大跨度钢结构桁架起拱工艺

屋面大跨度钢管桁架现场拼装整体吊装施工工法1.前言近年来，随着建筑对空间大跨度要求的不断提高，钢管结构得到了越来越广泛的应用。

钢管桁架是钢管结构中的重要一种，它是桁架结构采用钢管构成的一种结构形式，由于该结构适应性较强，近年来在大跨空间结构中得到了广泛的应用。

2.工法特点大跨度屋面钢管桁架整体吊装施工技术与其他吊装方法（高空散装法、空中拼接法等）相比具有施工方法简洁、成本低、工期短、工程质量易保证等特点，施工过程中不用搭设满堂脚手架。

为保证大跨度屋面钢管桁架精度，在厂内先按整体拼装桁架标准进行制作，然后在按设计要求进行上下弦的切割分段，即提前进行预拼装的工作，这样可以保证现场拼装时构件整体的尺寸准确性。

此安装工艺可保证管桁架构件的拼装精度，可以实现流水作业，减少安装误差，缩短安装时间。

3.适用范围本工法适用于满足大型吊车起吊要求的大型场馆钢管桁架屋面工程吊装施工。

4.工艺原理据工程构件特点并结合现场实际情况（场馆内顶板受力小，吊车无法进入场馆内顶板上吊装施工，但由于桁架单位面积自重轻，桁架拼装可利用混凝土顶板，可解决现场无多余拼装场地问题），同时根据以往类似施工总结的经验，采取每榀主桁架采用楼面整榀拼装，整榀空中转体吊装。

每榀主桁架采用一台汽车吊起吊，一台汽车吊辅助吊装支撑，从东往西逐榀递进行吊装。

5.施工流程及操作要点5.1 施工工艺流程确定吊车站位、型号及吊点位置→分段钢管桁架进场→验收→焊接拼装→吊点及缆风绳绑扎→起吊→对孔、安装螺栓→安装桁架间垂直支撑→松钩进行下一榀桁架吊装5.2 操作要点（以工程实例为例）5.2.1 安装前的准备工作(1)吊车站位选择吊车站位选择应遵循以下原则：1）吊车坐落位置尺寸应满足吊车支腿全伸时所需尺寸。

2）吊车坐落位置应尽量远离基坑边缘。

3）吊车站位应选择现场地质较好位置，如经验算地基承载力不满足要求还应对地基进行加固处理。

(2)吊车型号位置确定1）吊装荷载及吊装作业半径的确定在确定吊车型号及吊点位置前，应明确本工程需吊装桁架重量、最大作业半径及吊装高度，现以工程实例为例进行说明，本工程桁架重量为6.5t，最大作业半径42m，桁架底标高16.200m，经计算所需臂长51.6m。

54科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NFO R MA T ION工 程 技 术1 挠度的产生由于自重与作用在桥梁之上的荷载,桥梁会发生一定的变形,从而使桥轴线由水平线变为向下弯曲的弧线。

为方便研究,取桥轴线方向为x轴,并假定自重与荷载产生的弯矩M为对称分布,则此时桥梁的横截面形心在垂直于轴线的方向的线位移w称为该截面的挠度,横截面相对于原来位置的角位移θ,称为该截面的转角。

由于挠度远小于桥梁的跨度,因此变形后的桥轴线是一条平坦的曲线,而横截面形心沿x轴方向的线位移为挠度的高阶微分,因此可忽略不计,梁变形后的轴线可表示为:w=f(x)由于挠曲线为一平坦曲线,故有。

根据曲率与弯矩的关系,有,因为。

通过积分有,。

2 荷载作用下钢桥的挠度计算取钢桥形式如图1,主桁杆件使用钢材为Q345q。

根据规范,假设桥面受到的均布荷载为p 1＝10kN/m,桥面系p 2＝6.29kN/m,主桁架p 3＝14.51kN/m,联结系p 4＝2.74kN/m,检查设备p 5＝1.02kN/m,螺栓、螺母和垫圈p 6＝0.02(p 2＋p 3＋p 4),焊缝p 7＝0.015(p 2＋p 3＋p 4)。

当全桥满布单位均布荷载时简支桁架跨中挠度为:f 1=∑N 0N 1lE A m式中:N 1为单位集中荷载作用在跨中时各杆件内力;N 0为全桥满布单位均布荷载时各杆内力,即杆件影响线总面积;L、A m 为桁架各杆长度和毛截面积;E为钢材的弹性模量。

