王斌

【摘要】大跨度重型钢结构桁架梁跨度大，重量重，是施工中的难点，如何确保施工质量和安全，也是项目监理工作的重点。控制过程中以设计图纸、施工方案、监理实施细则、钢结构相关标准及验收规范为标准进行监督，对材料、预拼装、焊接、吊装过程，进行事前事中控制，确保工程的顺利实施。

【关键词】钢结构;大跨度桁架;质量;安全管理     【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.048

钢结构工程在各类项目中有着广泛的运用，特别是在一些图书馆、美术馆、体育场馆等公建项目中也比较常见，此類项目的钢结构往往具有跨度大、空间大的特点，施工难度一般都较大，其施工过程的质量、安全至关重要，也是监理工作的难点。

1、工程概况

某美术馆项目外观呈圆柱形，主体南侧为四层混凝土结构，北侧为钢结构，本项目钢结构为异形结构，形状较为复杂，钢构件种类规格繁多，定位比较困难，必须提前安排好施工顺序，否则会存在无法吊装的情况。本工程不同的部位需采用不同规格的吊装设备进行吊装。其中屋面48米跨桁架梁是本工程施工的难点。该项目桁架跨度大，跨度为48m，桁架高4m，单榀重量约71T，顶标高为23.080m。

考虑运输将桁架分为四部分加工，即两端部桁架牛腿为两部分，按材料规格变化处分，这样能减少加工焊缝。中间34米分两段，运至现场再拼装为整体。

2、过程控制

2.1吊装准备

2.1.1方案审核

该项目桁架跨度大，跨度为48m，桁架高4m，单榀重量约71T，根据住房城乡建设部办公厅关于实施《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》有关问题的知即建办质（2018）31号文，属于超过一定规模的危大工程，所以需要专家论证。

首先要求施工单位编制专项吊装方案，对方案进行审核，然后按要求对专项方案进行论证，方案实施前还需按要求进行技术交底和安全交底。

2.1.2吊点处桁架梁剪应力验算：

F=71/4=17.75T=177.5KN

A=400*32*2+736*28*2=66816mm

τ =F/A=177500/66816=265MPa<313MPa

剪应力满足要求。

2.1.3吊装钢丝绳的选用

桁架重71T，四个吊点，每吊点承载17.75T，考虑动力系数17.75*1.3=23.075T，考虑夹角30度，F=21.3/cos30=27.625T

查表需选用d=60.5mm，钢丝2.8，6*37的新钢丝绳可以满足本次吊装需要。

2.1.4吊位选择

桁架拼装位置设在地下室400宽混凝土墙上方，确保地下室顶板混凝土面的承载力。为保证桁架的架体稳定及焊缝保护，桁架采用立式拼装。为防止拼装过程中架体侧翻，桁架下方焊接平衡扁担，同时桁架两侧设置斜向支撑。

汽车吊选择距离桁架就位最近的位置支腿，考虑汽吊自重及吊装荷载较大，支腿处剪力墙附近土压力较大，拟对支腿处的地下室剪力墙进行支护。

2.1.5其他准备

桁架吊装前桁架两端结构柱其他方向的结构梁需全部施工完成且混凝土浇筑28d，即混凝土结构强度完全达到设计要求后方可吊装。

吊装前预留牛腿部位要搭好操作台，操作台不能影响桁架就位，且要与结构可靠连接。焊接完毕后要进行外观检查合格后方可解钩，要沿桁架通长设置生命线。总之所有工作准备就绪后方可允许开始吊装作业。

2.2施工顺序

考虑运输将桁架分为四部分加工，即两端部桁架牛腿为两部分，按材料规格变化处分，这样能减少加工焊缝。中间34米分两段，运至现场再拼装为整体。

钢桁架施工顺序为：分段制作——运至现场——将桁架拼装（考虑设计起拱）——地基处理（敷设路基箱）——安装桁架（两机抬吊）——焊接牢固——拉结联系梁固定（每间隔2根拉结一道）——汽车吊卸载——安装剩余联系梁。

3、过程控制

3.1平行检查

监理工程师要对前期的钢板原材料检测要在原厂见证取样，确保原材料合格。进场材料厚度，焊缝质量，成型尺寸要全面进行平行检查复核，对于出厂焊缝不符合要求的要及时要求进行整改。现场拼装的焊缝部分焊口油漆污染的必须要求进行打磨，以免影响焊缝质量。监理工程师要采用平行检查的方法确保质量符合要求，最终能安装到位。

