长春某机场航站楼钢结构施工方案

钢结构施工方案

第一节工程概况

1.1钢结构工程简介

长春****机场***乂楼钢结构施工总面积约21000平方米，分为****楼屋盖、

指廊屋盖和钢结构登机桥三部分，屋盖钢结构部分（包括楝条）总重约为1887

吨，登机桥钢结构部分重量约为532吨。其林林站楼屋盖钢结构由两个跨度分别

为54米和36米的弧形倒三角形钢管桁架组成，柱距陆侧为18米，空侧为9米,

A轴最高点标高为25.832米，Q轴最低点标高为3.737米。桁架有两个上弦杆和

一个下弦杆，上弦杆最大间距2.8米，相互之间以平拉杆和斜拉杆连接，上下弦

通过斜拉腹杆连成整体。****楼两翼为指廊，屋盖由与****楼屋盖相似的弧形倒

三角形钢管桁架组成，跨度21米。

****楼钢屋盖的G轴由四根①402*25钢管和若干型号各异的铸钢件组成的

散射状斜支柱通过销钉与钢筋混凝土柱较接，支柱长度约为13米，而A轴和Q

轴则直接与钢筋混凝土柱进行连接。为了增加整体结构的空间稳定性，在A轴和

G轴两侧还设置了两道垂直支撑桁架和一道钢托奥，均采用倒三角形空间钢管桁

架的结构形式，与对应位置的主桁架上下弦相连接。

屋面槐条采用焊接H型钢与矩形钢管，楝条通过楝托支撑于桁架上弦，垂直

于布楝方向设置18.槽钢撑杆，而在边跨和中间跨胴增设了①25mm圆钢水平拉杆。

钢结构登机桥部分柱子采用①402*25无缝钢管，钢架部分采用焊接H型钢和矩

形钢管，数量共计为7个。

1.2钢结构材料

钢管：本工程全部桁架、托架、支撑、支柱等均采用结构无缝钢管

（GB8162-87）,材质为Q345B。

铸钢：用于斜支柱两端节点及其他主要节点处，采用ZG230-450H,应满足

《焊接结构用碳素钢铸件》的有关规定。

合金钢：用于较接节点的销钉，40Cr钢，应满足《合金结构钢技术条件》

（GB3077-88）的要求。

地脚螺栓：Q235（用于登机桥），Q345（用于****楼屋盖）。

高强螺栓：采用10.9级扭剪型高强螺栓，其性能应满足JGJ82-91。

焊接材料：本工程进行焊接作业时按下表选用焊接材料。

序号焊接方法钢材材质焊接材料

1Q235E43XX系列焊条

手工电弧焊

2Q345E50XX系列焊条

3埋弧自动焊或Q235II08A焊丝

4气体保护焊Q345镀铜H10Mn2焊丝

1.3使用规范及文件

《钢结构设计规范》(GBJ17-88)

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GBJ18-87)

《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-2001)

《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91)

《钢结构高强螺栓连接设计、施工及验收规程》(JBJ82-91)

长春****机场***x楼I.程招标文件

长春****机场***x楼招标图纸

1.4工期控制目标

为了控制总体工期，钢结构施工将主要控制以下几个节点工期：

钢管桁架制作日历大数为75大；

焊接H型钢制作F历天数60天；

钢结构安装总工期为30天。

1.5施工质量目标

严格按设计、业主的要求及施工规范进行施工，质量达到国家级优质工程,

分部、分项工程优良率达到90%以上，并达到国内先进水平。

1.6安全目标

工程施工过程中达到：无死亡、无重伤、无火灾、无中毒、无坍塌。

1.7文明施工目标

施工现场文明整洁，争创文明工地。

第二节施工部署

2.1组织机构与劳动力计划

2.1.1组织机构

考虑到钢结构施工的复杂性和重要性，我们将项目钢结构部单独组建钢

结构施工项目部。其组织形式为：

2.1.2劳动力计划

根据本工程的特点及施工的具体要求，劳动力实行动态管理制作阶段劳动力

计划如下:

T期第一月第二月第三月

工51015202530354045505560657075

管理人员999999999999999

钾工81616243636424242424242242416

电焊_L48812181818181818181212128

气焊工246681212121212124442

油漆工0041212162424242424161688

起重工002224444444222

电工224444444442222

测量探伤002244444444222

维修工333333333333333

杂工44888161616161616121288

1012131313131310

合计32466282867864

42666668

140

130

120

110

100

90

80|_

7()L

60

50

40

（人）30

安装阶段劳动力安排如下:

