［摘要］随着建筑科技的不断发展，钢结构桁架技术已在现代建筑工程中有了广泛的应用。基于此，结合某高层建筑项目，从吊装、搭建及焊接等方面针对裙房钢结构桁架施工进行了分析，并利用SAP2000软件对支撑胎架进行验算，得出胎架主肢的最大应力比为0.319，胎架传力梁和分配梁的最大应力比为0.424，两者均达到了设计及规范的要求，以期此次研究能够为类似建筑钢结构项目积累经验。
［关键词］建筑裙房；钢结构桁架；吊装；焊接；应力比
钢结构建筑施工技术在科技快速发展的带动下逐渐成熟，相应的质量要求及技术要求也随之提高。因此，施工单位及技术人员应不断加强对钢结构施工技术的研究。目前，常用的钢结构安装施工方法主要包括分块分条施工法、高空散装法及分块整体吊装法。裙房钢结构施工采用分块整体吊装法进行安装，起吊和焊接是施工的重点，下面展开具体论述。
1项目概况
某建筑的裙房采用钢结构桁架体系，主要布置在大厅的地下1层至地上9层，主要构件有箱型钢柱、H型钢梁和H型劲性柱，H型钢梁截面尺寸为H1500mm×850mm×35mm×50mm，箱型钢柱截面尺寸为1200mm×12000mm×80mm×80mm，且均为Q345B钢材。该项目施工难点主要为高空作业多、构件截面尺寸大、钢板厚、焊接难、交叉作业多、施工环境复杂等。
2裙房钢结构桁架施工
该项目中，悬挑梁钢结构桁架用2台塔式起重机配合进行安装，钢结构的柱及梁等，和土建同步进行施工，等土建分项工程强度达到设计要求后，先拆掉外置脚手架，再开始安装胎架、主钢梁、交叉支撑等构件。接下来，按“先劲性柱，再桁架，由下往上”的顺序对桁架进行吊装，待SR~SN轴线的混凝土强度达到要求后，安装悬挑桁架，因个别桁架离塔式起重机较远，为确保施工安全，设置了3组支撑胎架（图1）。按照自下向上的顺序进行悬挑桁架安装，即先对4~5层桁架水平梁和交叉支撑进行安装，再安装5层的桁架及桁架间的连梁，接着再对5~6层桁架水平梁和交叉支撑，这样依次完成所有的悬挑桁架安装。
2.1钢柱安装及吊装
开始钢柱吊装前，复测建筑楼面的标高，以此确定好定位轴线和平面封闭角，并用墨线弹出钢柱基础的纵、横线，然后开始安装第1层钢柱。按边吊装边校核的方式进行钢柱安装，安装完第1层钢柱后，检测钢柱顶部标高，如果偏差大于5mm，则要用填塞钢板或截去钢柱上部误差长度的方法及时进行调整，且每次调整的长度最大不能超过5mm，由于偏差调整过大也会使构件节点连接复杂化；而偏差小于5mm的情况下，则只需记录，不用做调整。通常引起偏差的主要原因有钢柱生产中存在误差或焊接中柱口收缩等，因此，焊接后要对钢柱高程进行复验。吊装钢柱的过程中，把钢柱上部的连接板作为吊耳进行吊装，吊正后，用最少4个双夹板与螺栓配合，对钢柱进行临时固定，两侧夹板上的螺栓不能少于3颗（图2）。为确保吊装工作的平衡，对箱型钢柱设计了4根足够强度的单绳辅助吊装，同时，在下方垫好枕木，防止钢柱吊装中被拖拽损坏。吊装需2人配合完成，即1名工作人员负责移动钢柱，1名工作人员配合稳住钢柱。
2.2钢桁架钢梁安装工艺
（1）认真复核钢梁的定位轴线、标号及螺栓直径等，并将摩擦面的浮锈清理干净。若梁端节点为栓焊连接，螺栓要连到腹板的相应位置，不能超出梁端。
（2）使用过捆扎法进行钢梁吊装，吊至指定位置后，冲钉定位，并用普通螺栓做好临时固定后，再松钩。在悬挑桁架的下面布置临时支撑胎架（图3），胎架高26.49m、平面尺寸为1.5m×1.4m，其上部的分配梁尺寸为H400mm×200mm×10mm×15mm，胎架为4连片321型号的贝雷架，贝雷架顶部为H194mm×150mm×6mm×9mm钢支架，并加设20mm加劲板对顶部分配梁及传力梁连接腹板进行加强处理。
