王振

【摘 要】本文详细的分析了大跨度钢屋架制作及施工工艺的各个步骤，并针对容易出现的问题提出了相应的解决办法，为类似桁架结构的制作安装提供了借鉴和参考。

【关键词】钢屋架 放样 起拱 制作 安装

拱结构厂房有结构轻、强度高、抗震性能好、安装简便、工期短、可拆卸运输等优点，特别适用于大跨度厂房桁架及震动较大的厂房，因而近些年得到迅速推广。结合教学理论和实践经验，分析总结了大跨度钢屋架的制作及施工技术，解决了在制作安装中出现的问题，为类似结构的制作安装提供了参考。

一 钢屋架的放样与起拱

在放样前，首先要自审图纸，在施工前应对图纸进行仔细的阅读，核对定位、定形及装配尺寸有没有不相吻合之处如果发现有不吻合的地方及时向技术部门报告，并确认。

钢屋架的放样平台与拼装应为相邻的两个平台，平台的表面要经过水平仪测平。钢屋架的地样应采取1：1的比例按实际尺寸放样，用粉线弹出一条直线作放样基准线，长度要比屋架长度长2m左右。而后在基准线的二分之一部位用盘尺和粉线做出基准弯尺线。由中心点向左右分别推出屋架全长，此时的全长是由屋架全长加上焊接收缩余量的长度。焊接收缩余量的增加一般为总长的1%～1.5%，虽然此时所得到的地样长度要比实际屋架长，但经焊接收缩后与设计总长一致。同时，从下弦基准线上中心点沿垂直基准线向上提高拱高的高度（拱度约为跨度的1/500），画出带拱高的上下弦受力几何线，根据已经得到的屋架的几何线，画出所有几何会焦点的位置分别连线，形成交点。以此画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓，如杆件和上下弦是角钢，则应以几何受力线为基准，画出角钢的重心线，然后在画出各自的轮廓线，接下来根据图纸要求画出所有节点板的基本形状与尺寸，并剪出样板，节点板的形状最好以矩形和梯形为主，方便下料。放样完毕后，将地样用50×5左右的角钢头利用其直角的特征，在屋架所有杆件轮廓边均匀布置，点焊牢固。角钢要点焊准确，因为这是几何尺寸的关键依据。

二 钢屋架的下料与制作

下料时，对所有材料应进行规格、外观质量检查，如发现问题及时处理。型钢在气割过程中有割缝损耗，自动气割割缝宽度一般为2mm，手工气割割缝宽度为3mm。因此在下料时要预留切割余量。型钢需要拼接时，根据钢屋架的设计要求选择相应的拼接方法，用楔子将其固定，使他们不能移位。对起拱的下弦料应进行适当的弯曲。将节点板与上下弦的杆件贴紧，而后点焊牢固。再将所有的腹杆用相同的方法焊牢。需要注意的是角钢杆件的轮廓边线必须与地样完全重合，从而保证几何受力线汇交于一点。最后将屋架加固点焊一遍。打掉楔子，从拼装地样上吊起来，翻转180度吊至事先找平的相邻平台上，采用仿形装配法在腹杆上点焊上加强板，把上下弦杆件放在相应位置上摆正对齐，利用自制板子， 夹具和大锤等将其夹紧，打齐，点焊牢固。所有杆件与节点板点焊完毕后，将底座板及加强助板点焊上，至此屋架完整地拼装完毕。

三 钢屋架的焊接

在焊接时，为防止其变形，应采取从中间向两端对称跳跃式焊接的方法进行焊接。焊接电流和焊接速度尽量保证一致，先焊中间杆件，然后上下弦同时从中间向两边焊接，对个别较难施焊的部位，可用吊车将屋架立起或翻转进行焊接。对于焊缝尺寸较大的，为防止焊接变形可采用多遍反复翻转焊接。焊接完成后，应进行飞溅清理，修磨，如有变形应进行矫正。

四 钢屋架的制作验收

钢屋架制作完成后应根据图纸和《钢结构工程施工质量验收规范》进行验收，验收的主要项目有：长度，宽度，拱高，旁弯，焊缝的高度，宽度，咬肉等缺陷检查，检查结果应符合验收规范。

五 钢屋架在制作中需要注意的一些问题

1、钢屋架的长度，钢屋架的长度偏差都会导致屋架无法安装定位。即使勉强安装后也不能很好的将屋面的荷载所产生的力矩传递分解，产生不应有的应力影响结构强度；2、钢屋架的起拱，屋架承受荷载后，下弦将因受拉而伸长，跨中节点将下垂，如果拼装时不起拱，跨中节点下垂后很不美观，下垂严重则给人一种不安全的感觉，担心有坍塌的危险，而起拱的钢屋架安装受荷载后，水平弦杆将不低于水平线。3、钢屋架的汇交点，钢屋架的弦杆与竖向腹杆及斜向腹杆的几何线应汇交于一点。钢屋架在自身的结构形式上充分的利用了三角形的稳固性这一特点，钢屋架的上下弦杆及腹杆分别受拉力或压力的作用，相互之间通过汇交点偏离，产生偏心载荷会使屋架的上下弦杆多处受力，从而变成了不稳定的多边形，受载荷作用时钢屋架局部杆件变形。因此，在实际制作过程中，保证屋架杆件几何线交汇一点是关键问题之一。

六 钢屋架的安装

钢屋架制作完，经检验合格后就运往现场进行安装，在安装前首先要进行现场清理，留有吊车站位和堆放部分货物的地方。屋架运到现场后应进行吊装前的加固，以防止在吊装时发生变形，吊点经计算确定，钢屋架吊装定位时，应以屋架下弦两端的定位标记和柱顶的轴线标记的轴线标记严格定位并点焊加以临时固定。第一榀屋架吊装就位后，应在屋架上弦两侧对称设缆风绳固定，第二榀屋架就位后，每个坡面用一个屋架间隙调整器，进行屋架垂直度校正，在固定两端支座处并安装屋架间上弦水平支撑和下弦水平支撑，垂直支撑，上下弦平面的拉杆，两榀屋架安装完后紧接着还应把上面的檩条安装到位焊接牢固，檩条间的圆钢拉杆也安装到位，以上的钢屋架安装经检查无误后，成为样板跨，以此类推继续安装。钢屋架的垂直度的校正方法有：在屋架下弦一侧拉一根通长钢丝（与屋架下弦轴线平行），同时在屋架上弦中心线放出一个一个等距离的标尺，用线锤校正垂直度；用一台经纬仪防在柱顶一侧，将轴线平移a距离，在对面柱顶上设同样有一距离为a的点，从屋架中线处用标尺挑出a距离，三点在一个垂直面上即可使屋架垂直。

通过对大跨度钢屋架制作和安装的探索与实践，在制作施工过程中一定严把质量关，严格按照施工图和验收规范为依据进行规范化作业，尽可能的采取措施减少焊接、吊装变形，最终才能使制作安装工作能顺利进行。