、^期

第一月

T种、x24681012141618202224262830

管理人员99999999c999999

钾工881212162424242424241616128

电焊工448881212121212128884

气焊工222444444442222

架子工242436363636363624241212121212

油漆工0048812121212121212888

起重工448121216161616161616161212

电工222444444442222

测量探伤224488888888442

维修工33333333uq333333

杂工448816161616161616121288

合计10111214141413131210

6464928070

OAoAAAoonA

150

140

130

120

110

100

90

80L

70

60

50

40

（人）30

2.2施工准备

熟悉合同、图纸及相关规范，参加图纸会审，并做好施工现场调查记录。

其程序为：

2.3主要设备、机具、仪器

2.3.1主要吊装设备机具一览表（见表一）

2.3.2主要焊接设备机具一览表（见表二）

2.3.3主要测量仪器一览表（见表三）

2.3.4主要安全防护品一览表（见表四）

表一主要设备机具一览表

序号名称规格/型号数量备注

1行走式塔吊K50/502台吊装****楼桁架

2汽车吊50t2台吊装指廊桁架、登机桥

3汽车吊25T2台现场组对

4平板车30T2台运输

5半挂车12m4台运输

6数控相贯线切割机700HC-51台切割马鞍形管口

7数控弯管机DB276CNC1台煨制钢管弧度

8多头直条切割机GZ-40001台板材下料

9剪板机QT-20002台板材下料

10翼板矫正机JZ-40A1台H型钢调直

11喷丸机PC-2000B1台喷砂除锈

12摇臂钻床ZD401台钻孔

13磁力钻①251台钻孔

14空压机0.2m31台喷涂油漆

15卷扬机2T2台牵引胎架

16液压千斤顶32T12台就位调整

17螺旋千斤顶8t/10t各10台自备

18滑移轨道钢轨700米滑移

19倒链10T/5T/3T4/8/12台自备

20胎架①48X3.5200T脚手架钢管

21电动扳手4台安装高强螺栓

表二主要焊接设备机具一览表

序号名称规格数量

1埋弧自动焊机MZ-1000D4台

2二氧化碳气体保护焊机X-5003S600VG10台

3二氧化碳气体保护焊机ND-500K8台

4直流焊机AX-500-716台

5空压机0.9立方米1台

6高温烘箱0℃—500℃3台

7保温箱150℃5分

8测温笔、测温仪20支

9碳弧气刨枪4支

10角向磨光机①100mm30台

表三主要测量仪器一览表

序号名称数量用途

1超声波探伤仪1台焊缝探伤

2干漆膜测厚仪1台油漆厚度测量

3Leica全站仪2台测设平面控制

4ZoissDINI102台高程控制及精密水布测量

5Leica激光铅直仪2台主轴线的竖向传递

6电子经纬仪3分轴线投测及肋梁校正

7T2经纬仪3台轴线投测

8S：,水准仪3台标高的测量与传递

9无线对讲机6台通讯联络

1050米钢尺3把轴线测量

表四主要安全防护品一览表

序号品名数量备注

1小眼安全网lOOOOn2水平、立面防护

2钢丝绳12mm6000m安全护绳

3帆布工具袋200个放工具

4安全带200副

5防坠器30个防坠安全装置

6安全帽350个人员防护

2.4施工平面布置

屋盖吊装时7.50m楼面浇注己完成，并已达到一定强度，吊装设备只能沿楼

面四周布设。

2.5施工进度计划与保证措施

2.5.1进度计划

详见长春****机场施工进度计划。

2.5.2进度保证措施

L选用科学的、先进的、切实可行的施工方法、施工手段进行****楼桁架钢

结构的安装。

2.使用先进的设冬、机具、仪器以提高劳动生产率。

3.安排合理的施工流程和施工顺序尽可能提供作业面，使各分项工程可交叉

施工。

4.实施项目法施工，实施项目经理负责制，行使计划、组织、指挥、枕、调、

控制、监督六项基本职能，并选配优秀的管理人员及劳务队伍承担本工程的施工

任务。

5.采用施工进度总计划与月、周、日计划相结合的各级计划进行进度的控制

与管理，并配套制定机械设备配备使用计划，劳动力分布安排计划、构件进场吊

装计划等，实施动态管理。

2.6总体施工方案及施工顺序

2.6.1施工区域划分

如图（一略）所示，将整个钢结构施工平面划分为三个分区，以B分区治安

