硕士学位论文-大跨度钢桁架结构安装方案研究

分类号： 密 级： UDC： 学校代码： 10127 硕士学位论文论文题目： 大跨度钢桁架结构安装方案研究英文题目： The study of Large span Steel truss Structure Installation program 学位类别： 工程硕士研究生姓名： 学号：201102426学科(领域)名称： 建筑与土木工程指导教师： 职称：教授 协助指导教师： 职称：教授2013年3月20日独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名： 日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生院有权保留送交学位论文在学校相关部门存档，允许论文在校内被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。在论文作者同意的情况下，研究生院可以转授权第三方使用查阅该论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名： 导师签名： 日期：内蒙古科技大学硕士学位论文内蒙古科技大学硕士学位论文摘 要建筑工程领域中，大跨钢桁架的发展日新月异，它的结构轻巧、结构形式丰富多样，加工制作便利、结构传力明确、经济效应合理，是目前应用比较广泛的一种结构体系。由于各种工程实践的不断增多以及技术人员对理论研究的不断深入，大跨度空间钢结构的新材料、新技术、新体系,更加体现大跨度空间结构的合理性、经济性和先进性。现在大跨度空间钢结构虽然有趋于成熟的设计理论，不过施工方法及精度还有待增强。本文以长春奥林匹克公园工程中的全民健身中心钢桁架工程为例，对大跨度钢桁架结构的分段吊装技术进行了详细的分析论述。首先，以大跨度钢桁架的加工与制作为基础，主要论述了大跨度钢桁架构件的加工与制作工艺、组装工艺以及整体拼装工艺等。以钢桁架的分段吊装技术作为前提，具体论述了构件的分段、构件的运输、构件的拼装、构件的吊运等。以目标函数满意度法为基础，建立钢桁架吊高计算的数学模型，通过对数学模型的计算分析，得到比较合理的钢桁架吊高取值范围界限，进而选出一个合适的值作为起吊高度，改善以前通过经验估算吊高的问题。以应变能原理为基础，变量为钢桁架四吊点的不同组合，利用ANSYS软件对钢桁架的应变能进行数值模拟分析，得出不同的应变能组合，从中筛选出钢桁架结构单元的应变能组合、杆件的最大轴向力、钢桁架的最大节点位移为最小的组合值，确定出最佳四吊点组合。最后，结合以上分析，详细论述了长春奥林匹克公园工程中的全民健身中心A区倒三角钢桁架的分段吊装施工过程，并对钢结构拼装和吊装进行了详细的介绍和相关计算，用MIDAS软件详细分析了大跨度钢桁架分段吊装和就位的应力应变情况，并且检验了吊高计算与吊点分析的可靠性。关键词：钢桁架；分段吊装；吊点设置；应力应变AbstractIn the field of Construction Engineering, The development of large-span steel truss is changing，Its lightweight structure,Rich and diverse structure, Manufacture to facilitate, Structure of power transmission clear, Economic effect reasonable, It is used widely as a structural system Currently. Deepening of theoretical research due to the growing and technical personnel of various engineering practice, Large span steel structure, new materials, new technologies, new system, More reflect reasonable span spatial