5小拼单元分块拼装

5.1小拼单元加工

5.1.1拼装场地硬化平整

小拼单元在标高8.800m的高架层上进行拼装，单片拼装时，在硬化的场地上铺设钢板，为单片桁架拼装提供平整、坚实的平台。

5.1.2胎架放样制作

桁架按卧位平放的方式进行拼装，放样前先在计算机上按照1∶1的比例进行放样模拟，确认无误后再按照1∶1的比例在钢平台上划出单片桁架外形轮廓线与内框线，各个腹杆连接点位置线等，制作胎架，胎架采用HW200×200×8×12的H型钢制作，胎架放样示意如图5所示。

图5胎架放样示意

5.1.3小拼单元拼装

装配前必须按照图纸要求制作好圆弧弦杆，然后按照已划出内外轮廓线定位固定上、下弦杆定位并分别装配垂直腹杆及斜腹杆，弦杆安装示意如图6所示，腹杆安装示意如图7所示。

图6弦杆安装示意

图7腹杆安装示意

5.1.4小拼单元焊接及验收

焊接采用CO2气体保护焊，焊接从中部向两端进行，焊接时先焊接下弦杆的对接焊缝，焊接上弦杆的对接焊缝，然后焊接下弦腹杆，最后焊接上、下弦杆间的腹杆。焊接结束后，进行焊缝打磨、UT探伤检验，填写单榀报验单并报监理验收。

5.2原位拼装胎架搭设

（1）原位拼装胎架主要为矩形框架结构形式，经施工受力模拟分析后进行设置。

（2）胎架框架形式示意如图8所示。桁架采用原位拼装，每个桁架下弦节点投影到地面处对应一个胎架柱，胎架柱预埋件施工前在计算机上进行放样，并在站房高架层混凝土浇筑前，测量定位好胎架预埋件位置，埋设预埋件。

图8 胎架框架形式示意

（3）胎架柱采用200mm×8mm、100mm× 5mm、150mm×6mm的方管，随桁架拼装进度进行 安装，柱底与预埋件进行角焊缝焊接连接。高度随桁架拼装要求进行调整，间距根据桁架下弦节点间距进行调整，即每个桁架下弦节点对应一根胎架立柱，立柱起到支撑桁架的作用。

（4）胎架底部采用直径为10圆钢双向拉结，与胎架柱侧面角焊缝焊接连接，固定胎架下部。

（5）胎架上部采用80mm×60mm×4mm、100mm×5mm的方管做顶部拉梁，固定胎架上部。

（6）部分较高胎架之间需加设斜撑，斜撑规格为80mm×60mm×4mm，起到稳定胎架体系的作用。

5.3小拼单元分块拼装

（1）张家口南站工程根据屋盖桁架的结构形式，结合线路运营及土建等其他专业的施工情况，运用BIM虚拟建造和有限元分析等信息化手段，综合分析柱网尺寸、结构受力情况、提升力、温度应力等数据，将整个屋盖桁架划分为4个提升区块，提升区块划分示意如图9所示。

图9提升区块划分示意

（2）按照上述的提升区块划分原则分别进行各区块的小拼单元原位拼装，最终使得每个区块屋盖钢桁架组合成一个整体。

（3）小拼单元原位拼装之前，采用BIM施工模拟技术，模拟各区块的拼装顺序，并按照模拟的拼装顺序为每个小拼单元进行编号，按照编号顺序进行加工制作及安装，形成有效的拼装流水作业。

（4）拼装过程中要按照编号对小拼单元进行规格型号、外形尺寸、安装位置的核对，以保证拼装精度及提升后各区块的对接精度，进而保证屋盖整体的施工精度，使屋盖受力接近理论计算。

6桁架分区块提升

6.1提升系统安装

6.1.1提升吊点的设置

运用BIM虚拟建造和有限元分析手段，综合分析柱网尺寸、结构受力情况后，确定各个区块的提升吊点及背拉点设置。

6.1.2提升吊点说明

采用液压同步提升系统进行整体提升，需要设置专用提升平台，即合理的提升上吊点，提升上吊点布置液压提升器，液压提升器通过提升专用钢绞线与待提升构件上的对应小吊具相连接。