装施工为主，A、C分区与之同步进行，并保证三个分区同时完工。

2.6.2方案概述

首先在+7.50m楼板上搭设拼装滑移胎架，（A）、（G）跨间的拼装滑移胎架间

设置辅助滑移胎架，然后利用陆侧和空侧的两台K50/50行走式塔吊将桁架分段

吊装到拼装滑移胎架上进行整槁组对、校正、焊接及屋面楝条、撑杆和斜支柱的

安装，检测达到设计及规范要求后拆除支撑，使桁架就位在（A）、（G）、（Q）轴

线上。滑移拼装胎架，按上述程序依次进行各根主桁架的组装、就位及屋面楔条、

撑杆的安装（根据需要可穿插进行屋面板及采光窗等的安装）。

采取上述方法进行吊装时，主桁架始终处于静止状态，且主桁架在成型前均

支撑在拼装胎架上，待主桁架、斜支柱、屋面楝条等联系杆件均按设计及规范的

要求安装无误，形成整体空间结构并通过斜支柱及支座安装在（A）、（G）.（Q）

轴钢碎柱上后，才拆除主桁架拼装胎架上的支撑系统。从而保证了主桁架及屋面

檄条、撑杆等所有钢结构构件的安装精度和质量,消除了因内外力作用给钢伦柱、

主桁架及斜支柱等造成的破坏，有利于提高屋盖钢结构施工的安全与质量。

LB区（10）-（28）轴线屋架在制作厂制作成散件后运输至施工现场拼装

场地进行现场拼装。单根桁架地面分段拼装，利用两台行走式塔吊将分段桁架吊

装至高空进行组装，滑移置于楼面的拼装胎架，依次进行10根主桁架和9根次

桁架的安装。

2.A区（1）-（9）轴线和C区（29）-（37）轴线屋架构件在制作厂制作成

散件，运输至施工现场拼装场地进行现场拼装，利用50T汽车吊跨外依次整根吊

装。

2.6.3施工顺序

1.待楼面混凝土施工完成并达到设计强度后，移交钢结构屋面施工。

2.安装三板屋架挣装胎架、胎架底座及胎架滑移轨道。

4.进行三根屋架的分段吊装和高空组装（包括楝条和支撑）。

5.滑移屋架拼装胎架两个柱距，再进行三桶屋架的高空组装。

6.沿10->28轴线方向滑移拼装胎架，顺次三板一组安装B区屋盖。

7.安装B区屋盖的同时进行A、C区屋盖安装。

8.屋面板安装与屋架安装同步、交叉进行。

2.6.4施工流程框图

第三节钢结构制作

3.1制作厂的选择

钢结构的制作是钢结构工程一个极其重要的环节，将直接影响到钢结构施工

的施工质量、工期等。

3.2细部设计

细部设计是本工程制作过程中最重要的环节，是将结构工程的初步设计细化

为能直接进行制作和吊装施工图的过程。

细部设计的主要内容为：

a.主桁架分段

b.单件部件放样卜.料

c.编制下料加工、弯管、组装、焊接、涂装、运输等专项工艺。

d.主桁架组装

e.吊装吊点布置

f.配合安装技术措施

g.运输加固。

细部设计组织表

3.3加工制作工艺及工艺流程

本屋盖钢结构面积约为21000平方米，主要构件为曲线倒三角形钢管桁架,

依据吊装及运输要求，将主桁架分为六段、次桁架制作成整幅进行放样下料、编

号，散件成捆运输至工地现场，主桁架具体分段划分示意如图（二）所示。

3.3.1加工准备

3.3.2组装（此部分工作拟定在现场进行）

主桁架整体组装胎架制作

I-—-------

主桁架整体组装定位

--------------------------------质量检验

主桁架分段域接、探伤----------

F~——

主桁架分段涂装

1------------——监理认可

主桁架分段编号—

主桁架分段运输

3.3.3钢材预处理

对所有钢结构中所用的钢管和钢板，将在切割加工前进行预处理。钢管在涂

装车间内进行抛丸除锈，钢板则由钢板预处理流水线进行预处理，使钢材表面粗

糙度达到Sa2.5级后喷涂保养底漆，以保证钢材在加工制作期间不锈蚀及产品的

最终涂装质量。

3.3.4放样、下料

制作前根据细部设计图纸，在放样平台上对桁架钢结构进行1:1实物放样，

对上下弦杆定制加工样板，以保证弯管及制作精度。所有构件全部采用数控切割

机进行切割下料，保证下料数据准确性。

放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割和刨

边等加工余量。放样和号料的允许偏差应符合下表的规定。

号料的允许偏差表

项|=|允许偏差（mm）

零件外形尺寸±1.0

孔距±1.0

放样的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

平行线距离和分段尺寸±0.5mm

对角线差1.0mm

宽度、长度±0.5mm

孑L距±0.5mm

加工样板的角度±20'

