0 引言

　　随着我国现代高速铁路建设快速发展，与高速铁路相关基础设施的建设也获得了蓬勃发展^[1]。这些基础设施包括铁路车站、站台、相关综合服务设施等。考虑铁路运输功能的特殊性，这些建筑结构通常要满足结构轻、跨度大的特点，因此多采用轻型钢结构屋盖。其中，钢桁架梁作为主体结构可实现大跨度屋盖设计，且以其结构设计轻便、布置灵活的特点被广泛应用于工程中^[2]。

　　钢桁架梁应用于大跨度屋盖中，需要通过将预制钢桁架进行分段吊装连接，从而形成整体结构。在大跨度结构中，由于钢桁架梁构件长、截面大、构件重等特点，使得吊装顺序、位移和应力控制都成为施工过程中的核心问题^{[3,4,5,6,7,8]}。本文依据实际项目中大跨度钢桁架梁的吊装施工方案及施工过程，阐述其分段吊装施工关键技术，从而为类似工程的施工方案制定提供依据。

　　1 工程概况

　　延庆综合交通服务中心(换乘中心)项目位于北京市延庆区，位于既有延庆站及新建京张铁路延庆支线北侧，总建筑面积为14 951.14m²，其中地下5 243.71m²，地上9 707.43m²。站房主体采用钢筋混凝土结构(见图1)，屋盖采用钢桁架形式，钢桁架由底部树状分叉立柱支撑。分叉立柱采用钢管混凝土截面，上部桁架则通过圆钢管焊接拼接而成，形成分段预制构件，在工厂中预制而成，运输至现场完成吊装拼接。

　　钢桁架平面布置如图2所示，屋盖结构包含平行布置的3榀钢桁架(对应于?，?，?轴)，桁架间距为10.5m。每榀桁架立柱支承点位于(2),(4),(8),(10)轴线上。桁架设计采用3跨布置方式，跨度分别为18.6,39.9,18.6m。

　　图1 站房主体结构  

　　图2 钢桁架平面布置  

　　2 钢桁架梁吊装方案

　　2.1 吊装前准备工作

　　构件吊装前复核各柱顶、埋件的轴线尺寸，标高尺寸无误、混凝土构件强度达到设计要求后方可进行构件吊装。

　　2.2 主桁架梁分段

　　根据构件规格和加工运输、吊装要求，将钢桁架梁分为4段进行吊装，长度分别为21.165,18.750,19.200,23.397m。典型成型吊装件如图3所示，钢桁架梁截面为三角桁架形式，上弦杆和上弦缀杆采用方钢管，下弦杆和竖向缀杆采用圆钢管，钢管间采用焊接连接形成整体。

　　图3 分段吊装件 

　　2.3 吊点分布

　　主桁架梁位置搭设满堂承插型盘扣式钢管脚手架作为临时支撑架，须满足钢桁架承重要求，主桁架对接安装位置搭设操作平台。将分段主桁架用平板汽车式起重机倒运至260t汽车式起重机站位附近，并用临时支撑固定。如图4所示，主桁架选用四点绑扎法进行吊装。钢桁架绑扎时，两边吊索等长，吊点绑扎牢固，吊点位置须对称、准确。

　　为保证4个吊点均匀受力，吊点绑扎前对每根吊索的长度进行模拟计算，确定每根吊索的实际长度。为防止吊绳不均匀受力，在4根吊索下端外侧均挂10t倒链，必要时通过倒链调节吊索长度，平衡各根吊索受力。为确保各吊点受力均衡，施工时吊装钢丝绳下料需提前在CAD中模拟放样。

　　图4 吊点布置示意 

　　2.4 主桁架梁吊装工序

　　主桁架梁采用高空原位单元安装法，分段吊装、设临时支撑、空中对接组装。施工顺序为:(1)将结构合理分段，并将各施工段内的结构分成吊装单元，在地面将构件和节点组装成吊装单元;(2)根据分段情况，在分段处设置支撑体系;(3)利用起重设备将吊装单元吊装至支撑体系上，并进行杆件补装;(4)待结构形成完整结构体系后，进行卸载，使结构达到设计状态。钢屋盖桁架梁?，?轴桁架预起拱值为20mm，?轴桁架预起拱值为80mm。屋盖钢结构合龙温度宜控制为15～20℃。每段桁架吊装顺序为:?轴桁架→?轴桁架→?轴桁架与?轴桁架之间的钢次梁→?轴桁架→?轴桁架与?轴桁架间的钢次梁。

　　3 钢桁架结构卸载方案

　　主体结构拼接完成后依次安装焊接钢梁及桁架间钢次梁，形成稳定的结构体系，经自检合格后，准备进行卸载。合理的卸载顺序和正确的卸载措施，是确保卸载成功的关键。卸载遵循由中间向两边、中心对称原则，通过放置在临时支撑架上的可调节点支撑装置(千斤顶)，经多次循环微量下降实现“荷载平衡转移”。为防止个别支撑点集中受力，根据各支撑点的结构自重挠度值，采用分组、分阶段按比例下降法拆除临时支撑点。在卸载过程中，必须严格控制循环卸载时的每一步精度和同步性，设置测量控制点，对卸载全过程进行监测，实施信息化施工管理。

　　根据以上原则，为确保桁架梁的安全卸载，本项目采用整体分组逐步卸载法，遵循下列要求。

　　1)将整个桁架卸载过程作为整体考虑，钢管桁架结构在卸载完成前处于千斤顶支撑受力状态;逐组卸载临时支撑点，确保卸载时临时支撑点受力满足要求。

　　2)确保卸载过程中各点受力均衡，根据钢管桁架结构自身特性，逐组卸载临时支撑系统，根据千斤顶设计下降高度，分若干个卸载步骤，每次在规定时间内缓缓下降。

　　3)卸载操作选择晴天无雨或风力小于6级的天气，确保卸载正常进行。卸载前，对各临时支撑点进行坐标测量复核，特别是标高复核。用全站仪测量各标高及位置并记录，作为调整依据。确保卸载时每步下降值在可控范围内，做好卸载量的计量工作，在临时支撑点近侧立刻度尺，对准刻度并固定，直至卸载完成后方可移走;直接在千斤顶上沿下落方向给出每步卸载的高度值，作为控制标准。

　　4 结语

　　延庆综合交通服务中心项目屋盖三角桁架梁最大跨度达40m，采用分4段吊装施工的方式，通过预起拱和施工监控保证设计位形。卸载阶段采用整体分组逐步卸载法，保证卸载过程中结构内力和变形可控，达到结构最终成型态的精度，并满足设计要求。该工程采用的大跨度桁架梁体系分段吊装施工技术，有利于建立该类型结构体系的科学施工方法。