现场就位： 拼焊好经检验合格的的桁架梁按吊装平面就位。

（4）主桁架的吊装：

A、吊装采用单榀桁架整体吊装，吊点选择如下图所示，

吊装正视示意图

吊装侧视示意图

绑扎点用软材料垫至其中以防钢构件受损。钢丝绳绑扎时调整好桁架左右支座的高低差，使在起吊过程中能够平稳就位。在桁架两头分别绑扎稳定缆绳，以保证桁架在起吊过程中的侧向稳定。

B、起吊：

25吨汽车吊分别作用在左右吊点同时起吊。吊车位于28~26轴之间。

吊装前准备工作就绪后，首先进行试吊，吊起高度为100—200㎜时停吊，检查索具牢固性和吊车稳定性。经确认无误后方可指挥吊车缓慢上升，使桁架中心对准安装位置中心，然后徐徐升钩，起吊过程中用人工拉紧四个方向的稳定缆绳，防止桁架侧向晃动。

C、就位：

将桁架吊至柱面以上，再用稳定缆绳旋转桁架使其对准牛腿处，以使桁架准确就位，桁架落位时应缓缓进行，并在钢梁快接触柱顶面预埋螺栓时急刹车对准支座螺栓，缓慢吊装到位。

D、安装临时固定：

将支座孔穿入过渡板的螺栓内、初拧，作为临时固定；并用25T汽车吊稳定桁架，不得脱钩。

E、第一榀桁架安装完成后，采用缆风绳加强固定，缆风绳固定在地面的钢管桩上。钢管桩选用两根Φ48脚手架钢管，打入地下深度大于等于1.5m，桩顶部设置缆风绳防滑措施。

F、上述几道工序完成第一榀桁架的吊装工作，第二榀桁架按上述工序起吊安装，此时25T吊车移位至26~24轴之间。吊装到位临时固定后，汽车吊稳定桁架，不得脱钩。

G、垂直支撑、系杆、水平支撑连接：桁架临时固定完毕后使用16吨汽车吊吊装垂直支撑、系杆、水平支撑等，将临时固定好的第一榀桁架与第二榀桁架连接。此时25T汽车吊可脱钩准备吊装下一榀桁架。

16T汽车吊吊装垂直支撑（立面桁架）与主桁架连接时，上弦采用挂吊篮、下弦采用活动脚手架的方式固定安装用螺栓。

吊篮示意图

H、支撑连接完成时对桁架进行垂直度的校正和最后固定，钢梁垂直度用经纬仪或全站仪检查。待桁架经校正合格后，即可最终拧紧各部位螺栓作最后固定。

以此类推逐步吊装24~3轴线桁架。

（5）钢檩条吊装

桁架吊装完成后钢檩条进场，验收合格后，按平面布置图就位堆放并组装。檩条安装数量大，种类多，专一的技术员在地面负责分料，檩条安装完成后，由技术负责人检查檩条朝向，螺栓是否紧固，檩条安装直线及挠度是否满足设计要求。

檩条截面较小，重量较轻，采用一钩多吊或成片吊装的方法吊装。檩条的校正主要是间距尺寸及自身平直度。间距检查用样杆顺着檩条杆件之间来回移动，如有误差，放松或拧紧檩条拉杆螺栓进行校正。平直度用拉线和钢尺检查校正，最后用螺栓固定。

（6）吊装注意事项

A、连接用的高强度螺栓须检查其合格证，并按出厂批号复验扭矩系数。长度和直径须满足设计要求。高强度螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打，不得气割扩孔。穿入方向要一致。高强度螺栓由电动扳手从中央向外拧紧，拧紧时分初拧和终拧。初拧宜为终拧的50%。高强度螺栓接触面有间隙时，小于1.0mm间隙可不处理；1.0—3.0mm间隙,将高出的一侧磨成1:10斜面，打磨方向与受力方向垂直；大于3.0mm间隙加垫板，垫板处理方法与接触面同。

B、 各构件安装前,应对构件进行检查,变形、缺陷超差时,处理后才能安装。清除构件表面的油污，泥沙，灰尘等杂物。

C、安装前应设置标高观测点和中心线标志，同一工程的观测点和标志设置应一致，并跟踪观测。

D、吊装时不得与现场原有建筑物相碰撞。

E、钢构件吊装时，刮损的漆面应于当天及时清污补刷。

F、钢结构的安装工艺，应保证结构稳定性和不致造成构件永久变形。对稳定性较差的构件，起吊前应进行稳定性验算，必要时应进行临时加固。

G、钢结构安装、校正时，应考虑外界环境（风力、温度、日照等）和焊接变形等因素的影响，由此引起的变形超过允许偏差时，应对其采取调整措施。

（7）吊装完成后，经自检合格后进行钢构件面漆的涂装。

6、生命线方案

（1）概述

由于钢结构吊装在高空作业，作业人员在钢结构梁或懔条上行走或操作时面临各种各样很大的风险，发生人身坠落是其中最大的风险，造成的后果也是最严重的。为确保高空作业人员的人身安全，在施工过程中采取临时安装一系列的钢丝网格线在钢结构建筑的高空作业面上，这种临时安装的钢丝绳称为“生命线”。作业人员在高空作业时将身上佩带的安全绳扣在生命线上，万一发生作业人员失足坠落时，身体仍然可悬挂在生命线上，不会坠落到地面而发生安全事故。生命线必须具备以下特点：

A、安全可靠，必须确保足够的强度和稳定性，这样才可承受人身坠落时对生命线产生的冲力。

B、方便可行，布置完成的生命线必须不影响工程的每道作业工序，作业人员在操作过程中使用方便。

C、易于安装和拆除，生命线的安装和拆除都不宜花费太多的人力和物力，以免影响工程的工期进度和成本。

（2）生命线选用材料

沿大梁方向每隔一根轴线布置一条生命线。生命线的高度比梁顶面高出1米。

（3）生命线布置

生命线布置图

（4）架设生命线注意事项

生命线应在地面拼装时安装就位，随屋面桁架一起吊装，以减少高空作业的风险。每一榀桁架上均需设置。

生命线必须架设在固定立杆上，离开桁架的上弦高度可在1米，以提高挂点。

立杆间距应根据立杆的强度、立杆支撑点的承载力确定，不得大于7.5米。

生命线应适度张紧，中部下垂可参照下表：

生命线下垂参考值

生命线须选用直径不小于8mm、最小破断力不小于38.1KN的钢丝绳（符合GB8918-2006），端部固定必须使用绳卡连接的方式，用绳卡连接时，应满足下表的要求，同时应保证连接强度不得小于钢丝绳破断拉力的85%，禁止用打结的方式来固定。

绳卡表

（5）生命线使用时的注意事项和维护

作业人员由外脚手架上人斜道登上屋面桁架,开始高空作业前将安全绳扣在生命线上。作业或移动时，安全绳一直扣在生命线上并和作业人员一起移动。

在从一段生命线换到另外一段生命线时，必须先扣好另外一根安全绳后方可松开已经扣好的安全绳。

每天派专人检查生命线的使用情况，如发现有磨损或其它安全隐患，立即采取措施纠正，并作好记录。

每天检查生命线与梁面钢管的连接，如发现有U型卡松动或其它安全隐患，立即采取措施纠正，并作好记录。

（6）生命线的拆除

在开始安装屋面板和保温棉后，即要开始安排人员拆除生命线。生命线拆除时应分步分块进行，开始即拆除1-2轴线间的生命线，在屋面板安装到3轴线时即拆除3-4轴线间的生命线。依照此顺序逐步拆除所有的生命线。

本文编辑：李修文