由于主桁架节点均为钢管马鞍形相贯线接头，其切割质量将直接影响到构件

的精度和焊接质量。对此类接头，采用钢管加工流水线上配置的700HC-5钢管相

贯线切割机进行切割,相贯线曲线误差控制在±1毫米以内。

该相贯线切割机最大切割管径为①700,切割管壁厚为25亳米。切割时，将

切割参数（管材内径、相贯钢管外径、相贯夹角、相贯线节点距及相贯线上下标

距）输入切割机的控制屏内，被切割钢管形成在机身平台上原地旋转，气割头沿

钢管纵向移动，两种运动速度所形成的曲线即为所要求的相贯线曲线。

制作焊接H型钢时，钢板的下料采用多头直条切割机进行，确保钢板受热后

产生的热变形达到最小。

气割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后应清除熔渣

和飞溅物。气割的允许偏差应符合下表的规定。

气割的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

零件宽度、长度±1.0

切割面平面度0.051且不大于2.0

割纹深度0.2

局部缺口深度1.0

注：t为切割面厚度。

需要机械剪切的筋板等小块板料，其钢板厚度不宜大于12.0mm,剪切面

应平整。机械剪切的允许偏差应符合下表的规定。

机械剪切的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

零件宽度、长度±3.0

边缘缺棱1.0

3.3.5弯管

利用大型数控、程控弯管机对钢管进行各种曲率的弯曲成型。对主桁架上下

弦管，可采用DB275CNC中频弯管机或DB276CNC数控弯管机进行弯管。

弯管采用折线法弯曲，用弧形样板进行校对，当杆件弦长500mm时，样

板弦长不应小于杆件弦长的2/3；杆件弦长＞1500mm时，样板弦长不应小于

1500mm。弯曲线与样板线之间的误差按GB50205-2001规范要求不超过±2.Dmm。

管子弯曲后的截面椭圆度不超过土1.5%o

3.3.6组装

所有钢管结构，包括支撑、托架及屋盖桁架现场拼装前，均需根据图纸及规

范要求制作组装胎架，并经监理检验合格后，将已开坡口、弯曲成型后的弦杆和

成型的腹杆，按编号组装、点焊定位。由于腹杆和上下弦杆的组装定位比较复杂,

控制好腹杆的四条控制母线和相应弦杆的四个控制点至关重要，定位时要保证相

同的腹杆在弦杆上定位的唯一性。定位时应考虑焊接收缩量及变形量，并采取措

施消除变形。经检验合格后，进行焊接（各分段接头处不焊）、超声波探伤等，

经监理验收合格后，再分段运输到施工现场。

3.3.7焊接

在加工制作前;进行焊接工艺试验评定和工艺方法试验，严格按焊接规范

JGJ81-91要求，在坡口形式、焊接程序、电流、焊层控制、焊接速度等方面进

行控制。通过焊接工艺实验，找出适合于本工程特点的焊接工艺与方法，具体详

见第六章焊接方案。

3.3.8矫正调直

组装焊接后的钢构件应及时进行矫正调直，以保证现场拼装的尺寸精度。

焊接H型钢的调直应采用翼板矫正机进行，焊接H型钢的允许偏差应符合下

表的规定.

焊接H型钢的允许偏差表

项目允许偏差（mm）

h<500±2.0

截面高度50WhW1000±3.0

h>1000±4.0

截面宽度±3.0

腹板中心偏移2.0

翼缘板垂直度b/100且不得大于3.0

3.3.9涂装

钢结构构件的除锈和涂装应在制作质量检验合格后进行。

钢构件表面的除锈方法采用喷砂除锈，除锈等级要求达到《涂装前钢材表面

锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）中规定Sa2.5级。

防锈底漆采用水性无机富锌底漆，底漆漆膜厚度不得小于75um,中间漆

漆膜厚度不得小于50um,面漆涂刷一道。

当天使用的涂料应在当天配置，并不得随意添加稀释剂。

涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求，当产品说明书

无要求时，环境温度宜在5〜38c之间，相对湿度不应大于85%。构件表面有结

露时不得涂装，涂装后4h内不得淋雨。

施工图中注明不涂装的部位不得涂装。安装焊缝处应留出30〜50nlm暂不涂

装。

涂装应均匀，无明显起皱、流挂，附着应良好。

涂装完毕后，应在构件上标注构件的原编号，大型构件应标明重量、重心位

置和定位标记。

第四节钢结构安装方案的选择

4.1方案选择

针对工程特点和难点，我们对可能适用于该工程屋盖钢结构的三种施工方案

在安全可靠性、质量控制、工期控制三个方面进行了认真地分析与比较：

方案一：“高空拼装、单元滑移、分片累积滑移就位”

基本思路是：在****楼两侧各布置一台K50/50行走式塔吊，利用648X3.5

脚手架钢管在****楼一端搭设滑移拼装胎架，并沿轴布设滑移轨道（43kg/m）,

分段桁架通过行走式塔吊吊装到拼装胎架上进行组对、校正、焊接及屋面檀条、

系杆的安装（根据需要可将屋面板、采光带等安装好），将拼装好的分片桁架14-6

根）落放在。三条轨道上，通过设置在+7.500m楼面上的三台5T改装卷扬机进

行分片累积滑移就位。

方案二：“跨外吊装、拼装胎架滑移、分片就位”

