大跨度拱形钢结构安装施工工法

　　1.前言

　　近年来钢结构建筑凭借其造价低、大空间、抗震性能好等优点迅速发展，尤其在公共建筑和大型场馆等公用设施中得到广泛应用。而拱形结构因其大空间、造型新颖、美观等特点，受到诸多建设单位的厚爱。

　　当钢结构拱落地长度较长，土建结构为混凝土梁板时，主拱安装宜采用分段安装，由拱脚向上组装，最后在顶部中间合龙。结合205.44米大跨度空间拱形钢结构的安装进行施工总结，形成了本工法。

　　2.特点

　　2.1

　　土建结构为混凝土梁板，上部为箱形变截面钢结构主拱，主拱生根于四个拱脚基础；

　　2.2

　　在混凝土顶板上设臵支撑塔架（同时作为操作平台），混凝土顶板下局部设满堂红架体支撑；

　　2.3

　　采用分段吊装、现场拼装焊接。

　　3.适用范围

　　本工法适用于工业与民用建筑工程中大跨度拱形钢结构安装工程。尤其适合土建主体结构为混凝土框架梁板，上部为大跨度拱形钢结构的工程。

　　4.工艺原理

　　主拱安装在能同时满足设计分段要求和运输要求的前提下，采用分段制作、运输和安装。为确保整体空间结构的稳定性，主拱的安装需穿插在其他结构梁安装的同时进行，主拱的安装顺序是从四个主拱脚向上进行安装，最后在顶部中间合拢，主拱安装的同时，及时进行主拱和屋面拱之间的拉杆支撑的安装。

　　5.施工工艺流程及操作要点

　　5.1工艺流程

　　建立测量控制网及测量控制→主拱支撑架体设计→主拱吊装及安装→卸荷

　　5.2操作要点

　　大跨度钢拱安装同时涉及分段及吊机的选择、施工测量定位、支撑架体的设臵、钢拱的吊装及安装、卸荷等多种施工工艺，而钢拱的吊装及安装是整个施工过程的关键。

　　5.2.1建立测量控制网及测量控制

　　1．GPS点的交接及复核

　　根据GPS点的成果，制定点位精度的复查，具体测量步骤：根据GPS点的布局，在施工区域边布设二级控制网，按闭合导线的观测方法，计算出导线精度，再根据计算出的点位精度，如果GPS点的成果符合施工要求即可使用，反之要对导线实行平差后才可使用；对水准点的复查，采用国家二级水准的要求进行复查，在施工区域内按施工需要布设若干固定的水准基准点，对布设的水准点实行联测。

　　5.2.2施工中的测量控制

　　1．主拱跨度大，对于四个主拱与地面接触点的控制精度要求相对高，在二级导线的基础上用极坐标法放样出四个接触点，建立一矩形导线闭合环，用距离、角度复核精度；

　　2．主拱为斜平面主拱，在测量控制上采用直角相交观测法；

　　3．主拱采用分段安装，在二级控制基础上布臵方格网，对桁架节点进行控制，详见图5.2.2：

　　X:0.000Y:0.000X:90.000Y:240.000K1K2K4K5X:90.000Y:0.000X:0.000Y:240.000K3K6X:90.000Y:120.000X:0.000Y:120.000ZG1ZG2ZG3ZG4ZZK1ZZK4ZZK5ZZK6ZZK9ZZK10K*二级控制点ZXG1ZXG3ZZK*钢直柱控制点

　　4．高程测量

　　依据现场的已知水准点，在施工场区内测设水准基准点，水准点的密度应为100m左右一个，水准路线构成附和路线，以便校核，观测精度要满足四等水准的要求，闭合差要小于ｆｈ=±20mmL或ｆｈ=±60mmn。（L为线路长，以千米计；n为测站数。）

　　5．变形观测

　　在确认施工安装准确后，以安装监测所测定的每个标志点的实际坐标和高程作为基准值。以后每隔2周按安装监测时用同精度的观测方法对标志点进行观测，计算出坐标和高程与基准值进行比较，从而确认钢架顶部的变形情况。直至建筑物封顶看不见标志点后，变形观测结束。现代工程设计和建造中网架钢结构被越来越多的采用，其中很多工程需要采用高空吊装。好多顾客对网架高空吊装存在疑虑，长沙杰达钢结构网架给大家谈谈大跨度立体网架钢结构高空吊装的要点。

要点一、起重机的选择

起重机的选择要基于起重量和起重高度，进行科学的选择。而且，起重机的臂长要基于变截面的大小，进行严格的控制。臂长的回转半径，是起重机性能的重要指标，其回转半径要满足宽度需求。而且，大跨度下的桁架施工，采用双机抬吊的结构，要控制好起重机自重，减少施工结构的受损。

要点二、桁架吊装的结构选择

大跨度变截面拱形立体钢结构，其结构跨度大，需要采用双机抬吊的吊装模式，来实现大型机械的使用。同时，基于双机抬吊结构，实现了轴向的空间受力结构，尤其是其结构材料的高刚度，实现了结构质轻、抗压力强的特点。

同时，在吊装的施工的过程中，其各设备部件，尤其是索具是否符合安全要求，对于施工安全具有重要的影响。而且，桁架吊装的地基非常重要，其在吊装前需要严格控制好柱高。

要点三、吊装吊点的选择

吊点的选择吊装施工的关键环节，尤其是基于合理的吊点，是优化吊装结构的重要举措。吊点的选择要基于施工跨度和起重量，确保吊装结构的受力均衡。

同时，吊点的选择直接影响着结构的受力分布，吊点好设置于弯矩较大点，以到达受力的合理分布。其中关于弯矩的计算，需要基于力矩和负载量，以及桁架长度，进行准确的计算。

要点四、吊装的结构计算，尤其是起重量和起重高度的计算非常重要

吊装的起重质量要大于所有构件的质量，确保承载结构的稳定性。吊装的起重高度，要基于索具高度和支座顶面高度，进行全方面的计算，控制好吊装的起重高度。

而关于吊装的工作范围计算，需要基于跨度和起重机臂长，计算出起重臂长的仰角。同时，吊装的坡度不宜大于20°，避免高空滑行中出现速度过快，而出现结构受力不均衡的问题。