structures, economy and advanced. Large-span steel structure now mature design theory, However, the construction method and the accuracy has yet to be enhanced.National Fitness Center steel truss engineering of the Changchun Olympic Park project as an example of this thesis, The hoisting technology of large span steel truss structure segmentation carried out a detailed analysis.Firstly, To-based processing and production of large-span steel truss, Discusses the processing and production process of large-span steel truss members, Assembly process and the overall assembly process, etc.To steel truss segment lifting technology as a prerequisite, Be discussed in detail Segment of the component, Transport of components, The assembly of components, Lifting of the components, etc.To-based objective function degree of satisfaction law, Build steel truss hanging high computational mathematical model, Through the calculation of the mathematical model analysis, Get more reasonable steel truss hanging the range boundaries, Then elect a suitable value as lifting height, Improvement over the earlier estimate by experience hanging high.To-based the principle of strain energy, Variable for different combinations of the four lifting point of the steel truss, ANSYS software to simulate the strain of the steel truss analysis, Arrived at a different strain energy portfolio, Selected from a strain of the steel truss structure unit can be combined, Maximum axial force of the lever member, The steel truss nodal displacements minimum combined value of, Determine the combination of the best four hanging points.Last, Combination of the above analysis, Discusses in detail the Changchun Olympic Park project in National Fitness Center A inverted triangle steel truss Break lifting