3钢桁架施工验算分析
根据裙房钢结构桁架施工情况，利用SAP2000软件对支撑胎架的施工及拆除过程进行计算分析，以此确定结构的承载力是否能满足要求。荷载主要考虑结构永久荷载、可变荷载和风荷载3个方面。永久荷载就是结构的自重，直接由SAP2000软件自动计算，不用手动输入。可变荷载是胎架所承受的主结构重量，风荷载取当地10年1遇基本风压0.45kN/m2，风振系数为1.5，结构体系系数及风压高度变化系统根据GB50009—2012《建筑结构荷载规范》要求取值。计算不同荷载组合及最大荷载组合情况下的桁架支撑胎架受力情况。胎架的高度9m，平面尺寸为1.4m×1.3m，承受荷载值为687kN；顶部的分配梁截面尺寸为H400mm×200mm×8mm×12mm，并传力梁为刚性连接；传力梁的截面尺寸为H400mm×400mm×14mm×20mm，杆件为Q235B钢材，并在顶部设置三面缆风绳，对结构内力和变形情况进行计算，结果如图4~图6所示。由上图4、图5、图6可知，胎架主肢的应力比最大值为0.319，明显小于1；胎架传力梁和分配梁的应力比最大值为0.424，明显小于1，且顶部的变形较小，符合GB50017—2003《钢结构设计规范》中的规定；最大荷载工况下胎架顶部最大变形量为20mm。
4钢结构桁架焊接分析
（1）焊接工作质量是影响整个裙房钢结构桁架施工质量的关键，所以要严格控制焊接质量。该项目中，采取CO2半自动保护焊进行梁柱连接，用手工电弧焊进行其他构件连接。
（2）开始焊接前，应按350~380℃将低氢型焊条烘干，然后放到110~120℃保温箱内进行缓慢冷却。同时，将焊缝坡口附近的锈斑等清理干净。若现场风速大于8m/s，则需采取防风措施确保手工焊质量。若外界温度小于0℃，则应用火对焊接位置进行预热，温度到30℃以上后再进行焊接操作。此外，由于钢柱分节安装施工形成了很多小型框架结构，所以为避免对结构造成不必要的破坏，可按自内向外的顺序进行焊接（图7）。
（3）按照图7的焊接顺序，对所有构件进行对称焊接。各焊口均安排2名焊工，并按先腹板后翼缘的原则同时开始对称焊接，并实施包角焊接。
（4）开始焊接时，先预热焊口两侧，宽度应不小于100mm。待保护气体完全停止供应且焊缝完全冷凝后，再移走焊枪。要把电弧引到超过接头50mm熄弧板上进行熄弧，严禁在原熄弧位置直接起弧，并且可通过往复运弧方法使坡口和焊瘤实现平缓过渡。
（5）CO2半自动化保护焊过程中，应控制CO2流量到45~55L/min，控制焊接速度在5~7mm/s。为确保焊接填充层面层过程中能看清楚坡口边，应预留1.5~2mm的深度。
（6）焊接后，及时清理飞溅物及焊渣，并使用放大镜检查焊缝外观质量，确保无裂纹、咬边、凹陷及气孔等质量缺陷。同时，待焊缝位置冷却到常温24h后，使用超声波对焊缝进行无损检测，均满足施工要求。
5结束语
吊装、焊接是裙房钢结构桁架施工中的重点及要点，因此，施工单位及技术人员须要结合裙房钢结构桁架施工的实际情况，制订合理、完善的施工方案，并针对吊装及焊接等关键环节做好全程质量管控，促使裙房钢结构桁架施工高效优质完工，从而推动整个建筑项目实现预期的质量及效益目标。
作者：燕利珍 赵恒巍 吴晓奇 杨芳 罗成希 单位：中国建筑第二工程局有限公司西南公司四川分公司