跨中单位集中荷载作用下各杆内力分别为:弦杆N 1＝±Lα 2H ＝±77α2×10.59 =±3.64α;斜杆N 1＝±12sin θ＝±1 2×0.8090 =±0.618吊杆A 5E 5 N 1＝1.00;其余竖杆N 1＝0。

式中α、H为分别为影响线顶点位置及桁高;θ为斜杆与弦杆夹角。

大跨度钢桁架制作施工方法大跨度钢桁架制作施工方法有两种：第一种时工厂化制作称半成品，然后运至现场，整体拼装，吊装就位，此种方法的优点是现场施工用时短，对现场的交通，生产，生活影响小，主要用于跨路钢桁架，正在生产厂矿扩建工程，施工现场人口较稠密的地方。

第二种时直接在现场加工制作，拼装，吊装就位。

此种方法适应以下几种情况：1.施工道路不能满足钢桁架半成品运输的2.工期紧，工程量大，由多各施工队同时施工的 3.施工线路长，且由多个施工队同时施工的，比如由多个大跨度桁架组成的输煤，输矸栈桥等。

一.工厂化制作大跨度钢桁架的施工方法：1.施工准备：工程技术人员要组织现场施工的班组长和操作人员认真识图，对关键节点和关键部位进行技术交底，使每个操作者都明白操作方法和工艺措施。

制作施工必须的卡具，撑杆，翅杆等工具。

按桁架的上下弦满外尺寸制作胎具，按桁架的几何尺寸在胎具中焊接挡板加以控制，使桁架的几何尺寸的控制简单化，好操作。

把使用的电焊机，切割机，台钻，等设备逐一检查修理，避免施工中设备损坏，影响工程进度。

多边形接点板按1：1比例放样制作样板，使划线工作简单化，且减少原材料浪费。

购置劳动保护用品，施工中确保职工的身体不受损害。

2.大跨度桁架焊接，制作质量控制的组织措施，影响钢结构质量的第一要素就是焊缝，焊缝的厚薄，长短，好坏直接影响着结构质量和桁架承载力。

因此，大跨度钢桁架制作过程中，有效控制焊缝质量是钢结构制作的第一要务。

除现场施工的技术负责人，技术员外还要配备专职的质检人员，巡检过程中质检人员发现焊缝不合格的，质检员有权要求施工队停工返工或罚款。

对持证上岗的电焊工按1----n各号码排序（比如1号电焊工张三，2号电焊工李四等）记录在施工档案中按排序号码给电焊工每人一枚钢印，焊工在自己焊好的焊缝周围打上有自己编号的钢印，这样每条焊缝都可以直接找到责任人，从根本上加强了现场操作人员的责任心和质量意识。

3.大跨度钢桁架制作质量的材料控制原材料进场前，按图纸几何尺寸对需要的原材料进行评估，大跨度钢桁架的上下弦杆件，原材料长度12米为宜，腹杆杆件两根杆件相加的长度约为6米，就用6米的材料。

钢结构桁架起拱知识嘿，朋友们！今天咱们来聊聊钢结构桁架起拱这个超有趣（其实有点小复杂）的事儿。

你可以把钢结构桁架想象成一个超级大的骨骼架子，就像恐龙的骨架一样巨大而神奇。

那起拱呢，就像是给这个骨架做一个微微弯腰的造型。

为啥要这样呢？这可不是为了耍帅，而是有着大用处的。

如果把桁架比作一个超级硬汉，那起拱就像是给他的脊梁骨加了个小弹簧。

正常情况下，这个硬汉站直了特别威武，可一旦有重物压上去，就像有人突然跳到这个硬汉的背上，要是没有起拱这个小弹簧的弹性准备，那硬汉可能就被压得直不起腰来，整个结构就可能变形，就像硬汉突然闪了腰，那可不得了。

起拱的大小啊，就像厨师做菜放盐的量一样，得刚刚好。

拱小了，就像盐放少了，菜没味道，桁架在承受重量的时候还是容易出问题；拱大了呢，那就像盐放多了，整个桁架的造型看起来就怪怪的，而且还可能影响到其他的连接结构，就好比这道菜咸得让人难以下咽，整个结构的协调性就被破坏了。