construction process, And steel structure assembly and lifting a detailed introduction and computing, Detailed analysis of the MIDAS software span steel truss Break lifting and place the stress-strain, And verify the reliability of the hanging high computational lifting point analysis.Keywords: Steel trusses； Sub-lifting； Hanging point set,；Stress-strainIII目 录摘 要I1绪 论11.1引言11.2大跨度钢结构的施工方法21.3论文的研究背景、内容和意义41.3.1研究背景41.3.2研究内容51.3.3研究意义62大跨度钢桁架的加工和制作72.1制作工艺流程72.2焊接实腹H型钢制作72.2.1 H型钢制作标准72.2.2 H型钢加工工艺92.3钢桁架梁制作112.3.1装配胎模和工作平台准备112.3.2钢桁架梁的拼接112.3.3钢桁架整体焊接原则143大跨度钢桁架的分段吊装工艺163.1结构的分段163.1.1结构的分段原则163.1.2结构的分段方法173.2构件的运输193.2.1运输工作的准备193.2.2运输方法及注意事项193.3大跨度钢桁架分段的吊装工序203.3.1桁架提升准备203.3.2结构分段的调位213.3.3结构分段的吊运213.3.4结构分段的就位223.3.5结构分段的固定234大跨度钢桁架的施工关键技术研究254.1钢桁架吊高的计算与分析254.1.1起吊高度的选择原则254.1.2函数满意度法基本理论264.1.3吊绳拉力和起吊高度的数学模型关系建立274.1.4四吊点钢桁架结构合理吊装高度计算294.2钢桁架吊点设置的方案研究304.2.1吊点设置的原则和方法304.2.2利用应变能原理进行吊点的选择分析314.2.3四吊点组合的钢桁架吊点选择分析335大跨度钢桁架的分段吊装施工实例365.1工程概况365.2施工重点与难点及解决措施385.3大跨度钢桁架结构分段吊装实例395.3.1钢桁架的拼装工艺395.3.2倒三角钢桁架的吊装过程435.4三角桁架安装工况分析455.5全民健身中心桁架安装计算455.5.1桁架就位计算455.5.2桁架吊装计算465.6本章分析小结47结论和展望48参考文献50致 谢54内蒙古科技大学硕士（博士）学位论文内蒙古科技大学硕士学位论文1绪 论1.1引言在8090年代大跨度钢结构建筑就逐步开始遍及我国各地，是近年来发展很快的一种结构形式1，各个国家在这方面都进行了大量的研究，使大跨度钢结构打下了良好的技术基础，同时给大跨度钢结构以后的发展也创造了条件。随着国家经济建设的发展，社会对大跨空间钢结构的需求日益增长，大跨度钢结构技术能否得到充分的发展，是体现一个国家土木工程行业水平的一个重要指标。根据我国建筑行业的发展状况，大跨度钢结构是指跨度等于或大于60m的钢制的平面的刚架、桁架、拱架，及空间的网架、悬索、索膜、网壳等结构的屋盖2。大跨度结构一般情况下分为空间大跨度结构与平面大跨度结构两种3。平面大跨度结构通常选用刚架、桁架以及拱等静定与超静定的形式，所承受的荷载、受力与变形均表现为二维特征即平面特征。以上结构应当在承重结构的平面外方向上增设垂直与水平支撑，以确保其整体刚度、稳定性和有效传递纵向荷载，屋面板以及檩条等也可以对其有同样的影响作用。平面结构因为其受力特点的局限性，该结构较少应用到大跨度结构建筑物中。不过像网壳、悬索、网架以及薄壳等大跨度空间结构，其受力比较复杂，体现了三维的受力特点，并且内力的传递也是三维的，基本都是以轴力以及平面内力的方式受力，与平面结构相比其力学性能较好，其优势表现为结构整体性好、整体刚度大以及内力均匀分散等45。随着我国经济建设的蓬勃发展，我国对大跨度钢结构技术投入了大量的研究，并且取得了显著的进步，正在朝国际先进水平方向发展。