超长栈桥的钢结构桁架安装技术

宋海龙张龙龙李涛

通用技术集团工程设计有限公司山东250023

摘要：随着我国钢铁产量的不断增长，钢结构以其自身的优势，在建筑中所占的比例越来越大，钢管结构也取得较大的突破。特别是在网架基础上发展起来的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐。然而，管桁架结构大都体型庞大且造型复杂，施工难度较大，风险也相对较高。这就使得拼接吊装和安装就位成为整个施工过程中一个至关重要的环节。

关键词：钢结构；桁架；吊装；施工技术

引言

随着城市化进程的不断推进，城市交通压力逐渐增加，人行天桥可有效解决交通拥堵以及行人过街安全问题。传统的混凝土桥梁由于跨越能力小且需要短时间中断交通而实用范围有限；而钢结构桥梁施工方式便捷，跨越能力大，因此逐渐被应用于超长栈桥中。本文首先对钢结构桥梁工程的应用优势进行介绍，对钢结构桁架桥的设计要点以及施工方式进行详细探究，以为类似工程提供借鉴。

1钢结构的应用优势

（1）力学与加工性能较强。传统的桥梁采用混凝土结构形式，而钢结构的强度高，适用于大跨度以及大载荷的桥梁工程施工中。另外，钢结构还具有良好的可塑性，能够有效成熟静力荷载状态的抗变形能力，不容易受到超载的影响而发生断裂。（2）工业化程度高、施工周期短。在钢结构桥梁工程施工中，对于钢结构构件，可由加工工厂统一制作，各个结构的精准度和质量比较高。（3）设计计算量小、计算结果切合实际。钢材的材质接近均质，并且力学性能与弹性塑性体接近，因此钢结构的受力情况与设计计算结构基本吻合，设计计算结果的可靠性比较高。

2钢结构桁架安装

2.1钢柱安装

1）首节钢柱系与地下室底板承台预埋件连接，安装前，先进行临时固定和调整，然后用千斤顶校正使柱脚对中，并用柱脚螺栓固定，校正时先校正柱脚轴线，再检查标高，标高可以用垫板控制，反复校正直到符合规范要求。钢柱垂直度校正，釆用布置在2个方向上的经讳仪进行，千斤顶配合进行对水平偏移进行调整，达到规范要求后与预埋件焊接连接。2）钢柱应按照分区编号顺序吊装，吊点设置可以利用钢柱的临时连接耳板，吊点对称，确保钢柱吊起垂直。吊装前，对钢柱底面和顶面进行除锈和表面清洁处理。每节钢柱的轴线偏差、顶面标高和扭曲值应控制在规范要求以内，并逐节进行纠偏，避免累积误差超标。钢柱吊装就位后，检查上、下2节钢柱的中心线是否吻合。3）钢柱经校正后，对钢柱间的空间尺寸进行复核无误后，进行柱间次梁及支撑连接和固定。

2.2吊装方法

（1）整体吊装法。整体吊装法多用于已完成地面整体拼装的结构。吊装时可采用单台或多台起重机开展吊装工作。该方法省去了脚手架和高空拼装平台，高空作业少，且焊接质量较高，几何尺寸准确；但该方法离不开大型起重设备的参与，而且地面拼装环节需占用场地并对工期产生影响。（2）整体提升法。整体提升法是指在地面投影位置完成整体结构拼装，利用起重设备将拼装好的结构提升至设计高度的施工方法。该方法多用于周边支撑或者点支撑网架结构。（3）整体顶升法。整体顶升法与整体提升法均需要首先完成地面投影位置的整体结构拼装工作，不同之处在于，整体顶升法是利用千斤顶并配以垫块将结构逐步顶升至设计高度的方法。但该方法需设置导轨，从而防止顶升过程中结构意外偏转事故的发生。（4）分条（分块）安装法。分条（分块）安装法是指将结构分成条状或块状单元，分别用起重机吊至高空设计位置，再拼装成整体的安装方法。分条安装法和分块安装法分别针对于条状单元和块状单元，其中，条状单元是指将结构沿长跨方向分割成的若干区段单元，通常一个网格至三个网格可以设为一个区段单元；块状单元是指结构沿纵横双向分割而成的单元，其单元形状可为正方形或矩形。