基本思路是：在+7.500楼板上搭设滑移举重拼装胎架，设置三座辅助滑移

胎架，分段桁架，利用陆侧的K50/50行走式塔吊吊装到滑移胎架上进行整桶组

对、校正、焊接及屋面檀条、系杆和支座的安装，检测达到设计及规范要求后拆

除刚顶撑，使桁架就位在轴线上。滑移拼装胎架，按上述程序依次进行各根主桁

架的组装、就位及屋面檀条、系杆的安装（根据需要可穿插进行屋面板及采光窗

等的安装）。

方案三：总体思路与方案二相同，不同之处是将滑移拼装承重胎架架设在土

0.00m进行主桁架及屋面檀条、系杆的组对与安装，与方案二相比，方案三有以

下三个方面的缺陷：

a.+7.500楼板后施工，柱长细比更大，其刚度与稳定性更差，需采取相应

的加固补强措施，才能保证主桁架在安装落放过程中的安全与质量，工期。

b.滑移拼装胎架高度增加了7.5米，总重量增加从而成本增加，关键是胎

架在滑移过程中的稳定性较差，桁架拼装质量不易保证，加固措施与水平滑移难

度增大，工期增加，不利于总体施工进度。

c.+7.500M楼板后施工屋盖钢结构先施工的作业顺序，一、二层各工序间

交叉作业难以及时展开，安全不易保证，对钢结构制作工期与进度的要求相当紧

凑，一旦出现钢结构制作无法满足现场拼装及吊装进度时，整个工程的施工将外

于停滞状态，不仅会延缓+7.500楼板及予应力张拉的施工时间，更主要的是屋

盖钢结构施工完后，配合土建及其它专业工程施工的现场塔吊的作用与工效将大

大降低，土建几千吨施工材料的垂直与水平运输将严重受阻，如采用屋面留洞进

行垂直运输，不安全因素太多。因此方案三比方案二在安全、质量、工期与成本

等方面都具有更多的不确定性，存在着很大的施工风险。

4.2方案比较

本着“安全、优质、高速、低耗”的原则，我们对方案一与方案二从安全可

靠、质量、工期及施工成本四个主面进行了认真的分析与比较：

1、在安全、可靠性及质量控制方面：

如采有“高空拼装，分片累积滑移”方案，柱在滑移摩擦力及侧向推力作用

下需进行加固处理，主桁架及柱均采用较接，长细比大，给分片累积或整体滑移

带来了许多不安全的隐患，且楝条大多为薄壁C型梗条，滑移时的整体刚度与整

体稳定性均无法保证。

采取“跨外吊装、高空分段组装”的方法，主桁架始终处于静止状态，且主

桁架在成型前均支撑在组装胎架上，待主桁架、支座、屋面檀条等联系杆件均按

设计及规范的要求安装无误，形成整体刚架后，才拆除主桁架拼装胎架上的顶撑

系统。从而保证了主桁架及屋面檀条、系杆等所有钢结构构件的安装精度和质量,

消除了因内外力作用给柱、主桁架及支座等造成的破坏，不利于提高屋盖钢结构

施工的安全与质量。采用滑移方案时，受布置于****楼一端的行走式塔吊的影响,

需将A区（或C区）桥廊的二层楼板分隔开，给+7.500M楼面也带来了不安全的

隐患。

2、在总体施工进度方面：“高空分根组装，分片累积滑移”方法与“跨外

吊装、胎架滑移、高空分根组对”方法的共同之史在于两种方法都是在拼装抬架

上完成主桁架、支座檀条等屋面构件的组对与安装，两种方法都将主桁架分段，

主桁架在拼装胎上组本接头数量是一致的。因此，主桁架及屋面檀条、拉杆等在

高空组对及安装同期基本相同，采用“跨外吊装、拼装胎架滑移、高空组对”方

法时，只需在+7.500M楼面上对拼装胎架进行滑移即可，节省了大量的牵引系统、

钢丝绳换位及格构柱、主桁架、支座加固等工作量，大大缩短了滑移的时间；而

旦拼装胎架的滑移与钢屋盖分片累积滑移相比既快捷又易于操作，从而可加快整

个钢结构的总体施工进度。另外采用此方法施工时，整个****楼屋盖钢结构安装

一步到位，未留下任何收尾工作。

综上所述，方案二比方案一及方案三在安全、工期、质量诸方面均有优势，

通过综合分析评定，我们决定在本工程钢结构屋盖安装施工中采用方案二“跨外

吊装，拼装胎架滑移、高空分根组对”的施工方案。

4.3施工准备

钢构件进场与验收

1.本工程钢构件均在制作厂制作成散件后，运输至现场进行拼装。

2.现场拼装成整体的构件，需通过验收后方可进入吊装工序。

3.按图纸和钢结构验收规范对构件的尺寸、构件的配套情况、损伤情况进行

验收，验收检查合后，确认签字，作好检查记录。

4.4R区屋盖钢结构安装

4.4.1起重机械的布设

如附图，在两侧各布设一台K50/50型行走式塔吊，作为主要吊装设备之一,

塔吊的最大起重量20T,臂长70m,安装高度50m。塔吊中心线距A轴6m,钢轨

中心距为8nb钢轨距柱边2m。钢轨下铺枕木，枕木下满铺石子，起重机路基土

壤承载力要求达到200Kpa。在空侧（即Q轴外侧）再布设一台KT50/50型行走

式塔吊，作为桁架的另一吊装设备，另配一台25T汽车吊进行构件的二次倒运和

供料使用。

4.4.2桁架分段

B区屋盖是由10根主桁架和9槁次桁架，上铺楝条组成。单根桁架之间由

垂直支撑钢桁架CZZCT、CZZC-2和托架TJT连接为整体，主次桁架分别支撑在

A轴钢筋混凝土柱上、G轴钢砂柱伸出的四根斜支柱上以及Q轴钢筋混凝土柱上、

托架TJT上。根据结构特点及选用的行走式塔吊的起重能力，HJ-1桁架在地面