如今，大跨空间钢结构多姿多彩，结构形式多样化，我国对大跨度钢结构的需求越来越强烈，大跨度钢结构广泛应用于各种大型游泳馆、体育场、大剧院、国际展览中心、航站楼、网架等建筑。尤其是最近这几年，随着北京奥运会、广州亚运会等国际重要活动的成功举办，大跨度弓箭钢结构将逐渐广泛运用与大型体育馆、展览馆、影剧院、会议室、候机厅等各类重要建筑物的屋盖结构。这标志着我过大跨度钢结构工程的前景是光明的，与此同时，也给我过大跨度钢结构的理论与实际操作提出了更大的考验。在我国，大跨度钢结构建筑物无处不在。沈阳奥林匹克体育中心主体育场10，地下结构层、地上6层，总建筑面积13.888万m2。由两个结构主体组成，看台部分采用钢筋混凝土结构，屋盖采用拱形钢结构，拱形屋盖一共由6片钢结构组成，东西各分3片，在6个拱形片中，每两片间留有一定缝隙，不仅保证场馆内的空气流通，还可以有效避免其它大型场馆产生回声，观众听不清广播的问题。屋顶全部采用阳光板、玻璃等透光材料，此外，奥体中心主体育场将打破大多数场馆的三层看台模式，采用两层看台结构。上海东方体育中心工程综合体育馆11，高43米，长166米，宽172米，地下二层，地上三层，主要由10榀跨度151米的空间异形管桁架组合而成，10榀钢架截面呈倒三角形的大空间体系，单榀重量550吨，总用钢量约6000吨。该钢结构工程强化了抗震设计，采用了国际先进的BRB消能支撑技术，确保建筑物如遇地震而不受影响。其具有结构空间特大、单榀构件超重、各专业施工相互交叉而对精度测量、高空焊接等一系列施工技术难题。 图1.1沈阳奥体中心主体育场效果图 图1.2上海东方体育中心综合体育馆效果图1.2大跨度钢结构的施工方法对于一个大跨度空间钢结构而言，可用的施工方法常常不止一种，而且每一种施工方法都具有自身独特的特点和各自的适用范围，选择合适的施工方法尤为重要，它将会直接影响到工程的质量、施工的进度、施工的成本等技术指标1213。钢结构常见的施工方法如下1417：高空散装法把结构的所有杆件（或散件）和节点（或小拼单元）直接在空中设计位置进行拼接成整体的安装方法称为高空散装法，又名单元安装法。其分为悬挑法和满堂脚手架（即全支架法）。前者多应用于小拼单元在高空中的总拼接，而后者多应用于散件的拼装。该方法施工时不需要大型的起重设备，可是现场高空作业量较大，而且必须有大量的材料和设备才能满足作业要求。该方法适用于非焊接连接的各种类型的网壳、网架或桁架，对螺栓球节点施工尤为适用。拼装的难点在于控制各节点的坐标。分条（分块）或分块安装法分条安装法又称小片安装法，是指把钢结构划分成若干块状或条状单元，然后逐个用起重机械吊装至空中设计位置进而总拼成整体的安装方法。该方法适合划分成条（块）单元后其刚度和受力改变较小的结构。分条或分块的大小应根据起重机的负荷能力而定，分块后各单元的重量相对会轻，这对于起重机的要求也较为简单，便于节约成本。因条（块）状单元绝大部分是在地面焊接、拼装，高空作业相对较少，对工作质量的控制也相对有利，而且可省去大部分的拼装支架。高空滑移法将平面结构按条状单元划分，然后把这些条状单元放在现场建筑物预先铺置好的滑移轨道上由一端滑移到作业的另一端，然后进行总拼成整体的方法就是高空滑移法。该方法可分下列两种：（1）单条滑移法将条状单元一条一条地分别从一端滑移到作业的另一端进行安装，各个单元之间分别在高空再连接形成。就是一条一条的逐步滑移，然后逐条形成整体。（2）逐条累计滑移法就是先将条状单元滑移一段距离后，该距离为能接上第二条单元时的宽度便可，连接上第二条单元后，两个单元一起再滑移一段与前面同样宽度的距离，然后再接第三条，三个单元又一起再滑移一段距离，再接第四个单元，这样循环操作直至接上最后一条单元为止，如此所有的条状单元便可以同时滑到设计位置。整体吊装法整体吊装法是指将结构各单元在地面用胎架总拼成整体，然后用起重机械将其吊装至设计位置并加以固定的方法。用该方法安装空间钢结构时，在场地外进行拼装完成，但吊装过程中，由于起重机械会长时间长距离的作业，一般采用履带式起重机进行吊装施工。此法通常适合于焊接节点连接网架，因此地面拼装容易保证焊接质量和几何尺寸的准确性。其不足的是用该方法吊装施工要用到大型的起重机械，并且对起重机停机点的地耐力要求很高，同时会土建的施工作业有相对影响。