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大跨度屋面钢桁架结构安装技术研究

时间:

2025-07-25

随着工业建筑领域对大跨度结构需求的增长，尤其是大跨度空间管桁架结构的普及，这类结构因其较高的空间利用率和轻质优势逐渐成为现代建筑的主流选择。与传统的网架结构相比，大跨度空间管桁架不仅具备自重轻、跨度大、节省用钢等特点，还具有较高的工程效益。然而，在其施工过程中，仍面临许多技术挑战，包括复杂的施工工艺、高空作业的安全隐患以及对施工技术要求的严格性等。本文将从施工工艺、技术难点、安全措施等方面进行详细分析，并提出相应的技术解决方案，以期提高施工效率，确保施工质量与安全。

一. 工程概况
某水泥熟料堆场封闭项目采用下弦支承矩形管桁架结构。建筑平面为矩形，钢桁架跨度为96米，纵向轴距6米，相对高程39.5米，全长135米。次桁架的设计要求为下弦水平支撑各轴距均布置，上弦水平支撑各轴距间隔布置。节点采用高强螺栓连接，部分节点辅以焊接。

二、施工技术难点分析
1、材料运输和现场组装
由于本工程的构件尺寸较大，运输过程中需要特别注意构件的重量、摆放位置及稳定性。拼装场地必须具备足够空间，并保证地面平整坚实，以便于基础桁架的顺利搭建与拼装。施工现场还要确保拼装基础桁架的准确性和稳定性，避免因尺寸误差或支撑不稳影响施工进度和质量。

2、拼装准确性
所有构件必须根据设计要求进行精确拼装。在基础桁架上拼装时，必须确保基础桁架的整体尺寸、构件的搭配和定位都符合设计规范。拼装完成后，需要进行严格的质量检查，确保桁架间距的准确性，避免在吊装过程中出现误差。

3、高空作业安全
高空作业是钢桁架安装中的核心作业之一。施工人员必须经过专业安全培训，佩戴符合标准的安全装备，并严格遵守高空作业的安全规范。此外，施工现场应指定专门的高空作业监护人，定期检查作业环境，防止安全隐患。

4、交叉作业问题
桁架安装期间，施工现场常常有其他工程同步进行。为了确保各项工作的顺利推进，必须严格避免上下交叉作业。特别是在桁架吊装过程中，吊装区域内禁止任何施工和人员通行，以防发生意外。

5、天气与环境因素
大跨度钢桁架安装对天气条件十分敏感，恶劣天气（如强风、暴雨）对吊装作业会产生显著影响。在风速达到5级以上或雨天情况下，必须暂停吊装作业。同时，在吊装完成的桁架结构上，应及时安装次构件以确保整体结构的稳定性。

三、钢桁架施工方法
本工程采用“分段拼装+单元吊装+节间综合法”来完成桁架的吊装和安装。具体操作流程如下：
在基础桁架上将主桁架的相邻两段（包括上弦水平支撑）进行小拼单元的拼装。
将南北方向的各段主桁架小拼单元连接，并按顺序吊装至支座。
每次吊装完成后，检查并确认相邻桁架之间的连接情况，确保安装的稳固性。
继续重复上述操作，逐步完成所有主桁架的安装。
安装完成主桁架后，继续安装中间主桁架之间的次桁架和水平支撑。

四、安装质量控制
1、高强螺栓
高强螺栓是钢桁架安装中非常重要的连接件，必须严格按照规范要求进行安装。具体措施包括：

高强螺栓要分类储存，避免潮湿、锈蚀或污染。
安装时确保摩擦面清洁，避免铁屑、浮锈等杂物影响连接质量。
高强螺栓分两次拧紧：初拧时达到标准预拉力的60-80%，终拧时达到100%。
必须使用经核准的扭矩扳手进行最终的紧固，确保达到设计要求的扭矩。

2、现场焊接
现场焊接主要采用手工电弧焊和CO2气体保护半自动焊。焊接过程中应尽量保持连续性，并严格控制焊接变形。对于低温环境下的焊接，要做好热保温处理，焊缝冷却至常温后进行无损检验。

3、测量监控
在钢桁架安装过程中，及时进行轴线、标高、垂直度、挠度等的测量，确保结构符合设计要求。对任何偏差及时采取调整措施，避免因误差造成施工质量问题。

五、安全控制
施工安全管理是整个项目顺利完成的关键。以下是必须遵守的安全控制措施：

严格执行安全技术交底、安全教育培训、安全检查和隐患整改等制度。
在构件吊装前检查高强螺栓的紧固情况，避免散架。作业人员需佩戴全身式双钩安全带，确保高空作业安全。
施工现场设置围栏和警示标志，禁止非相关人员进入高风险区域。
严禁施工人员疲劳操作或饮酒后上岗，定期开展安全教育和应急演练。

大跨度空间管桁架结构的施工工艺要求高、技术难度大，但通过合理的施工方案、严格的质量控制和完善的安全措施，可以有效提高施工效率，保障工程质量和安全。本文通过对施工工艺、技术难点、质量控制以及安全措施的分析，为类似工程提供了有价值的参考和指导。随着技术的不断发展，未来的钢桁架施工将更加高效、安全和智能化。

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