分成六段进行组装，分段如附图，分段桁架吊装至高空进行组拼。

4.4.3拼装胎架搭设

在7.50m楼面上安装可滑移的桁架拼装胎架，由于采用空间斜向支撑桁架的

独特结构形式，胎架要求可同时满足三根主桁架的拼装。拼装胎架用①48X3.5

普通脚手架钢管搭设，根据桁架分段高空拼装及斜支柱的高空安装要求，每根桁

架拼装需4个主胎架，三根桁架共需要12个主胎架，胎架间通过过渡胎架及横

杆连成整体。整体胎架固定在铺设于楼面的型钢格构架上，格构架可通过轨道进

行滑移，详见附图。胎架及钢格构架应具有足够的强度和刚度。可承担自重、拼

装桁架传来荷载及其他施工荷载，并在滑移时不产生过大的变形。

4.4.4桁架高空拼装

1.拼装胎架定位后，即可同时进行三根桁架的安装。

2.桁架在A、G、Q轴的柱支撑节点，分段桁架离接口最近的两个下弦与腹杆、

四个上弦与腹杆节点为整槁桁架的控制节点。在拼装胎架的铺板上弹出上下弦轴

线的投影线，控制节点的投影点，标定投影点的标高作为桁架标高的控制基准点。

3.布设于A轴外恻的K50/50型行走式塔吊由陆侧-空侧方向吊装主桁架的

1〜3分段，用Q轴外侧的K50/50型行走式塔吊依次吊装主桁架的其他分段和次

桁架-将每分段控制点的投影位置及标高调整至控制误差范围之内，用枕木、千

斤顶、倒链将分段桁架固定在拼装胎架上，见附图，待单根桁架全部吊装完成，

作桁架的整体调整，保证水平偏差、垂直度偏差及控制节点标高均合格后，方可

作对接焊接。

4.三福桁架安装完成后，校正无误，进行斜支柱的安装。

5.斜支柱安装完成并检查合格后，落放桁架，进行垂直支撑桁架及钢托架的

吊装。

6.最后进行模条LT、撑杆、拉杆、钢架GJ及封边钢梁GL的安装并安装高

强螺栓。

4.4.5胎架滑移

1.胎架的底座用型钢制成格构式钢架，脚手架钢管通过套筒固定在格构钢架

的底座上。底座下设有滚轮，可沿布设在楼面上的钢轨道进行滑移。

2.每个主胎架下设有3条滑移轨道，轨道的长度根据施工现场实际需要进行

布设。为了使楼面荷载均布，轨道下设有枕木，枕木按楼面承载力不超过5KN/m2

布设。

3.滑移胎架采用卷扬机作动力，利用2T卷扬机进行胎架的串联牵拉。牵挂

点设在胎架底座的最前端。

4.一次拼装三板桁架，将桁架落放在钢碎柱上并安装斜支柱、垂直支撑桁架

等钢构件，拆除胎架上的桁架支撑后，即可进行胎架的滑移。拟定桁架的组装顺

序是由10〜28轴，因而滑移沿10〜28轴进行。

5.将胎架沿轨道滑移两个柱距(36m),固定胎架，复测控制点、线。进行新

的三根桁架的组装。将滑移过的轨道及枕木倒移至胎架前方，供下一次滑移重复

使用。

6.按此方式循环，共进行4次胎架滑移便可完成B区19板桁架的安装。

4.5A、C区屋盖钢结构安装

LA、C区为指廊区，屋盖结构亦为曲线形钢管桁架结构，桁架支撑在J、Q

轴的钢筋混凝土柱上，之间以垂直支撑钢管桁架CZZC-3、CZZC-4相连接，跨度

为21叫单根桁架重约15TO

2.根据A、C区桁架的特点及布置区域，此桁架采用整根一次吊装方案。

3.选用50T汽车吊沿。轴外侧跨外吊装，顺次吊装A、C区屋面桁架，吊装

桁架的同时吊装楝条、拉杆等构件，操作平台置于柱顶。

4.C区屋盖钢结构的安装进度及顺序，在不影响B区安装的前提下可随时调

整。但要与B区同时完成。

4.6设计与计算

4.6.1胎架的承载力计算

1.根据施工方案的要求，桁架拼装胎架需要承担桁架荷载、施工临时活荷栽

及脚手架胎架自重。根据拼装施工作业面要求和胎架承载力的初步估算，每根胎

架投影面积6x6m,按滑移一次胎架拼装三桶桁架，滑移胎架共需12个主胎架,

胎架沿桁架方向分布长度约46米，沿桁架垂直方向分布长度约24米。

2.拼装胎架为空间体系，三维方向间距均为1m,每三节胎架作一道剪刀撑

按保守计算，取一节(1m)单根钢管作受力分析，该结构体系可简化为长度

为1米两端交接的细长轴心受压杆进行简化，单根钢管的临界承载力计算公式：

Per=(H2EI)/L2

根据计算①48X3.5钢管临界力Per=2.48T,考虑2.0的安全系数,

单根脚手架钢管的承载力：P=l.24t

单―主胎架承载力:nP=49Xl.24t=60.76t

3.取受力最大的一个主胎架，即HJ-1桁架第一分段胎架进行受力计算。

HJ-1桁架第一、二分段拼装传来荷载：16/2+10/2=131

脚手架管自重(钢管以平均18m高计算)：

1.2X(49X18X3.84+17X14X6X3.84+1.6-2)-15t

施工活荷载及底座格构架：8t

共计：36t<60.76t

4.6.2楼面荷载验算：

按设计要求楼面允许活荷载为：500kg

楼面承载面积A：46X24=1104m2

总荷载G：36tX12=4321

楼面均布荷载：p=G/A=391kg<500kg

结果满足要求。

4.6.3楼面位移计算

胎架滑移时，滑移荷载只为胎架自重，经计算：

G=9X(14.96+10)=224.64t

钢与钢的滚动摩擦系数：U=0.02

