□文/宋杰汉

大跨度矩形钢结构门架体系安装方法

□文/宋杰汉

飞机装配厂房开门大，大门一侧通常采用大跨度门架取代沿墙排架柱，此类结构的门架采用钢桁架结构，往往跨度大、重量大、变形大，对于钢结构施工单位的施工技术要求高。文章以天津空港经济区庞巴迪维修机库一期工程为例，说明80 m以上大跨度矩形门架厂房的安装方法。

大跨度；矩形；钢结构；门架；安装

1　工程概况

庞巴迪（天津）航空服务有限公司投资建设的庞巴迪维修机库一期工程紧邻滨海国际机场，主要从事公务飞机的维护、维修、检修和相关服务以及公务飞机和商用飞机备件仓库的运营。工程为钢柱、主次桁架结构，大厅跨度88 m，进深54 m。机库大门高13.5 m，建筑物高度24 m。

大厅一侧采用88 m跨、质量207 t矩形桁架取代沿墙排架柱形成门架，门架与12榀次桁架连接形成整体屋盖结构，见图1。

图1　庞巴迪钢结构

2　结构的分析及施工要点

2.1桁架结构体系分析

1）矩形桁架虽然跨度、重量大，但其实际为双排平面桁架采用支撑系统连接而成，也就是说即使没有连接次桁架，此矩形门架也可自行形成稳定结构。

2）次桁架与门架相连，所以次桁架的制作尺寸必须考虑与相应连接点的门架下挠变形值相符。下挠变形值包括两个方面：矩形桁架自身下挠变形；随着次桁架逐渐安装附加下挠变形。

2.2施工要点

1）通过结构分析可知，大跨度门架可单独安装形成稳定结构，所以可以采用单榀吊装就位的方法施工。

2）大跨度门架的吊装必须进行结构受力分析，确保吊点选择正确。

3）精确预控门架下挠变形，使得次桁架精确就位。

3　安装实施

1）门架双机抬吊应力、变形分析。通过工况分析，采用2台500 t汽车吊抬吊门架，先将构件吊离地面200～300 mm后停止起吊，检查起重机的稳定性、制动装置的可靠性、构件的平衡性和绑扎的牢固性等，待确认无误后，方可继续起吊，起吊过程中用缆风绳稳定桁架的摆动。

门架吊装应采用计算机模拟技术进行钢丝绳绳力、吊装应力比、变形分析，确保结构吊装安全、门架精确就位。绳内力最大值为38 t。

吊装钩头及吊点的设置应该以保证结构安装应力比不超限为前提条件，我国现行国家规范对于吊装应力比没有硬性规定，从安全的角度考虑，应力比至少应控制在0.5以内（主要考虑风荷载，动力荷载等不确定因素的影响），当然在气候条件好的地区，可以将应力比放宽至0.8。

通过多次调整分析，得到最合理的吊点及钢丝绳布置。吊装主桁架应力比：主受力杆件及次受力杆件的最大应力比为0.32，小于设计提供的0.4限制值，符合要求。

吊装最大侧向变形为3 mm，不会发生倾覆的危险，可以满足横向安装精度4 mm的要求。

吊装长度方向变形：桁架与钢柱连接处长度方向相对变形最大为1.6 mm＜4 mm限值，满足安装精度的要求。

2）临时支撑。门架跨度大，安装后下挠大，次桁架难以安装就位，所以应在跨中采用临时支撑减少下挠变形。当临时支撑作为刚性支座的时候，其上的荷载将近桁架自重的1/2，这将大大增加工程造价。

在实际工程中未必要求临时支撑部位全面没有下挠，这就要根据工程的实际情况来判断。例如庞巴迪工程，临时支撑（即跨中）位置下挠只要保证为自重情况下的0.5倍即可满足工程安装精度要求，根据超静定理论可以发现，如果仅抵消一半的变形，临时支撑上的荷载将大大降低，这样既保证了结构安装的精确又保证工程措施费造价的合理。

3）确定门架与次桁架连接点下挠值，制定各榀次桁架起拱值。采用计算机模拟分析技术，分析各榀桁架安装后下一榀桁架与门架连接点的下挠值，见图2。

图2　各榀次桁架安装后主桁架下挠分析

各榀桁架按照最终的起拱值-对应下挠值，确定最终预升高度a，端头按照高度a进行提升，另一端不提升，然后连接两端画出下陷杆，其余各节点按照直腹杆长度不变，节点位置不变的原则进行起拱，见图3。

图3　次桁架起拱线

4　结语

按照上述施工方法，庞巴迪工程钢结构工程圆满完成，88 m跨207 t矩形门架一次吊装成功，12榀次桁架精确安装。

从本工程可以看出，由于次桁架与主桁架采用焊接连接，就要求主桁架安装后下挠变形的控制非常精确，如果差别较大相贯线焊接口无法焊接就位，这给工程施工带来了很大难度。其实，世界上的飞机厂房均存在大跨度门架或者大跨度挑架的结构，但所用的主次桁架连接节点为法兰连接的形式，这样就将误差消化推向次桁架与钢柱连接的一端，这一端在消化误差方法有较大优势，节点容易调整，更加节省工程造价。

TU758.11

C

1008-3197（2016）04-25-02

2016-07-26

宋杰汉/男，1975年出生，助理工程师，天津市建工工程总承包有限公司钢结构分公司，从事工程技术管理工作。

□DOI编码：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.04.009