2.3钢桁架拼装

钢桁架是轴力杆件与节点板所组成的受力系统，在进行钢桁架安装前，首先需要对其受力特点进行分析。桁架节点板位置在弦杆和腹杆焊接处，在弦杆的不同节点位置，都需要设置焊接收缩量，这样能够有效抵御焊接应力变形，加强构件安装精度控制。在各个结构件拼装施工过程中，为了有效控制拼接缝，应从中间向四周位置焊接，确保结构件可以自由收缩。除此以外，还应该注意，对于焊接施工中的变形位置，应采取有效措施进行校正。

2.4涂装

1）钢构件的除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。2）构件表面采用喷砂或抛丸除锈，除锈等级Sa2.5，其质量要求应符合国家相关标准的规定。3）不需要涂装的部分：埋入混凝土中的钢构件；箱形及钢管截面内的封闭区；地脚螺栓和底板板底；被混凝土覆盖的钢构件表面。4）钢构件出厂前不需要涂防腐漆，但构件安装后需补漆的部位：高强螺栓未涂漆部分；高强螺栓节点摩擦面，工地拼接部位及两侧100mm；因碰撞脱落防腐漆的部位、地脚螺栓外露部位。5）对于现场焊缝，应仔细打磨后再刷防锈漆，要求同本体部分。6）对于运输及施工中损坏的底漆，应手工打磨后补足底漆厚度。

3质量控制要点

3.1防雨、防风和防台风应急预案

从安装设备之时起，就需要及时获取天气信息，及时掌握施工现场的气象动态，而在构件处于提升阶段前，要与当地的气象部门取得联系，获取至少最近10d内的天气情况，如果施工过程中出现强风，需要提前做好防范工作，对设备构件等进行必要的保护，当出现六级以上的大风时，则需要停止提升作业。为防止突发大风影响施工，需要保证网架结构在提升过程中的绝对安全。在提升的过程中，需要时刻观测网架结构的偏移量，当钢绞线的偏移大于1°时需要停止作业，并用钢丝绳将网架结构的四角与相邻的稳定结构相连接，防止网架水平摆动。在台风到来之前需要将钢结构与主体结构用钢丝绳及倒链等连接，起到固定的作用。必要时要采用型钢固定，以保证网架的安全。同时在台风到来时需要随时检查各个固定点是否牢固。

3.2注意事项

第一，设计中必须根据板格形状合理设计并标明钢筋桁架的布板方向，厂家深化及施工时不得更改。第二，钢筋桁架杆件不可随意切割，应待混凝土达到强度后再切割开洞，且应事先加设补强钢筋。如果必须在浇筑混凝土前开洞，则必须设置边梁等有效支撑以保证施工阶段安全稳定。第三，浇筑前不得出现施工堆载，浇筑时，混凝土应及时铲平，采用平板振捣，不可堆积过高。第四，桁架板周边须设置边模，若挑出段过长，可采用角钢等设置斜撑，支撑于钢梁上。第五，支座处可设置附加钢筋与桁架上弦绑扎搭接或焊接，形成连续板，若按简支板设计时，可仅配置分布钢筋即可，支座下弦处也应设置分布钢筋满足一定配筋率要求。

结语

综上所述，在桥梁工程施工中，钢结构施工方式便捷，工期比较短，并且具有良好的环保节能优势，因此逐渐被应用于城市人行天桥设计建设中。钢桁架结构人行天桥的主要受控因素为竖向自振频率，对此，在进行结构计算设计过程中，需要结合实际情况合理布置桁架高度，并严格控制高跨比，提升钢结构的稳定性和刚度，确保满足人行天桥使用要求。

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