大跨度组合桁架吊装施工技术

摘要：南京国金中心项目裙房大跨度空间位置，采用了主桁架+次桁架+钢柱+钢梁的组合钢结构体系形式。由于钢结构桁架组合形式比较特殊以及现场场地环境的限制，对于组合桁架的吊装方式选择、分段形式及吊点位置确定等都有较高的要求。结合本工程实际情况，从吊装方式选择、关键施工技术、质量控制等方面，对大跨度组合桁架吊装施工技术进行研究并总结，为类似钢结构吊装施工提供解决方案和经验参考。

关键词：钢结构；大跨度组合桁架；塔架支撑；分段形式；吊点位置

0引言

随着国家实体经济的飞速发展，大跨度钢结构越来越广泛的应用于，体育场馆、礼堂会场、展览馆、商场等人员密集型公共建筑。面对越来越丰富的建筑功能及立面造型需求，大面积、大跨度、高净空等要求成为大型公共建筑的标配，如何解决其中的大跨度桁架吊装施工，是完成这类建筑物施工的关键点。

本文通过结合工程实际，对大跨度组合桁架吊装施工技术进行了研究并总结，实践检验效果良好，为类似项目的建设提供思路和借鉴。

1工程概况

南京国金中心项目位于南京市建邺区，工程总用地面积约3.2万平方米，总建筑面积约38万平方米，由1栋59层办公楼（T1），1栋39层的办公楼（T2）及1 栋29层的酒店（T3）及4-10层裙房组成，T1 办公楼建筑高度290m。

本文介绍的大跨度组合桁架位于裙房位置，由2榀主桁架+5榀下挂次桁架组成，主桁架两侧为混凝土核心筒结构（内设劲性钢柱），另外两侧分别为楼层钢梁、幕墙柱连接。

主桁架共2榀，长度均为44.52m，桁架高度为6.52m，两榀主桁架间距为10.35m，上弦杆间通过5根钢梁连接，下弦杆通过5榀下挂次桁架连接，两侧与混凝土核心筒劲性柱预留牛腿连接。主桁架顶标高为41.200m，单榀桁架重量约为80t。

5榀次桁架下挂于两榀主桁架下方，均匀分布，次桁架间距为9m，上下弦杆间均通过钢梁进行连接，桁架长度为10.35m，高度为3.5m，桁架顶标高为33.950m，单榀桁架重量约为6.4t。次桁架一侧与楼层L6、L7钢梁连接，另一侧通过连接钢梁、支座与幕墙柱进行连接。

2方案比选

根据钢结构整体受力特点，主桁架作为主要受力构件，下挂次桁架及两侧连接楼层钢梁、幕墙柱，均需要在主桁架安装完成后施工，如何进行主桁架吊装是完成钢结构安装的关键点。主桁架吊装有以下三个方案可供选择：①主桁架在地上进行整体拼装，使用大型汽车吊或者提升机构，进行整体吊装。但现场桁架下方场地没有足够大的拼装场地用于桁架拼装及大型汽车吊架设，且提升机构设置较为困难，故无法按此方案施工。②主桁架下方搭设临时支撑，主桁架在高空进行散件拼装。③主桁架散件运至现场后，每榀桁架在地面上拼装成三段，在主桁架下方搭设临时支撑，拼装完成的分段主桁架在高空进行安装。

由于现场不具备场地，故方案①首先排除。方案②优点：高空散件拼装，对起重机械性能要求相对较低；缺点：全部高空散件拼装，高空拼装精装控制较困难，安全风险相对较大，施工工期较长。方案③优点：减少高空拼装数量，地面散件拼装便于桁架精度控制，安全风险相对降低，施工工期相对较短；缺点：由于是地面拼装后，重量增加，起重机械性能要求相对提高。通过对上诉方案优缺点对比，采用方案③进行吊装施工相对合理，精度便于控制，安全风险更低，施工效率更高，本文主要针对此方案展开研究。

3关键施工技术

3.1 桁架分段

主桁架高度为6.52m若在加工厂拼装完成后，无法运至现场，故在加工厂散件进行加工，最大杆件长度为15.7m，重量为10t。构件运至现场后进行拼装，整榀桁架分成三段，最大分段重量约30t，加工散件分段及现场桁架拼装后分段如下所示：

下挂次桁架整榀平面尺寸为10350×3100mm，重量为6.4t，整榀桁架尺寸能够满足运输要求，在加工厂制作成整体，运至现场后直接进行吊装。

3.2 桁架吊点设置

不同于常规的钢梁设置吊点原则，桁架分段拼装后，分段桁架为非对称结构，不能直接根据中心两侧选择相同距离原则设置吊点。在桁架图纸深化时，需要在模型中找出分段桁架的重心位置，根据重心位置设置分段桁架的吊点位置。