整体提升法整体提升法是将结构在地面上进行整体拼装后，起重机械设在结构的上方，通过吊杆将结构提升至高空设计位置的施工方法。这种施工方法通过电动螺杆千斤顶、升板机、液压滑模千斤顶等大量安装到大型钢结构，降低吊装成本。其次是提升机械能力较大，提升时可将屋面板、防水层、采暖通风及电气设备等全部在地面施工完成后，再提升到高空设计位置，进而大大降低施工成本。整体顶升法整体顶升法是把结构在地面上进行拼装，在结构各支点的下面安装千斤顶，然后将柱作为滑道，逐步地把结构顶升到高空设计位置的施工方法。整体顶升法和整体提升法区别在于提升机械的位置不同，前者提升机械位于结构支点的下面，后者提升机械则位于上面，两者相类似，但其作用原理不同。折叠展开安装法1819折叠展开安装法是把一个穹顶看作由径向的拱绕竖向中轴旋转一周而成，因此，可以把穹顶结构看作是径向拱的作用与环向箍作用的组合。针对该穹顶结构来说，去掉部分的环向箍作用就是去掉一部分环向杆。从而穹顶结构就可以产生一个竖直方向的、且唯一的自由度。利用穹顶临时具有的这个自由度，就可以把穹顶先折叠起来，在接近地面的高度，先对穹顶结构进行安装。然后通过液压顶升和气压等方式把折叠的穹顶沿其仅有的竖向自由度方向顶升到高空设计位置，进而完成穹顶的安装过程。本论文中的长春全民健身中心钢结构工程采用的是整体吊装法，用履带式起重机进行吊装。1.3论文的研究背景、内容和意义1.3.1研究背景随着各种大型网架、机场、会展中心、体育场、剧院等大型空间结构建筑物得到了广泛应用。我国对各种大型空间结构建筑物的需求量越来越大，甚至赶超一部分发达国家。无论是相关工程界、研究部门还是设计部门，在对我国大跨度空间结构的研究上，其积极性都日趋高涨。为了让大跨空间结构的研究更上一层楼，各部门在进行研究前，必会进行充分的理论和技术准备，不久的将来更为先进的设计理念和施工建造技术也将被运用到该研究过程中。随着大型空间结构建设项目日益增多，各部门将会越来越重视复杂大跨度空间结构研究过程中的诸多问题，比如施工技术以及施工过程中表现出来的诸多力学及关键技术问题。为了保证施工成型后的结构满足设计需求，设计人员必须重视结构的设计受力状态，并且要保证在结构的成型过程中进行足够的分析。所以，施工人员、设计人员不仅要对结构的结构性能和设计状态了如指掌，还要选择正确的结构成型和施工方法。针对大型复杂空间结构项目，对结构施工过程中的不同工况状态必须进行跟踪分析，对安装过程中结构的安全性与安装完成后结构的可靠性进行反复检查，确保整个项目能够顺利进行。施工技术在大跨度钢结构的建造过程中起关键性作用，为了保证结构的完全性和经济性，必须采用合理的施工方案和科学分析。不过，在所发生的工程事故中，其中大部分是因施工方法使用不当酿成的。施工方法使用不合理会对整个工程建造过程造成严重的安全隐患，比如方案选择的不合理会对整个工程造成大笔不必要的支出，技术手段的不足会使工程因没有建立在科学的分析基础上，而不可避免地造成结构受力影响。通常情况下，结构的受力状态对大跨度复杂钢结构的成型过程影响很大。由于大跨度空间结构体系的复杂性，往往导致众多相互关联的因素同时影响施工中的结构受力，为施工过程的力学分析增加了难度，再加上对于大跨度钢结构分段吊装技术的研究缺乏系统性的研究。1.3.2研究内容本文对大跨度钢结构施工过程进行研究分析，与实际工程实例相结合，对大跨度钢结构吊装施工过程以及桁架的受力变形情况进行了详细论述，本文主要分析内容如下：大跨度钢桁架的分段吊装工艺。建立数学模型确定起吊高度。ansys分析钢桁架吊点的选取。以长春奥林匹克公园工程中的全民健身中心钢桁架工程为背景，对大跨度钢结构吊装过程进行了详细的介绍，分析了桁架安装和就位时的应力应变变化情况，并进行了相关总结。1.3.3研究意义我国的起步较晚，并且过去十几年的时间里基本没有明显的发展。就大跨度钢桁架结构的发展而言，某些吊装技术还不及发达国家，因此，我国既要主动学习和研究其先进的技术，也要根据我国建筑业发展的基本情况和施工现场的作业条件，发展属于我国的大跨度钢结构吊装技术。很久以前，分段吊装技术在我国就已经开始发展了，不过近些年来并没有取得显著的发展效果，而且目前大跨度钢结构施工中对分段吊装技术的要求越来越高。