赵 虎

（天津市建工工程总承包有限公司，天津300384）

随着工业规模的不断增大和建筑行业技术水平的提高，钢结构厂房形式各式各样且屋架的跨度、矢高不断增加，导致结构的用钢量增大。对于大跨度复杂钢结构，施工过程对结构成型后的受力状态有直接影响；反之，通过对施工过程的合理控制和分析，能够改善结构受力形态，降低大跨度杆件内力，既满足规范要求，又大大降低结用钢量。

1 工程概况

空客A330宽体飞机完成和交付中心定制厂房100号完成中心工程地下1层，地上1层，建筑面积30 320 m2，总跨度222 m，进深84 m。由78 m跨工作组机库和72 m跨客舱装饰机库形成三连跨排架结构。每跨9榀钢屋架，共27榀钢屋架。

屋架上弦为弧线形，下弦为直线，端部最大高度2 m，跨中最大高度7 m，与4排36根实腹H型钢柱为刚性连接，下弦设有5道天车轨道梁。屋架最大质量约45 t。

2 施工工艺选择

由于厂房最大跨度为78 m，在满足功能需求和屋架变形及承载力的前提下，按照以往的结构设计原则，用钢量较大，造成屋架自重增加，给屋架安装带来难度。应用先铰接后刚接的施工技术，通过控制施工过程，实现屋架的内力调节，降低峰值内力，又不改变结构刚度，从而减轻屋架自重。

3 工艺原理

屋架吊装时，上弦与柱铰接相连，下弦杆件暂不拼接；然后安装平面支撑等其他结构；待屋架及其支撑系统全部施工完毕后，刚接上下弦节点，再安装屋面系统及吊挂管线。

施工过程中，在屋架及其支撑自重下，屋架与柱为铰接，最大弯矩在屋架跨中。而在使用状态下，屋架与柱为刚接。此技术实现了屋架的内力调节，既降低峰值内力，又不改变结构侧向刚度。

4 施工方法

4.1 受力分析及施工模拟

应用TEKLA软件模拟现场工况，形成拼装-焊接-吊装的流水施工。对屋架安装的各个阶段进行受力分析和平面外稳定[1]分析。利用TEKLA软件进行详图深化，确定下弦连接节点形式。根据现场条件、吊装半径、起吊高度、屋架重量等因素进行吊装工况分析，选择合理的吊装设备。

4.2 钢屋架制作及分段

1）在工厂搭建组对平台，确定测量基准点，1∶1放样（包括起拱）出所有屋架弦、腹杆节点。将钢柱柱头放入组对平台的准确位置，再将弦杆分段装入胎具，由柱端向中间依次定位各段屋架上下弦杆，进行屋架整体起拱、找形，定位完成后点焊弦杆对接焊缝。然后把腹杆装入屋架，腹杆的定位点与放样定位点一一对应，根据实际情况对腹杆端头尺寸进行调整，最后点焊与弦杆固定，完成腹杆拼装。拼装屋架与钢柱上弦节点，根据实际尺寸偶配制作[2]钢柱与上弦杆连接板及锚栓孔，插入安装螺栓定位，检验合格后进行屋架成品焊接。

2）屋架制作完成后，综合考虑吊装吊耳位置、车辆运输能力、道路限制、转弯半径和场地等客观因素，确定钢屋架分段位置，上下弦分断面至少错开500 mm，将屋架分成若干模块单元[3]。在屋架运输分段线两侧各250 mm的位置标出定位点，采用全站仪测量各定位点数据，发至施工现场用于现场组对，将工厂制作尺寸与现场拼装尺寸一一对应。见图1。

图1 屋架模块单元

3）在现场的拼装平台将屋架模块单元拼装成整体，安装应力监测装置。

4）第一榀屋架翻身吊装，78 m跨屋架采用双机抬吊[4]方式，按照双机吊重总负荷不超过75%的要求，每台汽车吊起重能力需＞30 t。屋架吊装起吊半径12.8 m，就位半径8 m，查汽车吊性能表得知，200 t汽轮吊出杆44.2 m，起吊时可吊30.7 t，就位可吊39 t，均满足要求。

5）每榀屋架仅安装上弦的锚栓及高强螺栓，上弦节点所有焊口不焊接。下弦设计一短节，此时短节不连接，使桁架两端形成铰接。见图2。

图2 桁架上弦与钢柱铰接

6）安装第二榀屋架，同样上弦铰接。然后施工第一、二榀间的平面支撑等其他结构，使两榀屋架形成稳定的空间结构。以此类推，安装完所有屋架及屋架间的支撑杆件、系杆等。

7）待屋架及其支撑系统全部施工完毕并在铰接的边界条件下完成变形后，焊接上弦节点，再连接下弦节点，下弦节点左侧为高强螺栓连接，右侧为焊接，此时桁架两端形成刚接节点。见图3。

图3 桁架上下弦与钢柱刚接

8）增加屋面荷载，安装屋面系统及吊挂管线，使整个结构的下挠和受力状态达到设计要求。

9）施工全过程实时进行变形及应力监测，记录监控数据。将结构内力实测数据与理论设计数值对比并得出结论，为设计理论及施工方法提供实践依据。

5 质量保证措施

1）构件进场验收检查。钢构件进场后，检查所到构件的数量及编号是否相符。

2）构件进场堆放。钢构件堆放应安全、整体、防止构件受压变形损坏。构件吊装前必须清理干净，特别在接触面、摩擦面上，必须用钢丝刷清除铁锈、污物等。进入现场的所有钢构件必须用木块进行铺垫，铺垫高度应＞10 cm。

3）现场的测量工具与制作中的测量工具应统一。

4）按照标准要求[5]对焊缝及高强螺栓进行检验，对检验结果进行记录。

6 结论

与传统的施工工艺相比较，通过调整屋架的施工顺序，峰值内力大大降低，而跨中内力增长很小，在降低支座处内力峰值和材料用量同时，增加了结构安全度，屋架用钢量减少了30%，工程造价大幅降低。