2018大跨度三角形管桁架高空原位拼装施工技术的实施

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　　[摘要] 桁架结构传统的施工方式一般为地面拼装后再吊装，如结构跨度较大，则需要对主拱桁架进行分段吊装对接。本文结合成都新世纪环球中心天堂岛海洋乐园中央游艺区钢结构工程屋盖的结构特点，采用了大跨度主拱结构高空原位拼装施工技术。
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　　[关键词]大跨度拱形结构高空原位拼装
　　
　　1 概述
　　成都新世纪环球中心天堂岛海洋乐园位于成都市南门外、天府大道的西侧，总用地面积46万平方米，总建筑面积138万平方米，主体高98米。海洋馆建筑主体平面呈长方形，南北向长538.4米，东西向长423.92米；其中中央游艺区钢结构壳体沿长方向分为三个结构单元，每个单元长度为154.4m、143.3m、141.4m，共由18榀倒三角形钢管主桁架组成，跨度约158~194米。
　　
　　图1天堂岛海洋乐园整体鸟瞰图
　　图2中央游艺区整体结构三维轴测图
　　
　　由于本工程属于大跨度超高结构，结构构件尺寸及重量均较大，故采用了“分段吊装+累积提升”的施工工艺，为了满足施工工艺的需要对主拱结构进行可分段。将主拱分成5个分段进行施工，施工完毕后先后进行两次提升，屋盖通过两次提升形成合拢。
　　
　　图3主拱分段示意图
　　本文主要介绍分段3的高空原位拼装施工技术，分段3跨度为78米~95米，截面形式为三角形管桁架结构，桁架截面尺寸为4000mm*6000mm，提升前安装高度为16米~30米，重量为84吨~94吨，共计18榀。
　　2 主拱高空原位拼装方案简述
　　根据主拱桁架结构特点，采用原位正拼法拼装。用“支撑架+扣件式脚手架操作平台”的方式，拼装桁架由支撑架进行支撑，并在主桁架下方搭设扣件式脚手架操作平台的方式，进行拼装。
　　
　　
　　图4原位装主拱桁架支撑架搭设示意图
　　桁架下方搭设双排扣件式脚手架作为操作平台，行距1500mm，步距1500mm，沿提升桁架长度方向，搭设长度最长约97m。脚手架顶端桁架上弦下方设置水平横杆，用以临时支承桁架弦杆。在弦杆外侧分别另设置一根立杆，用以搭设施工操作平台，内侧可用横向水平杆悬挑伸长，搭设操作平台。
　　
　　图5高空原位拼装脚手架搭设示意图
　　3高空原位拼装施工工艺技术
　　3.1拼装场地准备
　　为了保证构件组装的精度，防止构件在组装的过程中由于胎架的不均匀沉降而导致拼装的误差，组装场地要求平整压实、铺设300厚碎石垫层进行压实，上浇注15cm厚C25混凝土，再在上面做拼装胎架。
　　3.2高空原位拼装施工工艺流程
　　（1）在桁架所在的轴线位置使用全站仪，将待拼装的桁架轴线及地样点坐标放样至地面上。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　图6地样放线示意图
　　（2）搭设支撑架和脚手架，并对支撑架和脚手架的弦杆支撑面标高进行测量调节。
　　
　　
　　
　　图7支撑架脚手架搭设示意图
　　（3）将上、下弦杆吊至胎架上，并根据轴线位置进行微调，调整无误后焊接。
　　
　　
　　
　　
　　图8上下弦杆安装示意图
　　（4）弦杆经测量定位后，安装上下弦杆间斜腹杆。
　　
　　
　　
　　
　　图9上下弦杆间腹杆安装示意图
　　（5）最后安装上弦杆间水平腹杆，调整无误后进行焊接。
　　
　　
　　
　　
　　图10拼装完成示意图
　　（6）焊接完成后，原位不动，等待提升。
　　4、技术优点
　　（1）减少施工场地的占用
　　现场施工场地狭小，施工时土建外侧裙楼均已施工完毕，内场面积狭小。且工期较为紧张，需要多段同时施工，如采取传统施工方式，则构件拼装场地占用极大，严重影响施工的正常进行，而采用高空原位拼装工艺，将构件在其安装的位置进行拼装，不需要另外设置拼装场地，且各轴线构件正立高空原位拼装，仅仅占用了轴线所在位置两侧4米的范围，其余空间均可利用进行其他用途，可以使现场的场地紧张得到缓解。
　　（2）拼装精度高
　　由于桁架超长超大，由于场地限制，无法采用地面整体拼装，必须将桁架分段拼装再高空对接。这样必然产生一定的拼装误差和吊装误差，这样给将来提升施工的不同性控制带来了极大得困难。采用高空原位拼装的施工技术，可以将吊装和拼装误差大部分消除，构件精度可控性加大，在原位胎架上一次拼装完毕，拼装完成即达到提升所需要的结构状态，不需要二次进行位置校调，减少了产生误差的环节。
　　（3）施工成本较低、效率高
　　采用传统拼装后吊装的施工方法需要大型吊装设备辅助脱胎起吊，按照常规分段方式，分段构件约为30左右，且构件超长超大，需要辅助大型汽车吊或者履带吊才能完成施工，大型设备台班费和进出场费均较高，不利于成本的控制。采用高空原位拼装施工技术，在构件拼装状态下完成吊装，构件均有散件直接安装完成，故只需要配合25吨汽车吊即可，成本大大降低，同时可多位置同时拼装，施工效率较高。
　　5、结语
　　 本文介绍在成都新世纪环球中心天堂岛海洋乐园施工中采用的一种高空原位拼装的施工技术，并简单介绍了该施工技术的工艺流程及相关特点，此施工技术可适用于施工场地较为狭小、工期较为紧张时采用，能够满足施工的需要。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国国家标准 GB50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范2001年
　　[2]中华人民共和国行业标准 JGJ130-2001 建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程2001年
　　[3]中华人民共和国行业标准 JGJ130-2002 建筑钢结构焊接技术规程2002年
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。