大跨度钢结构工程施工方案3.1、钢结构概况本工程钢结构屋面采用“大跨度空间钢桁架+双向正交钢管桁架”结构体系，创造出体现结构力学之美的轻盈屋盖，仿似腾飞的双翼，空间管桁架结构体系与造型完美结合，巧妙体现了闽南民居双曲线、“燕尾脊”的意象。

屋面钢结构总用钢量约28500吨，杆件总量82232根且尺寸各异，焊缝总长度接近12万延长米，屋面主次桁架共604榀。

3.2、钢结构重点、难点分析本工程中央站房结构存在诸多难点，其中突出表现为“三大一高”：结构跨度大；桁架体型大；单榀桁架重量大；桁架安装高度高。

中央站房部分区域最大跨度132米，桁架自身高度最高达23.8米，桁架截面宽度仅1米，单榀重量达800t，地面安装高度54米，由此而引起相应构件加工制作，现场拼装，构件吊装等一系列难题。

3.2.1、16根A型塔柱为劲性混凝土结构，钢骨底部为分肢部分，采用双柱，互成角度，钢骨柱断面尺寸为H 1500mm*1000mm*35mm*35mm,到上部两侧钢骨通过中间连接板将塔柱合二为一，合肢部分塔柱最大截面达7550mm*1800mm，柱顶最高点标高为57m，钢柱分节重量大，最重为19.5t，且全部在基坑边吊装，吊车回转半径大，必须使用大吨位吊车才能满足施工要求；3.2.2、构件加工制作难：单榀桁架体型大，杆件管壁厚，其中ZHJ2, ZHJ3 ,ZHJ6, ZHJ7均采用双层钢管桁架，弦杆呈弧线型，两层钢管桁架间采用钢板连接呈哑铃型，同时要求杆件加工控制点精确，杆件变形小，但由于工厂焊接量大，厚板焊接使得杆件变形也大，各区段杆件加工制作需采取优化措施，减小焊接残余应力，严格控制变形，以保证杆件在现场拼装吻合。

3.2.3、屋面桁架拼装运输困难，拼装场地异常狭小屋面管桁架杆件小拼单元尺寸大加工厂无法进行拼装运输，所有杆件均散件发运至现场进行组对拼装，按施工方案要求所有桁架均采取“场外小拼、场内中拼、整体提升”的工序流程，施工现场须设置四块构件堆放及拼装场地，总共需25000平米左右才能满足正常施工要求。

3.2.4、钢结构工程体量大，工期紧、任务重屋面管桁架杆件为82232根，最大管径为1200mm，最大管壁厚度为40mm，桁架总量28500吨，钢管相贯面切割工程量为627650分钟（约10460小时，436天/台）；钢管相贯面焊接工程量为5583260分钟（按8小时工作制，折合为11632工日），焊接延长米约120000m；按总体进度计划要求在4个月内完成所有构件的加工、拼装、焊接、提升、对接等工作。

3.2.5、大跨度空间管桁架结构，安装难度大屋面采用巨型空间大跨度桁架支撑网架结构体系，主次桁架共604榀，类型繁多，其中主桁架ZHJ2最大跨度达132余米，截面最大高度达23.8米，宽度仅1m，单体重量达800t，造型新颖独特，属同类工程罕见，是目前国内单榀桁架跨度最大、安装及焊接难度最大的钢结构工程。

3.2.6、高空多点对接，精度控制难钢柱及桁架（或支撑）节点均采用焊接节点，管桁架节点为相贯焊焊接节点，部分节点带暗节点板，且均为高空作业，因此桁架安装高空对接节点多，高空焊接及拼装工作量大，测量精度控制难。

3.2.7、工期紧、任务重、组拼胎架投入量大为确保XX西站通车节点目标的实现，钢结构施工必须超常规的投入人力、物力等施工资料，仅高跨屋面8.95m平台上部钢结构吊装必须将所有的构件在平台上部进行组拼对接，分跨进行整体提升。

