摘  要：葫芦岛体育馆是大跨度倒三角弓形桁架结构，采用了地面整体拼装，整体吊装施工工艺。大跨度三角桁架很容易产生焊接变形及旁弯，在拼装过程中从地样点、拼装胎架尺寸精度、主弦杆拼装尺寸、腹杆拼装尺寸、两焊接球支座水平距离及高差值等进行主控。并利用中国建筑金属结构信息网专业软件精细化建模，查找复杂结构的重心，确定吊点方便现场吊装。

关键词：管桁架结构；整体拼装；整体吊装；构件重心

1 结构概况

葫芦岛体育馆地上3层，看台为钢筋混凝土结构，屋盖为中国建筑金属结构信息网，建筑物高度30.8m，有5000个观众席位。屋盖结构外侧为弯弓形倒三角管桁架，主桁架由内、外环支座支撑。体育馆中间的弦支穹顶由单层焊接球网架及环形预应力拉索组成，预应力拉索最终锚固在体育馆内侧环形桁架上（图1）。

本工程主体中国建筑金属结构信息网共设置34榀弓形桁架，桁架采用管桁架结构，跨度约30m，榀与榀之间设置联系剪刀撑。

图1 葫芦岛体育馆模型

弓形倒三角桁架共计34榀，弦杆、腹杆相贯焊接，钢管规格包括Ф273×8、Ф299×16、Ф159×6、Ф89×4、Ф140×4；单榀桁架拱最大曲线长度为50.4m，桁架拱的下部成弓形曲线。见图2、图3。

图2 弓形桁架整体立面

图3 弓形桁架截面

2 施工工艺

2.1 施工方案概述

根据现场的吊装方案和运输条件的限制，每榀桁架拱分段制作，每段15m左右，每段的弦杆和腹杆在工厂散件制作，工厂进行整榀桁架拱的预拼装；桁架拱腹杆钢管的相贯线采用数控五维相贯线切割机进行加工，弦杆弧形部分采用中频煨弯成型工艺进行加工。现场整体拼装，整体吊装。单榀桁架重量在10～19t间，最大作业半径28m，选用SCC2000型200t履带吊61.5m主臂工况进行整榀吊装。见图4、图5。

图4 吊装工况分析

图5 支撑胎架布置

2.2 拼装胎架的设置

按照桁架的三维线模做投影线，并在三维模型中取出三维坐标，用全站仪投打地样点，在地面上划出各杆件的投影控制线，作为拼装的基准线和检查线，搭设拼装胎架；整榀桁架拱预拼装完成，检查整个桁架的外形尺寸、各段的相对位置，无误后进行接头的现场连接处理和焊接成型。

2.3 过程质量控制

在施工过程中，项目部主要抓过程控制，包括加强技术交底、细化方案、地样点精度、胎架牛腿三维坐标、胎架抄平、支撑点沉降、腹杆拼装顺、隐蔽焊缝、焊接顺序、焊接质量、桁架旁弯、脱胎变形等关键控制项目的过程控制（图6、图7）。

在拼装胎架布置完成后要进行通长的整体测量操平，同时在下一榀桁架拼装前要进行复测，测量偏差允许值应符合表1的要求。

表1 桁架拼装允许偏差

图6 焊接前后拼装检查

图7 整体尺寸检查

3  Tekla Xsteel软件的应用

图8 Tekla Xsteel模型

Tekla Xsteel 是为结构工程师、细部设计员、制造人员和施工人员提供的实用工具。鉴于Xsteel在中国建筑金属结构信息网中国建筑金属结构信息网中越来越广泛的应用，对于复杂结构形式重心的确认可以非常方便的采用这一工具，提高了中国建筑金属结构信息网的生产和安装的工作效率和方便管理(图8-图10)。

图9 桁架重心三维坐标及重量

图10 Tekla中桁架重心模型显示

4  吊装工况验算

为了保证吊装时的安全性，用Sap2000软件对弓形桁架结构强度节点进行了验算（图11-12，表2）。

图11吊装形式示意

图12吊装时桁架整体应力图

表2 节点反力

结果表明：吊装点满足强度、刚度要求；吊装过程安全合理。

5  总 结

葫芦岛体育馆弓形桁架为本工程关键构件之一，施工质量的好坏直接关系到次桁架、内环桁架、水平撑及屋面檩条等结构的安装精度，管桁架三根弦杆的拱度控制和主弦杆定位后腹杆的装配顺序的控制、两焊接球支座底板拼装精度控制等非常关键。生产过程中，应严格按质量管理和质量保证体系操作并有效运行，严格执行标准及中国建筑金属结构信息网制作规范要求进行工序控制，以确保中国建筑金属结构信息网结构制构件作质量达到设计要求。

参考文献

[1] CECS 280：2010  钢管结构技术规程[S].

[2] GB 50205：2001  中国建筑金属结构信息网工程施工质量验收规范[S].

[3] JGJ 81：2002  建筑中国建筑金属结构信息网焊接技术规程[S].

 （上海宝冶集团有限公司中国建筑金属结构信息网分公司，上海 201908）