工业建筑钢结构通廊施工技术分析

摘要：对组成通廊的两大主要结构即桁架、支架，进行受力分析、计算，并进一步对其施工技术进行分析。

关键词：工业建筑；钢结构通廊；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

近年来随着我国工业的迅猛发展，工厂中采用汽车运输物料难以保证大批量生产的连续性，且运输成本高。连续运输的皮带、管带等不仅能够保证物料足量供应，且成本低廉，还能实现自动化控制。这就促使了承载皮带、管带等机械化设备的钢结构通廊在冶金、矿山、煤炭、发电、水泥、港口等企业中得以广泛应用。和钢筋混凝土支架支撑着砖混结构的廊身相比，钢结构相架式通廊具有自重轻，跨度大，占地少，工业化程度高，外形美观，抗震性能好，施工周期短等一系列优势。通廊经济跨度一般可以达到30m左右，当皮带爬升高度增大时，经济跨度可以达到50m以上，跨度的增加给通廊的平面布置提供了更大的灵活性，新建通廊下面可以建造中小型构、建筑物或做交通场地。

1、工业建筑钢结构通廊的组成

钢结构通廊的构件受力清晰明确，计算简单，钢桁架作为廊身主要骨架，落地支架作为主要支撑结构，这两种结构应用设计软件比较容易建模，荷载输入简单，大多数构件的主要受力特性均为轴向力，能充分利用钢构件的强度，工程造价低，经济效益好。钢构件施工方便，速度快，钢结构桁架、支架都可以大批量在工厂加工，现场只需将加工好的构件吊装拼接，这样大大提高了施工效率，带来更好的经济效益和社会环境效益。

2、工业钢结构通廊的施工技术

2.1工业钢结构通廊的桁架制作

2.1.1材料进货检验和抽查复验

由于钢结构通廊的危险性，必须保证制作所用的材料达到国家规范要求，主要是桁架所用型钢的化学成分和机械性能、所用高强度螺栓、防火涂料、焊接材料等必须进行复验。首先选择合适的材料供应商，对选中供应商的资质再次进行审查。材料运到后由材料供应部门对到货的桁架钢材、焊材等重要材料进行检验验收，主要检查材质证明书、合格证、外形尺寸、材料外观质量，并抽样复验材料的化学成分和机械性能，检验合格后方进行下料制作。

2.1.2桁架尺寸和焊接质量控制

首先在塔楼之间对桁架基础进行复测，主要测量牛腿之间的跨距和相对标高，为制作桁架提供现场实测数据，保证下一步桁架的拼装和吊装顺利进行。接下来是对焊接质量的严格控制，保证桁架的内在和外观质量，主要通过检查焊缝尺寸偏差和超声波探伤检测焊接质量。

2.1.3桁架上拱度的确定

桁架需要预留一定的上拱度，从而保证桁架的受力良好，一般结构上拱度为：+L/5000(L为桁架跨度)，因为采用正弦起拱，受力会更好，更均匀。

2.2桁架的施工技术

2.2.1划分单元及确定跨度

通廊是由钢结构析架、支架以及两端的转运站组成。通廊长度较大，中间必须设置多个固定支架，来承担通廊的水平推力。同时考虑温度变形需将通廊划分为多个计算单元， 在每个计算单元之间设置上棍动支座（伸缩缝）。就可以满足通廊的温度变形要求。棍动支座处我们一般控制在允许变形量在100mm以内。棍动支座要设置在固定支架的一个支撑点和转运站牛腿上，每一单元的两端均为固定支架或转运站。根据现场实际场地情况，要跨越障碍物、保持道路、河道通畅的情况下，将每一单元桁架用滑动支架分隔成合适的跨度(滑动支架间距)。允许的情况下尽量把每一单元分成等跨，这样使桁架长度、高度以及构件选择上能尽量统一标准化。

2.2.2对钢结构桁架式通廊进行受力分析

钢结构析架式通廊廊身可以看作是一种立体桁架，一般可以简化成由两侧的竖向平面桁架、屋面平面桁架，走道板平台(平面桁架)、端部平面框架组成。

第一步要统计荷载情况。依据是自然条件（风压、雪压等）；活荷载（通廊平台、积灰荷载、皮带机活荷载等）；恒荷载（所有构件自重）。

第二步根据工艺要求布置梁板位置。首先皮带机支腿要落在走道板这层平台梁上，根据工艺提供的皮带机支腿间距确定平台梁布置。平台梁应沿通廊纵向布置，这样支腿布置比较灵活。平台梁上铺设6mm厚花纹钢板，作为行走通道和防止物料、灰尘等高空坠落。钢板下部沿通廊纵向布置加劲肋，以提高钢板强度。