且屋面设计曲线造型高低处落差达16m，故组拼胎架随屋面造型要求，共需设置880个支撑点，胎架槽钢用量为450T，搭设操作施工用脚手架需100T。

3.2.8、气候等不可抗力因素影响大本工程钢构安装将正值厦门地区高温及台风季节，预计２００９年登陆或影响福建厦门的台风或热带风暴比往年要多，约７个到１2个。

月份分布大致是：７月以前１个到２个，７月份１个到２个，８月份２个到３个，９月份１个到２个，９月份以后２个。

这将对钢构安装带来很大的不确定性，对工期、质量及进度都将是一个严峻的考验，高温、雨季及台风等不可抗力天气影响，将直接影响钢结构安装的进度及难度。

3.3、站房钢结构工程3.3.1、站房钢结构概况站房屋面钢结构主要由ZHJ-1、ZHJ-2、ZHJ-3、ZHJ-4、ZHJ-5、ZHJ-6、ZHJ-7和主桁架之间的屋面次桁架及ZHJ-1外侧的悬挑部分组成，如下图示：3.3.2、典型节点典型柱头节点一 典型柱头节点二ZHJ1ZHJ2ZHJ3ZHJ4 ZHJ6ZHJ5ZHJ7典型柱头节点三 典型柱头节点四3.3.3、施工总体部署（1）、施工区段划分根据本工程特点以及现场施工实际情况分为以下施工段：①、主桁架主桁架施工方法为两种：a 、主桁架ZHJ －1、ZHJ －4、ZHJ －5：分段吊装；b 、主桁架ZHJ －2、ZHJ －3、ZHJ －6、ZHJ －7：整体提升。

②、次桁架a 、高跨次桁架，即ZHJ －1与ZHJ －2间次桁架（屋面一）、ZHJ －2与ZHJ －3间次桁架（屋面二）、ZHJ －1外悬挑次桁架（悬挑屋面）；b 、低跨次桁架，即ZHJ －4与ZHJ －5间次桁架（屋面五）、ZHJ －5与ZHJ －6间次桁架（屋面四）、ZHJ －6与ZHJ －7间次桁架（屋面三）。

钢结构安装分区示意图3.3.4、施工安装工艺（1）、主桁架ZHJ1安装方法a 、 简介主桁架ZHJ1总长度154米，宽度7米，高度4米，桁架上平面主管中心标高27.8米，为平面内弧形桁架，共分五跨，跨距分别为为23.1、26.4和33米三种，结合土建部分，可以先在柱头位置散拼一个柱头单元，柱间段在场外小拼，在现场进行中拼，然后用吊车把中间段吊装到位。

通过分段，最长段24米，重约27吨。

ZHJ-1的分段：ZHJ-1平面内为弧形，竖向为直线，分别布置在3～10/A ～B 轴线、3～10/J ～K 轴线上，共两榀，每榀由三个单片桁架组成一个箱式组合桁架，主桁架中间有6根混凝土柱，单榀主桁架重约250吨，最大杆件为Φ500×25，其示意图如下：其分段如下图：b 、吊装分析 ZHJ1 混凝土斗拱 混凝土柱①、柱顶桁架吊装工况分析柱头桁架重21吨，采用50吨履带吊在桁架两端双机抬吊，考虑降效20%，单机吊重21/0.8/2=13.1吨，吊点设置在两端的桁架上，满足吊装要求。

②、第一、七段桁架吊装工况分析第一、七段桁架重9.58吨，采用50吨履带吊在桁架两端双机抬吊，考虑降效20%，单机吊重9/0.8/2=5.6吨，吊点设置在两端的桁架上，满足吊装要求。

③、第二、六段桁架吊装工况分析第二、六段桁架重19吨，采用50吨履带吊在桁架两端双机抬吊，考虑降效20%，单机吊重19/0.8/2=11.8吨，吊点设置在两端的桁架上，为避免桁架就位时抗臂，将桁架两端外侧一格留空，此时满足吊装要求。