在原结构支撑柱柱顶侧面焊接钢托座，设置提升架，提升梁选择B400×700×20×25、B500× 400×20×25–25、B400×400×20×25–25等焊接箱形截面，立柱选择B350×350×20×20焊接箱形截面，钢托座采用B400×400×20×25–25焊接箱形截面，连杆采用B300×300×20×20焊接箱形截面，提升梁上开孔，使钢绞线穿过，其上放置提升器作为上吊点。在圈形补强桁架最下层位置向柱侧悬挑设置下吊点，放置提升器地锚，下吊点采用B250×250×20×20、B200×200×16×16等焊接箱形截面制作。

在提升过程中，提升支撑架设置在原结构钢管混凝土柱上，部分吊点为单边受力，会对原结构钢管混凝土柱产生较大的附加弯矩，为减少不利附件弯矩，对吊点反力较大（超过600kN）的单边吊点设置背拉结构，减小附加弯矩，背拉索也采用液压提升系统实现，在提升架另外一侧设置与提升侧相同型号的提升器，并在提升时与提升侧同时加载。

6.1.3提升设备的选择

液压提升系统主要由液压提升器、泵源系统、控制系统、钢绞线、导向架等组成。

（1）液压提升器。液压提升器的配置主要考虑吊点提升反力。各提升单元设备配置如下。分区一：4台TJJ–600型；16台TJJ–2000型。分区二：2台TJJ–600型；10台TJJ–2000型。分区三：4台TJJ–600型；10台TJJ–2000型。分区四：6台TJJ–600型；8台TJJ–2000型。考虑满足单个分区提升，同时考虑配置8台TJJ–2000型液压提升器用于背拉，本案中总计配置6台TJJ–600型液压提升及24台TJJ–2000型液压提升器。

（2）泵源系统。泵源系统数量依照提升器数量选取。每台泵站最多控制4~6台液压提升器。

（3）控制系统。依据提升器及泵源系统，配置一套YT1型计算机同步控制及传感检查系统。

（4）钢绞线。采用高强度低松弛预应力钢绞线。根据结构重量及液压爬行器配置，选取直径为15.24mm，破断力为26t/根钢绞线。每根长约20m，共计约8t。每台TJJ–2000型液压提升器内穿18根，单点最大反力为1635kN，钢绞线裕度系数为2.86。每台TJJ–600型液压提升器内穿6根，单点最大反力为372kN，钢绞线裕度系数为3.27。

6.2桁架分区块提升

本工程为主次平面桁架的结构形式，主桁架为平面桁架，最大跨度为48m，次桁架为局部抽空斜杆的双向交叉矩形管桁架。现场采用三块合一整体提升流程，3个提升区块地面拼装，中间区块先行提升至与两侧提升区块对接位置，合并后进行整体提升。

第一步，分区块地面拼装；第二步，中间块提升，空中对接；第三步，整体提升至设计标高。

7安装后补杆件

在设计上吊点时，提升支架的设计避开柱顶后补杆件，故提升支架与柱顶候补杆件没有冲突，提升支架卸载前将候补杆件补装就位即可。先安装上弦处的候补杆件，再安装下弦处的候补杆件，然后安装腹杆，候补杆件采用设置在圈形补强桁架上的卷扬机吊至相应位置附近，操作人员对杆件位置调整后再焊接。

8提升设备卸载、拆除

卸载时同步分级卸载，依次为20%、40％、60％、80％，检查无异常后卸载至100％。此时，结构荷载完全转移至钢柱，结构受力形式转化为设计工况。卸载完成后，按卸载次序将上吊点提升器进行回收，提升架进行拆除。

9结束语

高铁站房双曲方管桁架屋盖工程分块提升施工工艺要点：（1）小单元分块拼装；（2）桁架分区块提升；（3）安装后补杆件；（4）提升设备卸载、拆除。

（本文已完结）