再说这个起拱的过程，就像是给一个严肃的士兵做一个滑稽的弯腰动作训练。

工人们得小心翼翼地操作各种工具，就像拿着魔法棒一样，一点点地让桁架按照预定的弧度弯曲。

要是不小心，就像魔法失控了一样，桁架可能就弯得乱七八糟，那就得重新来过，就像一场魔术表演失败了要重新演一遍。

在起拱的时候，测量就像给这个大骨架做体检。

测量工具就是医生的听诊器和温度计。

得精确到毫厘之间，差一点点就可能像医生误诊一样，导致整个起拱效果达不到预期。

而且起拱还得考虑到不同的环境因素呢。

如果是在炎热的地方，桁架就像一个怕热的人，可能会热胀冷缩，那起拱的设计就得像给这个人准备合适的夏装一样，要留有余地。

要是在寒冷的地方，又得像准备冬装一样，让桁架在温度变化下依然保持稳定的起拱状态。

还有啊，起拱后的桁架就像一个有着独特姿势的舞者。

它在风中也好，在承受重量的时候也好，都要保持这个优美（且有用）的姿势。

它不能像喝醉酒的舞者一样东倒西歪，得稳稳当当的，这就全靠起拱设计的科学性和施工的准确性啦。

大跨度钢桁架拱桥施工技术研究【摘要】本文从钢拱桥结构的特点入手，介绍了适宜钢桁架拱桥的几种施工方法，并说明了几种施工方法在工程中的结合运用，总结了施工过程中的关键问题及其应采取措施，对大跨度钢桁架拱桥施工控制问题进行了分析，供同行参考。

【关键词】钢桁架拱桥；桥梁施工；施工技术；引言近年来，迫于我国经济的快速发展和城市立体景观发展的需要，修建跨江桥梁选用钢桁架拱桥被广泛应用，钢桁架拱桥跨越能力强、承压能力高和外形刚健稳固，大跨度的钢桁架拱桥必然随着我国交通建设的迅速发展而得到更快的发展。

一、钢拱桥结构的特点分析（一）经济性能良好能个节间杆件都能根据受力大小而灵活改变截面和钢种，大大降低了建设成本，并且加快了施工速度，使工期缩短，桁架结构和网架相比，省下了弦纵向杆件和网架的球节点。

杆件多为承受轴向力构件，能充分发挥材料的力学性能。

（二）可以单独安装，施工方便桁架拱桥的单根杆件相对较轻，不需要大型的起吊设备，施工迅速，便于施工高工作业。

同砖石，混凝土，木材相比，在受力相同情况下钢结构自重小，从而可以做成跨度较大和高度较高的结构以及灵活的结构形体。

（三）建筑与结构的设计与功能一体化，使建筑更富有功能化在钢结构桁架桥中，桥型雄伟壮观，外形轮廓柔和，与周边景观易于协调搭配，能够体现现代工业化的风貌。

二、大跨度钢结构桁架桥的施工工艺施工方案的选择主要取决于结构形式。

在实际工程中，由于受结构设计特点、桥型布置、自然条件等因素制约，有时需要几种吊装方案结合操作。

以下是几种常用的施工方法。

（一）行走吊机架设法此种方法具有提升、变幅、回转、底盘调平、整机前移及锚固的功能。

起重机在钢桁拱上架梁时，上底盘能够随拱顶坡度变化保持水平状态，起吊安装时稳定性好，利于构件的准确定位和安装。

（二）浮吊架设法在河上或海上架设长大桥时，经常会使用到这一方法，在岸边将整孔桥梁组拼好，然后用浮吊将其吊起，并将浮吊拖曳航运至桥位，将梁在桥台、桥墩上架设就位。

钢结构桁架起拱预拼装的工艺要求与经验为了改善外观和使用条件，为了运输条件的限制，我们根据设计要求将四平卷烟厂的联合工房3区、1区的钢结构桁架在制造厂家进行了结构预拼装，我们监理部全程进行了跟踪指导检查验收。

四平卷烟厂的联合工房3区主梁是桁架结构，跨度是42 米，1区主梁是桁架结构，跨度是54米，1 区起拱度最高点是100 毫米，3 区起拱度最高点是65 毫米；这两个区的特点是：工期要求紧，钢构件数量多，质量要求严，整体起拱要求均匀精确。