随着建筑业迅速发展，更大跨度的结构以及其更为复杂的结构形式，对现场施工技术和工程进度及其成本的要求也就越来越高，这必将是建筑界关注的焦点问题。而且，跨度的增大，结构划分也将会有更大的尺寸，进而吊装机械的起重能力也会更大。吊装施工中，桁架结构各杆件之间所受的力和吊装后试用阶段所受的力存在比较大的差异，所以，掌握吊装施工中各单元工况的受力，会给分段吊装技术施工带来很大的方便，对工程施工的成功与否也起到了关键的作用。促进大跨度钢结构分段吊装技术的发展，使其分段吊装工艺技术更加完善，并用软件程序对工况受力进行探索分析，对采用分段吊装技术施工的工程具有重要的发展作用。本论文通过介绍长春奥林匹克公园工程中的全民健身中心钢桁架工程，分析了大跨度钢结构分段吊装的过程和关键技术，这使分段吊装技术施工得到很好的展示，对其以后的发展有一定的推广作用。2大跨度钢桁架的加工和制作2.1制作工艺流程大跨度钢桁架结构具有刚性好、强度大等明显特点，由于钢桁架为封闭式构件，并且具有较多的内外连接板件和比较繁琐的制作技术要求，构件成型之后变形较难矫正。所以，把握好构件的制作、组装和焊接等工艺品质要求，对于桁架的成型是很重要的。大跨度钢桁架结构的组成有腹板、翼缘板、内部加劲板以及外部连接构件，其中，内部加劲板又分为横向隔板与纵向加劲板两类，具有比较繁琐的工艺流程，具体的钢桁架制作工艺流程如图2.1所示。2.2焊接实腹H型钢制作2.2.1 H型钢制作标准组装前，首先对H型钢腹板与翼缘板进行拼接，腹板拼接缝与翼缘板拼接缝的间距至少为200mm，腹板拼接宽度至少为300mm，长度至少为600mm，翼缘板拼接料的长度至少为板宽的2倍20。焊接H型钢的允许偏差见表2.1所示。表2.1焊接H型钢的允许偏差项目允许偏差（mm）截面高度hH5002.0500h10004.0截面宽度3.0腹板中心偏移2.0翼板垂直度b/100，且不应大于3.0截面宽度b/1000，且并应大于10.0腹板中心偏移h/250，且不应大于5.0腹板局部平面度fT20m时拼接边长度单跨20.0多跨连续10.0L跨长表2.3桁架预拼装测量方法与公差要求项目允许偏差(mm)检验方法桁架最外端两个孔距离+5.0钢尺检查-10.0钢尺检查桁架跨中高度10.0钢尺检查相邻节间弦杆弯曲L/1000钢尺检查桁架跨中拱度设计要求起拱L/5000钢尺检查设计未要求起拱10-5桁架长度+5钢尺检查-10焊缝间隙-2.0钢尺检查+3.0接口截面错位2.0钢尺检查桁架节间距离3.0钢尺检查节点处杆件轴线错位4.0钢尺检查2.3.3钢桁架整体焊接原则进行焊接工作前应当把不需焊接的地方都用有色笔注明标注完成。钢桁架弦杆腹板上的加劲肋板要先进行焊接，要以中间向两侧焊接的顺序进行焊接，为了降低其焊接变形，通常采取气体保护焊进行焊接。接着再将钢桁架弦杆的焊缝与腹杆端部进行焊接，首先对上弦节点板进行焊接，然后再对中弦下部的节点进行焊接，最终再对下弦节点板进行焊接，这样可以防止钢桁架的挠度值不是正值，常采取多层多道焊的方式进行焊接，同时应观察焊接时钢桁架的变形方向，对焊接顺序进行调整。将腹杆拆除，弦杆翻面，再次和胎架进行定位，按照前面的顺序在此进行同样的焊接，焊接完成后，在不受约束状况下对其的变形进行校核，经冷却之后再探伤。3大跨度钢桁架的分段吊装工艺大跨度钢结构由于本身具有较大的跨度因而变形也较大，不过在目前的规范里还没有明确的条文规定，所以增大了结构变形控制的难度。在现场施工过程中，必须严格按照施工前和施工过程中的每一步吊装工艺，同时必须检查每一步吊装工艺的施工质量，才有可能把结构的变形控制到最低。大跨度钢桁架的分段吊装工艺技术涉及的主要措施包括合理的分段划分，构件的运输与堆放，构件的拼装以及构件的吊装等。3.1结构的分段钢桁架结构的分段需要考虑钢桁架本身的结构特征，同时他还涉及到起重机械自身的性能特点、绑扎点的个数和刚度以及设置位置等方面的问题。3.1.1结构的分段原则钢桁架吊装的分段需要注意下列几条25：钢桁架分段断开点的位置主要放在桁架结构受力尽可能小的地方。根据本身钢桁架的结构形式的不同，通过相关设计说明掌握桁架结构的应力变化分布，尤其是钢桁架各个节点的受力变化。