牵引力:F=1.2X0.02XG=5.39t

按照设计模型的假设条件,楼面在水平方向刚度无限大，楼面位移即为混凝

土柱顶位移在最不利的情况下滑移时柱受力，平均每根柱增加的水平

力：P=F/N=5.39/12=449kg

柱顶位移(按悬臂结构计算)：

f二PL3/48EI=0.1mm〈设计要求3mm

第五节测量控制

5.1测量的基本内容

屋盖钢结构测量工作内容包括：主桁架直线度控制，标高控制，变形观测J、

滑移胎架同步监控、胎架的二次定位等。

5.2主桁架组装测控技术

测控方案的基本构思

1.直线度控制：考虑到桁架下弦杆中心线在水平面上投影为一直线，管外边

投影线对称于下弦中心线，对称线间距等于弦杆直径，故直线度的控制依据可考

虑以下弦入手。

2.主桁架标高控制：随着桁架曲线的变化,桁架上各点标高也相对发生变化,

因此，正确的控制其标高至关重要，根据桁架分段示意图可选定下弦节点与标高

控制点C

3.上弦平面水平控制：当主桁架下弦空间位置确定后，重点加强对上弦平面

的水平度控制。

4.下挠变形观测：通过对主桁架脱离胎架前后若干节点标高变化的观测，测

定主桁架下挠变形情况。

5.激光控制点位的布置：根据土建±0.000m层测放的建筑轴线，利用直角

加标法，选定四个激光控制点，并在楼地面做好永久标记。

6.铺设测量操作平台：在每个承重架上用木方等铺设平台，此平台的铺设必

须满足仪器架设时的平稳要求。

7.下弦中心线的投测：把激光铅直仪分别架设在四个已经精密测定的激光控

制点上，垂直向上引测激光控制点到铺设好的平台之上，并做好点位标记，然后

在平台上经莱卡TC2002全站仪进行角度和距离闭合，精度良好，边长误差控制

在1/30000范围内，角度误差控制在6〃范围内。四个控制点位精度符合后，分

别架设仪器于主控制节点处，将中心线测设在每个测量平台上，并用墨线标示。

8.下弦控制节点的投测：由于每根桁架分段进行组装，故每段都必须做好节

点控制，根据桁架分段情况，节点作为控制依据。参照土建+7.50m层建筑轴线

网，选定定位轴线作为控制基线，在此基线上通过解析法找出控制节点的投影与

基线的交点，然后分别将这些交点投测到平台之上，并与下弦杆中心线投影线相

交，即得到下弦控制节点在水平面上的投影点。这样每根桁架直线度控制就以测

量平台上所测设下弦中心线为依据，通过吊线锤的方法来完成，直线度控制目标

为5mm。具体详见图（五）。

9.主桁架标高控制：由于主桁架空间曲线变化，其高差变化相当大，需多次

架设仪器进行测定。为此，我们在各轴线楼面台架测量操作平台上垂挂大盘尺，

通过苏-光DSZ2高精度水准将后视标高逐个引测至每个测量操作平台上的某一

点，做好永久标记，用此作为测量操作平台上标高控制时后视点之用。根据引测

各标高后视点，分别测出平台上相应下弦控制节点标记点位之实际标高，然后和

相应控制节点设计标高相比较，即得出测量平台上控制节点标记与理论上设计之

相应控制节点高差值，明确标注于测量平台相应节点标记点，以此作为主桁架分

段组装标高的依据，标高控制目标为±10.Omm。

10.上弦平面水平控制：在控制两上弦杆对称水平之前，我们特制了一根3

米长超大水平尺，该水平尺采用经纬仪高精度管水准器固定在轻质铝合金方通一

端，经调校合格后交付使用，配合支承于上弦杆下面的液压千斤顶进行微处理，

达到准确控制上弦平面水平误差的目的。

5.3变形观测

5.3.1主桁架下挠变形观测

在每根桁架组装完毕之后，对所有观测点位进行第一次标高观测，并做好详

细记录，待主桁架脱离承重架之后，再进行第二次标高观测，并与第一次观测记

录相比较，测定主桁架的变形情况。

5.3.2承重胎架沉降变形观测

由于主桁架静荷载及脚手架自重影响，组装胎架将出现不同程度的沉降现

象，需在主桁架标高控制时做相应的调节对策。即根据胎架的沉降报告相应的进

行标高补偿，以保证主桁架空间位置的准确性。

5.3.3组装胎架倾斜变形观测：

为保证测量平台上所测放中心线、控制节点在水平位置上的准确性，每次桁

架组装滑移完毕之后，需通过激光铅直仪将楼地面已经做好永久标记的激光控制

点垂直投测到测量操作平台上，建立新的主桁架组装测控体系，并用全站以进行

角度和距离闭合。

5.4钢结构测量方案

长春****机场****楼工程钢管桁架特殊的空间造型对测量工作提出了很高

的要求，如何采用先进的测量技术和测量仪器设备将整个壳体按照设计图纸准确

无误地安装就位，将直接关系到工程的进度和质量。在安装测量前应建立较高精

度的安装测量控制网（一级建筑控制网）。要求测角中误差±5〃，边长相对中误

差l/30000o以下分别介绍地脚螺栓的埋设及钢结构桁架的安装测量。

5.4.1地脚螺栓的埋设

A.平面位置测量

测定平面位置时，将两台经纬仪架设在纵横轴线控制基准点上,后视同一轴

线对应的控制基准点，将轴线投测到与地脚螺栓定位板面同高度的木方子上，并

用红色三角标记。将其与定位板上纵横柱定位轴线比较，根据偏差情况，调整定

位板,使得定位板的纵横轴线与两台经纬仪投测的轴线完全重合为止.定位板的