根据设计在工厂要进行预拼装。

现就3 区拱度最高点65 毫米，跨度42 米长的桁架，说一下拼装经验。

首先在较平的地面放出一个42 米长的桁架立面图，垂直腹杆、斜腹杆及上下玄及起拱度都必须全画出来.上下玄杆因为总长是是42 米长，所以应分三个连接段，（便于运输）。

然后搭设H 钢平台，注意找平。

然后摆放上玄及下玄杆，螺栓连接，注意下料尺寸，应比图纸要求尺寸长，一个是钢材切割有收缩量，另一个起拱后直长变短，所以应该下玄和上玄应加长15 毫米。

然后从中心往两边分，2 米长一个火焰段进行焊枪烘烤。

火焰烘烤使上玄H钢正面一溜局部受热到700一一800度；母材颜色暗红即可。

上下烤一道也可，或烧成烧饼状也可，但目的就一个，就是让H 钢起拱。

2 米一个段一个段的烧烤完后，自然冷却查看地面的起拱线或拉线量尺寸，看各部位的尺寸够不够。

值的一提的是烘烤部位的尺寸一定要比设计尺寸要超出5毫米，这样冷却收缩后尺寸正符合图纸要求。

2米是烘烤距离，图上画的桁架是起拱度的一半。

65毫米是上玄起拱后的尺寸。

需要叮咛的是:上下玄火焰烤到位冷却后，再拼装垂直腹杆及斜腹杆。

这时应检查上下玄够长不，余量留足没，然后对垂直腹杆及斜腹杆应量实际的长度，再进行钻孔连接，全部拼装完后要检查上下玄总长度、两段的垂直度、直腹杆、斜腹杆及上下玄对接间隙应是6一8毫米，另外就是检查一下牛腿和腹杆的对接面、桁架预拼装的起拱度尺寸，并要求留有焊缝坡口全部为单面。

钢箱梁钢桁架制作起拱方法说实话钢箱梁钢桁架制作起拱方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我刚开始就想着差不多就行呗，按照自己估摸的数值弄，结果做出来的东西根本就不合适，起拱的那个弧度乱得很。