第三步桁架节间划分。根据桁架长度等分成n个节间，一般节间长度和桁架高度、通廊宽度相协调，保证平面、侧面析架斜杆和竖杆夹角接近45度，受力合理。两侧的竖向桁架通过节间处横梁连接，此横梁作为平台层的主梁，放支腿的纵梁相对为次梁与此梁相连。

第四步分析传力途径。平台板上的活载、平台板自重以及支腿线荷载和纵梁自重都传到连接两桁架的主梁上。此主梁荷载向两侧分布最后都集中到桁架节点上。每个节间如此，最后以竖向荷载传到桁架所有节点上。

2.2.3桁架倾角的设置

我们设计的通廊经常会遇到有倾角形式。当倾角为8°~12°时，地面(平台板上)应设有防滑条；超过12°时，应设踏步，踏步面为水平面。设置倾角时桁架上下弦杆与竖腹杆仍垂直，相当于桁架水平布置好所有杆件，然后整体倾斜一个角度，但两端的刚架竖杆要调整成竖直的，这样才能将荷载通过支座传到支架上。

2.2.4桁架的高度确定

桁架的上下弦杆之间的最大距离称为桁架高度。上、下弦水平支撑斜杆选择一般用长细比来控制，上弦支撑斜杆选用L80*8即，一般选用小H型钢；下弦支撑斜杆也选用L80*8，竖杆则是根据平台上所有荷载传递计算而得。

2.3 超高空作业采取的安全防护措施

先搭设空中操作平台和安全保护绳，保证吊装时施工人员的安全。工具和所有的电缆电线等都在平台上栓牢，保证施工时不会下坠，危及平台上和下面施工人员的生命安全，在电焊焊接时，配备保护板，保证焊渣不会烧到下面的安全网和工人，同时配备干粉灭火器以防起火。在桁架拼装时，考虑到吊装时桁架的变形和施工人员在桁架上行走，在桁架上绑扎了杉木杆，如杉木杆的位置应该考虑人在桁架上行走时能起到扶手和安全带捆绑点的作用。

2.4 通廊现浇混凝土板的施工

由于无法支模板，在如此高的钢结构通廊上进行现浇混凝土板的施工基本上是不可能的，我们采用先预铺花纹钢板的方式代替支模:在已经成形的钢结构框架上预铺3mm花纹钢板，钢板和型钢焊接采用开孔塞焊，保证钢板铺平而且牢固。混凝土浇注采用商品混凝土，用混凝土输送泵从-6m送到+35m高空现场浇注，输送管架依靠旁边塔楼窗户用脚手架搭设，脚手架与墙面垫橡皮，保护墙面不受输送时冲击力的损坏。

2.5 通廊底部防腐处理

由于是风口，在未封底之前对通廊底部进行防腐处理，防火涂料的涂刷，吊装前在地面涂刷。防火涂料的涂刷应该在屋面和玻璃幕墙封闭以后，油漆会飘到180t吊车上，所以180t吊车撤走后才能进行防腐处理，该通廊宽12m，我们设计了一个12m的吊栏，用手板葫芦将它提到通廊底部，用4个1吨的手拉葫芦让它在通廊底部水平移动，完成了底部型钢和钢板的除锈、刷漆工作。

2.6桁架节点设计及构造处理

节点设计是桁架设计的关键部位，设计应做到符合节点受力模型。桁架中各杆件在节点处通常是焊在一起的。我们设计的通廊桁架都是采用连接板焊接的，有的重型桁架也有用高强螺栓连接的(如栓焊桥)，还有不用连接板直接焊接的(如圆管桁架)。节点设计主要是确定节点的构造，连接焊缝及节点荷载的计算。使用节点板时，尚需决定节点板的形状和尺寸。节点的构造应传力路线明确、简捷、安全可靠以及制作安装方便。节点板应该只在弦杆与腹杆之间传力，以免任务过重和厚度过大。弦杆如果在节点处断开，应设置拼接材料在两段弦杆间直接传力。

桁架在杆件布置时就要考虑到节点设计，合理确定各杆件之间的夹角关系，如斜腹杆与竖腹杆之间的角度，两斜腹杆之间的角度。桁架节点，通常在工程设计中采用无偏心有间隙节点，尽量避免偏心，这样受力合理而且杆件制作方便，焊接容易，便于检查。有时个别构件由于设计需要存在一定偏心，如果偏心距不大，对受拉杆件产生的偏心次弯距可以不考虑。而对受压弦杆，无论偏心大小，均应对产生的次弯距进行考虑。桁架计算时所有节点都按铰节点建立模型，节点板采用焊接处理方法，桁架平面内的稳定就是由这些节点连接的腹杆来保证的。斜腹杆选用双角钢,上、下弦杆及竖腹杆一般采用H型钢。

3、结束语

超高空、大跨度钢桁架结构通廊在高层建筑物的制作安装中是高危险作业，在做好充分地施工准备和相应安全防护的基础上才能万无一失的把这项工作完成。

参考文献

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