通常来讲，采用节点连接的钢桁架，比如球节点，这种情况通常应该在节点处进行断开分段。钢桁架分段后桁架单元的重量必须小于起重机械的起吊重量。起重机械的选取通常跟现场的施工作业情况和钢桁架结构本身决定。在对钢桁架结构进行分段前，尽量掌握钢桁架的自重以及各个网格的大概自重，同时还得考虑吊装施工中的其他荷载，总荷载要确保钢桁架分段后桁架单元的起吊重量必须小于起重机械的起吊重量。分段后钢桁架单元必须有充足的位置进行绑扎。绑扎点最低要求满足4个，往往应该确保满足6至8个，通常绑扎点应该设置在刚度较大、易于索具调节的节点周围。同时还应该尽可能确保每个绑扎点之间有适宜的距离，便于让吊绳的吊装角度得到保证。钢桁架分段间的互相影响通常也是钢桁架吊装分段的划分要考虑到的问题。一是要能确保钢桁架分段后的吊装不会出现互相干扰的问题，二是要尽可能的使连接钢桁架分段时便于高空焊接。桁架分段单元的划分应注意临时支架的搭设问题。临时支架的搭设不能对结构中混凝土梁以及柱的完整性产生影响，而钢桁架分段单元的长短对临时支架的搭设位置起决定性作用，所以，钢桁架分段单元的划分应结合钢桁架整个结构考虑。桁架分段单元的划分还应注意吊装过程中桁架单元的稳定性与刚度。钢桁架单元在吊装施工过程中，由于自重会让钢桁架单元各杆件内力发生改变，其某些设计时为受拉构件的可能会变为受压构件，或某些杆件的内力变大，这必然导致钢桁架吊装单元产生变形。因此，分段划分后的钢桁架单元在考虑绑扎点位置的同时还要保证在吊装施工过程中不至于产生较大的应力重组与杆件变形。为了满足钢桁架单元吊装时的可行性条件,必要时可以增加加固构件进行吊装。钢桁架分段单元的划分应确保吊装过程的可行性。采取的钢桁架分段单元划分方法,应充分考虑到钢桁架分段单元的长短及其重量在吊装过程中满足要求,并且不应对现场施工中机械设备、施工人员等造成浪费。3.1.2结构的分段方法结构吊装的分段方法通常有下列几种：桁架网格由上弦杆或者下弦杆以及斜腹杆构成，杆件之间互相靠拢，可以将上或下弦杆在节点处进行分段。这种方法通常在正放四角锥钢桁架中应用，桁架如图3.1所示。 图3.1正放四角锥网架 图3.2斜放四角锥网架桁架网格由上下弦杆、斜腹杆以及竖向腹杆构成，杆件之间互相靠拢，可以将上下弦杆在节点处进行分段。这种方法通常在斜放四角锥钢桁架中应用，桁架如图3.2所示。桁架网格由上下弦杆、斜腹杆以及竖向腹杆构成，方向相同的斜腹杆逐根布置，可以将上下弦杆在相邻两节点处进行分段，分段后，段与段之间空一小段（节间）。等分段桁架吊装完成后，再用高空散装将该小段（节间）进行安装，这种方法通常在两向正交正放等钢桁架中应用，桁架如图3.3所示。 图3.3两向正交正放网架桁架网格由上下弦杆、斜腹杆以及竖向腹杆构成，不过方向相同的斜腹杆之间隔一节点，可以将上下弦杆在相邻两节点处进行分段，分段后，段与段之间空一小段（节间）。等分段桁架吊装完成后，再用高空散装将该小段（节间）进行安装，这种方法通常在两向正交斜放等钢桁架中应用，桁架如图3.4所示。图3.4两向正交斜放网架结构吊装的分段是用一个或者两个网格来进行划分的。其中，图中实线网格属于结构吊装分段的部分；虚线杆件属于结构高空散装的部分；结构吊装的分段在虚线节点处进行断开，吊装时该节点和任何一侧的分段单元桁架同时进行吊装。3.2构件的运输3.2.1运输工作的准备运输工作的准备主要遵循下列几条：技术准备由现场的制作和施工方案，制定方便可行、经济实用的运输方案设计、制作运输架；验算构件的强度，避免装运时出现裂缝，若不够应进行加固处理。工具准备选定运输车辆和起重工具，准备装运工具和材料：如钢丝绳扣、倒链、千斤顶等。条件准备修筑现场运输道路，察看运输路线和道路，将最大尺寸的构件安装在车辆上，沿运输道路试运行。构件准备清点构件的型号和数量，确定构件装运的先后顺序；检查构件，包括尺寸和形状、吊环位置和强度、安装孔位置等；检查钢结构连接焊缝情况；构件的外观检查和修饰，如发现缺陷应进行相应处理。3.2.2运输方法及注意事项可以在汽车侧面以及上端安装钢支架对长度偏小的结构构件进行运输；可以采用钢托架以及拖挂车对长度偏大的结构构件进行运输，用木支杆或者8号铁丝在铁路平台车平台侧面拴接牢固进行运输，当然也能用拖车头或者拖拉机进行牵引。