3.2无损检外观检查

（1）所有焊缝需100%进行目视外观检查，并记录成表;

（2）焊缝表面严禁有裂纹、夹渣、焊瘤、焊穿、弧坑、气孔等缺陷;

（3）对焊道尺寸，焊脚尺寸，焊后进行检查;

（4）焊缝外形尺寸应符合现行国家标准《钢结构焊缝外形尺寸》的规定，焊接接头外形缺陷分级应符合现行国家标准《焊接质量保证，钢熔化焊接头的要求和缺陷分级》的规定。

3.3探伤检验

在完成焊接24小时之后，对焊缝进行探伤检验，其检验方法需按照JGJ81-2002《建筑钢结构焊接规程》和GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》规定进行：

（1）探伤人员必至少具有探伤合格证;

（2）所有测试项目应在经国家认可的独立的第三方测试员监督下进行;

（3）局部探伤的焊缝，有不允许的缺陷时，应在该缺陷的延伸部位增加探伤长度，增加的长度不应小于该焊缝的长度的10%，且不小于200mm，当仍有不允许的缺陷时，应对该焊缝100%探伤检查;

（4）检验报告应在该批钢构验收前一个星期提交;

（5）根据现行的相关法规和规范规定，焊缝应进行外观检查，并可以按照规定采用渗油试验对焊缝表面进行检查;

除满足上述要求外，还要满足下列要求：

角焊缝厚度<12mm最少10%磁粉探伤或着色探伤

角焊缝厚度≥12mm最少20%超声波探伤及最少20%磁粉探伤或着色探伤

部分焊透焊缝最少20%超声波探伤及最少20%磁粉探伤或着色探伤

完全焊透焊缝100%超声波探伤及100%磁粉探伤或着色探伤

（6）除以上测试外，当有要求时还应进行贴角焊缝检测试验和抗拉试验;

（7）板及翼缘构件上除主要对接焊缝以外的对接焊缝也要进行测试

所有探伤检查合格后監理工程师才能同意构件吊装。

3.4安全管理

监理工程师要按照方案要求对现场安全进行检查核，特别是对汽车吊支撑腿位置地基的处理要认真检查。为确保安全严禁悬空焊接，同时要求施工单位拉设警戒线。吊装需要的特殊工种较多，监理要逐一核对检查，主要是焊接人员和汽车吊司机和指挥人员。钢结构施工现场少不了电焊机以及气瓶，要及时检查其安全措施是否到位。现场的安全是个动态的管理，监理工程师要采用巡视和重点部位旁站的方法进行检查确保安全管理工作到位。

3.5重点控制

桁架拼装需要按设计要求起拱，以保证挠度在允许范围内。采用两台汽车吊抬吊，要统一指挥，保证同时起吊，让两台350T汽车吊受力均匀。起吊前必须要做好钢丝绳的保护措施，且需试吊，试吊高度200mm左右，在安全距离处观察桁架体及吊车的工况，确定可行后再统一指挥吊装。吊装就位后要待焊接全部完成后方，同时与土建联系梁要可靠拉结后方可卸载汽车吊。

桁架长约48m，重约71吨，拟采用2台350吨汽车吊同步抬吊进行吊装。起吊前地安装区域全部清空人员及障碍物，周围20米范围设置禁区。起吊时用揽风绳控制桁架方位，桁架靠近牛腿时上方操作人员到牛腿端部，系好安全带，进行就位操作。

就位完成后用限位板将桁架临时焊接，再用二氧化碳气保焊进行焊接，焊接完成后方可卸除汽车吊吊钩。按主臂带超起性能表，出臂45m在20m幅度可以吊45吨，双机抬吊起重量为45.8*2*0.8=73.28t<71t。

结束语：

大跨度的钢结构，具有跨度大，重量重，危险性大的特点，所以施工过程必须谨小慎微，作为监理工程师必须予以足够的重视，并按照住建部关于《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》的相关要求落实到位。吊装前的准备工作，必须认真细致，一丝不苟，只有将吊装的准备工作做充分了，吊装的安全才能有保障。该大跨度钢结构桁架梁的吊装质量安全控制为同类项目的实施提供了参考。