3.3 桁架临时支撑设置

主桁架底至地面高度为35.4m，采用常规单根609支撑稳定性无法保证，为便于施工且保证施工安全型，采用STT293塔吊标准节架体（塔架）作为桁架临时支撑，塔架尺寸为2m*2m*3m，每道塔架底部铺设2300*3500*30钢板，钢板铺设于楼板上，两端为混凝土梁。为保证塔架稳定性，在塔架四角对应的钢板面焊接连接板，通过销轴与塔架支撑底部进行连接；铺设钢板位置顶板预留钢筋，钢板根据预留钢筋位置开设塞焊孔，钢板铺装完成后进行塞焊处理。

3.4 支撑顶转换层设置

塔架支撑逐节搭设至桁架底部后，支撑顶部距离桁架底有1m高度，利用H型钢在此范围内设置转换结构。转换结构与塔架支撑连接的钢梁底部设置连接板，通过销轴进行转换结构与塔架支撑连接板的连接，以保证转换结构的稳定性。

3.5 主桁架吊装

塔架支撑搭设完成后，选择350t汽车吊（超起工况）进行主桁架的高空拼装。两榀主桁架按“①→②→……→⑯”的顺序，依次进行吊装作业。即先安装桁架北侧近结构内侧的桁架分段单元，安装到位后，立即安装该桁架与内部钢柱间的拉结钢梁，以保证桁架侧向刚度，同样，桁架北侧近结构外侧的桁架分段单元安装完成后，安装两榀桁架上弦的连接次梁，以保证桁架的整体稳定性；然后，按照北侧分段桁架及钢梁的安装顺序，进行南侧分段桁架及钢梁的安装；最后进行中间段桁架及钢梁的安装。

主桁架吊装最不利工况分析：R=18m，Q=33.7t，Gmax=30t，满足要求。

3.6 卸载

由于主桁架仅在自重作用下，支撑点处桁架的变形较小，待主桁架及桁架钢梁吊装并最终焊接固定完成后，直接对支撑及顶部转换结构进行拆除。即先将转换结构顶部与桁架临时固定，转换结构中间可调区域进行拆除，之后拆除转换结构顶部及底部，最后完成剩下的塔架支撑拆除。

3.7 下挂次桁架吊装

次桁架在加工厂完成拼装后，整榀桁架直接运至施工现场。待两榀主桁架安装完成，5榀次桁架选用200t汽车吊作为主要起重机械，汽车吊支腿（纵向间距8.9m）位于混凝土梁（间距9m）正上方，支腿下方铺设大型路基箱。5榀次桁架由主桁架两边依次向中间进行吊装，每相邻两榀次桁架安装完成及时补缺桁架间次梁，以保证桁架部分结构整体稳定性。

最不利吊装工况：R=34m，Q=7.8t，Gmax=6.4t，满足要求。

4质量控制措施

4.1 桁架预拼装

主桁架严格执行加工厂预拼装工艺，确保拼装构件尺寸的正确性，所有在现场拼装的构件，在制作和小拼阶段采取预拼装工艺，以便将现场拼装时可能发生的问题暴露出来，并消灭在前期，从而确保现场拼装杆件的外形尺寸、截面、坡口的正确性，并且标明各个接口处的对合标志，可极大地提高现场拼装质量和拼装进度，所以采取预拼装工艺是保证现场拼装质量的关键措施。

在拼装过程中，严格按质量管理条例进行质量跟踪测量检查，对于不合格的工序不得进入下道工序进行施工，坚持预防为主，以关键部位、薄弱环节，精心施工，一丝不苟，防止质量事故的发生。

4.2 桁架连接板纠偏

主桁架各分段间腹板通过高强螺栓连接，翼板采用焊接，中间段合拢过程中难免出现偏差，导致桁架腹板的高强螺栓孔与连接板孔无法完全重合。现场采用中间段桁架一端永久固定，另一端临时固定后，现场实测拼接桁架腹板间螺栓孔间距，根据实测值重新设计连接板尺寸，通过重新加工连接板进行纠偏。

4. 结语

在保证结构的质量和安全的前提下，本工程采用主桁架现场拼装、分段吊装，下挂次桁架整体吊装的方式，完成组合桁架的吊装施工，使整个工程的工期缩短，并且桁架安装精度得到保证，减少高空作业，降低施工安全风险。此方案结合了本工程的实际情况进行选择，并取得了不错的效果，希望能对同类型其他工程有一定的借鉴作用。

参考文献

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