我试过直接按照图纸上的理论数据来，但是实际操作的时候发现根本不是那么回事儿。

材料本身有一定的弹性和伸缩性，你要是就按死数据弄，等加上各种应力、温度变化啥的影响后，就全乱套了。

后来呢，我就借鉴一些老工人的经验。

他们说有个笨方法，就是先用一段小样先模拟，就好比做衣服的时候先缝个小布片看合不合适那样。

我就找了一小段和正式材料一样的钢材，按照我预估的起拱方法先做一个小的钢桁架起拱样板。

然后我仔细观察这个小样在各种环境下的变化。

可是这个方法太费时间，而且不太精确。

我也咨询过一些工程师朋友，他们讲要先对材料的性能、比如伸缩系数等特别了解才能更好地确定起拱方法。

那我就开始仔细研究材料的各种参数，这就像摸清楚一个人的脾气再去安排事儿一样。

我把材料的这些数据一个一个地分析，根据不同的温度、承重的预估值重新计算起拱量。

但这个开始的时候我很容易算错，把一些数据的计算关系搞混了，得出了特别离谱的起拱值。

没办法我又重新仔细地梳理了计算过程，写在本子上，一步一步对照着算，终于得到了相对更合理的数值。

我觉得比较可行的方法是，一方面根据材料的性能精确计算个大概数值，另一方面，边制作边量，多做一些测试点。

比如说每隔一定距离测量一下实际起拱的高度是否与计算值相符，如果差太多就得及时调整。

而且在起拱施工过程中千万不能着急，就像盖房子打地基一样必须稳稳当当的。

还有一个要领就是在起拱时对力的控制要均匀，不能一会儿大一会儿小，就像拉橡皮筋，力不均匀橡皮筋的形状就不规则。

我目前就是慢慢按照这个思路和方法在做钢箱梁钢桁架的起拱，效果还不错。

不过呢我知道这也不是完美的方法，可能还有很多需要改进的地方，但目前算是能解决很多问题的一个途径了。

反正这钢箱梁钢桁架制作起拱啊必须得多实践多琢磨，每一次的失败都是在为成功找路呢。

.大跨度钢结构桁架起拱工艺在工业管道安装过程中，大型管道经常会跨越公路、河流等。

在一定范围内不能安装支架等承重构件。

为解决上述问题，经常需要制作大跨度桁架作为主要承重构件。

常用三面、四面或多面平面桁架组成具有空间结构的钢桁架。

为抵消自重及载荷作用下的全部或部分挠度，通常规定在钢桁架制造时预先进行起拱。

起拱值一般为跨度的 1/500 或 1/700。

桁架起拱工艺的好坏直接影响到整个钢桁架制作质量，故大跨度钢桁架制作关键之一便是起拱。

本文将以今年工安工程处制作的多种形状大跨度钢桁架（ 30M 左右），详细介绍钢桁架制作过程中的起拱工艺。

并将有争议的起拱方法一并提出。

抛砖引玉，供大家进行探讨。

第一部分：钢桁架起拱线详细画法。

以跨度 30M 钢桁架，起拱度为50mm 为例。

如图一所示：在 AUTOCAD中画水平直线AB ，作 A、 B 垂直平分线OC。

设 AB= 跨度 =30M ， OC=挠度 =50mm ，以 O 点为圆心， OC为半径画 1/4 圆周 C-4。

4 等分 C-4 以及 O-4 。

并连接。

如图二所示：在 AUTOCAD中截取每份长度并记录下来以备用。

如图三所示：4 等分 AO ，由等分点引上垂线，取各线长度对应上述记录数据值 50mm、47mm、 37mm、 21mm、 0mm绘于等分点上。

过上述几点连接成光滑曲线，再对称画出右侧曲线即得出所需起拱线。

如图四所示：上述画法为起拱线详细画法。

在实际制作中，为获得更加理想的起拱弧度。

可将 AB 段， OC， O4 段等分为 7 等分，或 8 等分、 9 等分。

确保更好的起拱效果。

第二部分：实际操作（1）对于由四面组成类似于通廊的大跨度桁架实际起拱：在施工现场按第一部分所获得起拱线段，在钢板上画出桁架左右两侧实际样板，按1:1 画出实物。

注意由于桁架跨度较大，为保证较好的桁架制作质量，应用多张较厚钢板平铺并用水平尺进行调平。

待整个放样完毕后，开始铺设角钢。

大跨度拱形钢结构安装施工工法1.前言本工法是在2007年获批的国家一级工法的升级版；其核心技术曾达到国际领先水平，现仍处于国内领先水平；本工法是在呼和浩特白塔机场航站楼工程——205米跨二次抛物线箱型变截面连体双斜向钢结构拱安装施工技术基础上而形成的。

后经在辽宁省锦州滨海体育场306米跨变截面钢管桁架拱成功安装、河北省保定东湖观光桥工程104米跨双钢管混凝土桁架拱成功运用，使得大跨度钢拱结构安装施工技术日臻完善。

本工法核心技术2015年4月通过了河北省住建系统专家论证，曾先后获得了河北省政府科技进步二等奖2项、国家科学技术进步二等奖1项：拥有专利技术2项;编制企业标准1部，主编同类省地方标准2部，出版专辑书刊2部，发表学术论文17篇。

本次升级补充的主要内容是：（1）运用空间坐标变换原理，巧妙解决了“大跨度钢结构拱脚安装定位组件”技术。

即将复杂的拱脚构件定位简化为简单的三面歇趾脚杆件定位件，解决了超大空间三维曲线构件定位技术难题。

（2）施工过程中采用了“主拱临时卸载支撑架体”组装杆件化技术，工具化，运输方便、节省储存空间；施工标准化，大大降低工程成本。

（3）超长钢拱结构杆件温差变形大，利用计算机三维模拟仿真施工技术和BIM信息化技术，对中间拱段合拢过程模拟，正确实施温度计算跟踪，实现了超长大跨度拱钢结构顺利安装。

2.特点2.1 与高空散装法相比：大大减少了空中焊接工作量，确保了工程质量，降低临时支撑措施费用。

2.3 与现场组装整体吊装法相比：解决了当地吊装机械起吊能力不足、风大沙多工程质量不易保证的问题。

2.4 拱脚三维多向定位组件化、简单化。

2.5 中间段合拢，数据信息化施工控制。

2.6 临时支撑架杆件化、片装化、标准节化，工具化，降低施工总成本。

2.7本工法所用的“化整为零”、“一步一稳定，步步推进”，“先两边后中间的对称均衡施工”、“先下后上，循序渐进”的施工原理简单，便于掌握。

3.适用范围本工法适用于大空间工业与民用建筑工程、交通跨江河桥梁工程。