浅谈异型钢结构定位技术

浅谈异型钢结构定位技术

任建武,王迪,赵辰

中建八局钢结构工程公司，上海，200000

摘要：静宁县体育馆结构为钢筋混凝土框架+上部钢结构屋盖结构。体育馆整体投影呈椭圆，屋盖规格148m×108m，立面呈马鞍造型，桁架形式主要为屋面三管弧形桁架与屋面正交桁架。长60.800m～76.350m，宽3m，顶标高范围为+20.439m～+23.956m。针对三管弧形桁架施工工艺，建立了桁架拼装控制网，多区域桁架分段拼装，桁架吊装的测量与监测系统，有效提高了桁架拼装精度，确保了桁架施工的顺利进行，为同类工程提供了经验参考。

关键词：三管弧形桁架 分段拼装 大跨度 测量与监测  

1.工程概况 

静宁县体育馆建设项目位于静宁县西城区，地上三层，建筑标高27.15m建筑总面积20677㎡。屋盖规格148m×108m，立面呈马鞍造型，桁架形式主要为屋面三管弧形桁架与屋面正交桁架。长60.800m～76.350m，宽3m，顶标高范围为+20.439m～+23.956m。在屋盖边界处布置封边桁架与正交桁架相连接。正交桁架的桁架高度均为3m。桁架均采用热轧无缝钢管截面，在大空间四周的上弦平面内布置柔性交叉支撑体系，增加屋盖结构的整体性。

图1 钢结构整体效果图

屋盖沿纵横方向布置正交桁架作为主受力结构，长轴以及短轴方向均是间隔8～9m布置一榀桁架。屋面主桁架共11榀，跨度范围为60.800m～76.350m,重量范围为43.084t～63.5t。

2.施工控制网布设

2.1I级场区控制网建立

本工程采用业主提供的布设在场区周边JM01～JM04作为场区I级控制网。场区I级控制网如图2所示。

图2  场区I级控制网

2.2Ⅱ级建筑物控制网建立

建筑物控制网的测设以场区平面控制网为基准，根据本工程建筑物的结构形状及现场具体情况，布设二级精度平面控制网。采用高精度全站仪,进行角度、距离测量，经角度﹑距离校测符合点位限差要求后,作为该建筑物的轴线控制网。

3.桁架分段拼装

3.1桁架分段

1.屋面桁架由加工厂将构件分段运输至现场，考虑运输条件限制，每段桁架长度不超过15m。运输到现场对接后再整体吊装。

2.综合考虑场地因素、机械性能参数等，吊装时将76.350m桁架分为3大段吊装。2

23.2现场拼装

1.本工程设计图纸要求及计算桁架起拱值，综合考虑计算分析数值及经验数据，确定拼装时的起拱值。

2.在CAD中按照1:1比列放样出桁架模型，按照弧线计算出各临时支撑标高、分段桁架起拱值。

3.利用CAD 软件模拟拼装分段的位置（含预起拱），提取坐标后使用全站仪在地面放出桁架控制线。根据桁架控制线设置拼装胎架。

图3  拼装胎架示意图

5.根据设计图纸尺寸，在预拼装的桁架上表面用墨线弹出桁架拼装的定位线。

6.对拼装桁架的水平度进行调整，再对桁架拼装定位线进行复测和微调，直到桁架的拼装精度达到规范要求。

7.杆件全部定位好后，测量检测外形尺寸，合格后对主桁架进行焊接，同时从桁架中间位置向两端对称焊接(双数焊工)。

4.桁架吊装与卸载控制

4.1桁架吊装测量控制

施工时，首先复测支座及格构柱支撑的标高、轴线位置，精度要求控制在±3mm。吊装前，在桁架上、下弦杆、悬挑，尤其是吊点下弦杆中部附近粘贴反射片，使用全站仪测量其三维坐标，以进行桁架吊装到位后的空间位置微调及卸载后的监测。

4.2 卸载

1.卸载前测量并记录各监测点的三维坐标。

2.卸载过程遵循结构构件的受力与变形协调、均衡、变化过程缓和、结构多次循环微量下降并便于现场施工操作即“分区、分节、等量，均衡、缓慢”、“结构最终变形最大位置先卸载”的原则。

3.每次卸载的行程为10mm，在支撑板上画上标记线。用气割按照标记线割除支撑板，待挠度下降完成后，观测桁架整体变形量，分析对比数据无异常后，再进行下一步操作，最终实现结构自身受力，即结构卸载完成。

4.复测并记录各监测点的三维坐标，计算得出最终桁架的平面位移及下挠值是否符合规范要求。

5.结语

本工程中管桁架采用地面拼装分段吊装的施工技术，提高了桁架拼装和吊装精度节省了施工时间，节约了大量成本。本文重点讨论

异型钢结构定位技术，为以后类似工程施工提供了参考和借鉴。

参考文献

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[2]罗邦富，魏明钟.钢结构设计手册[M].第三版.北京：中国建筑工业出版社，2003.

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