构件运输过程必须按顺序配套进行，先起吊的构件先运输，以防止弄乱构件进而增加不必要的多次搬运。构件运输过程中支撑以及受力状态要尽量跟设计放置状态想接近，受力状态一旦发生改变，要及时检验杆件的安全性，不满足要求时应对其进行加固。构件应当具有水平以及基本对称的支撑点，让荷载重量较为均匀。多层叠放以及高宽较大的构件，需要用环链葫芦或者安装固定架等进行固定，以至于不会发生倒塌。应当用垫木或者隔板将各个杆件分开，上端和下端的垫木要保持在一条直线上，而且，为了防止构件运输时发生变形以及滑动，应当在构件与垫木间加草袋或者垫楞木等让其接触，利用法兰螺栓或者钢绳把它们连接在一起在车厢上拴接牢固。重量较轻、外形尺寸较小、易丢失的构件，诸如套筒、连接件或螺栓等；包装依据分单元配套、安装顺序进行装箱包装。包装箱散件运输示意图如图3.5所示。 图3.5包装箱散件运输示意图3.3大跨度钢桁架分段的吊装工序在完成钢桁架分段单元的拼装之后，就可以对钢桁架分段单元进行吊装。通常在大跨度钢桁架结构中都是从分段单元的两端进行对称吊装，常采用的吊装工具是履带式起重机。单机吊装法和双机抬吊法是钢桁架分段单元最为常用的起吊方法，与单机吊装法相比双机抬吊法要求抬吊时应先试抬，使操作者之间相互配合，动作协调，起重机各运转速度尽量一致。3.3.1桁架提升准备钢桁架结构分段单元的绑扎点位置确定之后，用钢索对其进行绑扎，把钢桁架结构分段单元和环链葫芦、滑轮与吊车挂钩进行连接，同时检验各部位绳索的牢固安全性是否满足要求。而且需要在分段单元的两个端部与缆风绳连接，当分段单元被提升过程中，现场工作人员必须将缆风绳拉紧，避免分段单元因风太大而产生旋转或者过大摆幅。而且，应当注意钢桁架分段单元提升过程中要保存平衡与缓慢，让该钢桁架分段单元和拼装钢桁架单元完全脱离，把该钢桁架分段单元提升到里地面拼装钢桁架单元大约2m高处停止提升。钢桁架构分段单元在提升的过程中，应当尽可能对分段单元保持平衡以免发生碰撞，避免杆件产生内力而发生变形。3.3.2结构分段的调位钢桁架在提升过程中，就安装就位而言，若钢桁架的倾斜角度不符合要求是，便要求进行钢桁架结构分段的调位，所谓调位就是起吊时机合适时，通过对绳索的调节让钢桁架分段尽可能的和安装就位时的倾斜度保持一致，最终确保钢桁架分段的安装就位形式。钢桁架分段脱模后以及吊装运输开始时调位便可进行，或者也可以在吊装运输开始后以及安装就位前进行。不过，由于现场施工场地的限制以及环境等因素，通常都在脱模后以及吊装运输开始时进行调位。在钢桁架结构分段脱模之后，通常用履带式起重机将结构分段吊运至附近的平整场地放置。通过调整环链葫芦以及滑轮来确保结构分段的安装就位角度，调整起重机钢绳的吊装长度来确保结构分段的倾斜角度，进而满足安装要求。对钢桁架结构分段进行调节时应确保钢桁架分段的重心与起重机吊钩和钢绳的中心线保持一致。对钢桁架结构分段进行调位在确保结构分段的安装就位角度时，结构分段的受力也会比较均匀。钢桁架结构分段的倾斜角度和诸如混凝土柱以及临时支架之类的支撑结构的高差要大致相同，结构分段进行安装时，分段的各支撑点会同时安装在支撑结构上，从而结构分段可以同时受力，这样避免了结构分段在安装就位时的某些杆件受力不均导致过大变形与应力集中。当钢桁架结构分段的安装就位位置是水平时，这时结构分段在脱模之后起重机即可直接开始吊运，就没必要对结构分段的倾斜角度进行调整了。3.3.3结构分段的吊运钢桁架结构分段需要进行调位，待调位完成后，接下来就是进行吊装运输工序，从调位位置把钢桁架结构分段吊运至安装装置。这一做法目的是为了协调钢桁架结构分段和起重机，也就是采取合适的开行方式，把钢桁架结构分段安全吊运至设计位置。起重机开行之前，必须将钢桁架结构分段进行高度提升的调整，该高度通常比开行路线周围的结构高度要高，以防止在吊装运输过程中致使结构分段受阻。起重机开行时，必须确保平稳地移动分段，当需要进行升降时，吊车必须停止分段的移动。为了确保操作过程中的稳定性以及安全性，通常采用如下工序进行吊装：在旋转起重臂前，先将钢桁架结构分段提升到合适的高度，然后从起重机的侧面将钢桁架结构分段旋至其正前方或正后方；紧接着起重机缓慢运行，与此同时，用两端的缆风绳并对其进行