纵、横轴线允许误差为0.3mm。在浇注基础混凝土前，检查定位板上的纵横轴线,

与设计位置的允许误差为0.3nlm。相邻柱中心间距测量误差为1mm,第一根柱至第

n根柱间距的测量允许误差为病彳mm。量距时，采用一级钢尺并加上尺长、温

度、垂出I三项改正。在混凝土浇筑完后初凝前，应检测定位板上的中心线，如发

现偏差，应即刻校正，直至符合精度要求为止。

B.地脚螺栓标高测量方法

地脚螺栓标高测量采用DS.水准仪从高程控制点直接引测到辅助安装的木

方子上，用红油漆作好标记，根据引测的标高点，调整定位板的高度到设计位

置，标高测量的允许误差为

5.4.2钢结构桁架安装测量

对于本钢结构工程桁架的拼装及安装，我们拟采用以下两种方案进行测量和

复核：

1.方案一：全站仪三维测量

1）坐标系的建立

如图所示，在待测物方向任取A、B两点，将其在水平面（取仪相三轴交点

处的水平面）内投影点的联线作为X轴方向，仪器中心为坐标原点，过原点在

水平面面内垂直于X轴的方向为Y轴，垂直于XY平面的轴为Z轴，构成右手直

角坐标系。

2)测量原理

全站型电子速测仪(简称全站仪)是具有测距、测角能力的先进仪器，因

此根据极坐标法测定物点的三维坐标为全站仪三维测量系统提供了理论依据和

技术保障。

设在。点的全站仅测得A、B两点的距离分别为权、Sfl,天顶角为％、VB,

水平角为6、aB,由上图可得A、B两点在O-XYZ坐标系下的坐标为：

XA=SAsin匕sin0

YA=SAsinV4cos夕»

Z/.I=S/.IcosVf.\

=5flsinVfisin(/?+/7)

Y3=SBsinVBcos0+H)-

ZB—SBcosVn

式中"=%一%、B为OA方向与Y轴之间的夹角。

由于A、B两点的水平投影在X轴方向上，则有"YH,即：

SAsinVAcosP=SBsinVBsin(/+H)

由此可求得：

〃SsinV.

3=ctgHrr-?A?

SBsinsin//

由上式可以看出，B值取决于仪器中心及选取的A、B两点的位置关系，求

解B的工作也即完成了全站仪三维测量系统的定向。

对于物方空间的任意点P在上述坐标系中的坐标为:

XP=SPsinsin(夕+Hp)

Yp=SpsinVpcos(£+Hp)»

Zp=SpcosVp

式中”。=0。一%、S,为P点的斜距，V,为P点的天顶角，%为P点的水

平度盘读数，其余符号同前。

在本工程钢桁架安装测量过程中，三维测量坐标系的选择需根据安装现场

平面相置图具体确定，因此必须建立精度较高的安装测量控制网。

3）测量精度分析

分析全站仪三维测量系统的点位精度，主要有以下三个方面的因素：仪器

的系统误差、仪器的偶然误差、反射装置（目标）误差。这里主要分析前两

者对点位精度的影响。

根据误差传播定律可得：

=sin2Vsin?(〃+H)ml+[ScosVsin(/+"夕)『

pppF2

P

2欣

+[SPsinVpcos0+H；,)]

p~

22

niy=sinVpcos(//+H+[SPcosVPcos(/7+HP)Y驾

P~

21n

+[Spsin%sin(夕+Hp)]°+”

P「

22

=cos®sinVF）驾

P~

式中，叱为P点距离测量中误差;

m,为P点天顶角测量中误差；

叱为水平角测量中误差；

mi；为定向时确定B角的中误差。

4）构架梁安装校正

安装测量前，在构架梁的节点位置粘贴LeicaTCA2003仪器专用反射标志,

并根据设计的形状及其方程计算该标志中心点的三维坐标。然后根据三维测

量系统测量原理利月LeicaTPCA2003工业测量全站仪（内置测量程序），测

量所安装构架梁测量标志中心的实际三维坐标（xyz）,利用实时处理软

件计算实测值与设计值的差值，实时指挥构架梁的安装测量。在内业利月外

业所采集到的数据在所编程序环境下进行数据后处理并成图，打印有关资料

上报有关部门。

钢管桁架安装节点测量示意到

2.方案二：电子经纬仪三维测量

在本工程中钢管桁架的安装校正测量亦可采用电子经纬仪三维工业测量系

统。针对本工程，我们采用LeicaTM5100A自动准直精密电动经纬仪和TCA2003

自动跟踪精密全站仪为传感器，利用数据通讯设备将两台仪器的观测数据传送给

与之相连的计算机，并根据相应的软件对观测数据进行处理，实时获得桁架标志

点位的空间位置和桁架的几何形状。电子经纬仪工业测量系统根据实际的工作环

境及设备配置情况可分为联机系统（实时系统）加脱机系统（非实时系统）,在

长春****机场****楼工程中，由于安装测量的实时性，应采用联机系统进行测量,

系统结构如图所示：

1）系统的测量原理

该系统是由两台电子经纬仪（其中一台可由全站仪代替）、通讯设备、计算机、

数据终端，基准尺、输出设备等组成，以三维空间交会原理为基木理论依据，问

接测定目标点的空间三维坐标，并通过应用软件对所测数据进行处理。

如图所示，两台电子经纬仪A和B,为计算物方空间三维坐标，建立如下坐

标系，以A点全站仪三轴交