吊装就位后补足预留杆。

④、第三、五段桁架吊装工况分析第三、五段桁架采用50吨履带吊在桁架两侧双机抬吊，桁架重23.38t，考虑降效20%，单机吊重23.38/0.8/2=14.6吨，吊点设置在两侧的桁架上，满足吊装要求。

⑤、第四段桁架吊装工况分析第四段桁架重39吨，采用50吨履带吊在桁架两端四机抬吊，考虑降效20%，单机吊重39/0.8/2=12.5吨，吊点设置在两端的桁架上，满足吊装要求。

（2）、主桁架ZHJ5安装方法a、主桁架ZHJ5总长度为69米，宽度3.4米，高度2.2米，共分3跨，跨距为23.1米。

为了满足工期要求，现场钢结构必须提前插入，考虑运输能力和吊装能力要求将桁架划分为6个吊装单元，第二、四、六单元划分为2个小拼单元，同时有利于拼装精度和焊接质量得到有效保证。

b、吊装吊装顺序：先吊柱头的第一、三、五单元。

然后依次吊装第二、四、六单元单元。

各单元重量如下表：吊装机械选用130吨汽车吊，吊装参数52.5m主臂，18m 工作半径可吊重11.1吨，满足桁架吊装要求。

吊索具满足吊装要求。

构件重量10t以内，安全系数6，钢丝绳破坏力达到600kN，选用抗拉强度1670Mpa，6*37+1直径为32mm的钢丝绳。

（3）、主桁架ZHJ4安装方法主桁架ZHJ4总长度都为69米，宽度3.4米，高度2.2米，共分3跨，跨距为23.1米，现场条件可以满足分段吊装要求，进行分段吊装。

ZHJ4分段见部署。

根据ZHJ4各单元重量：吊装机械选用40吨履带吊，吊装参数34m主臂，8m工作半径可吊重10.75吨，满足桁架吊装要求。

吊装顺序：先柱顶后桁架，先吊第一、三、五单元，然后依次吊装第二、四、六单元单元。

履带吊车在楼板上行走及吊装作业时，必须使用路基箱扩散分布吊车重量。

在楼板支顶加固区域内标明履带吊车行走路线和范围，要严格遵循，严禁超范围行走作业。

（4）、主桁架ZHJ2安装方法a、安装方法简介主桁架ZHJ-2轴线宽（厚）度为1.00m，桁架长度132m，桁架高度约23m，整体桁架下弦杆由两根圆管与1块钢板焊接组成，为水平杆件，钢管规格为φ650*20（35），连接钢板厚20～40mm。

两主要上弦杆同样为两根圆管与1块钢板焊接组成，上下弦杆材质为Q345C。

桁架总体重量约800T。

采用场外小拼，场内组拼，利用液压千斤顶整体提升的施工方法施工。

ZHJ-2示意图b、ZHJ-2楼面安装及质量保证措施①、轴线网控制ZHJ-2所在轴线为（H、C）/ ④～⑨轴线，沿H（或C）轴线向两侧各偏移15m作为ZHJ-2拼装Ｘ方向的“控制轴线”，分别在沿④～⑨轴线方向布置6条Y 方向控制线，组成ZHJ-2拼装控制轴网。

用于控制ZHJ-2拼装过程中的垂直度和位移偏差。

轴线控制网示意图②、胎架布置及工装形式根据方案，在ZHJ-2拼装位置上先设置胎架，用于ZHJ-2拼装过程中承重及平面轴线控制等。

ZHJ-2最下方两弦杆为直杆，两根弦杆中心线间距为1m，下弦杆直径为650mm，在胎架上应设置限位板，控制下弦杆位移偏差。

胎架平面轴线限位板边线弦杆中心线胎架中线点胎架中线点轴线控制点控制轴线ZHJ-2胎架示意图③、主桁架拼装、提升侧向稳定及拼装安全防护措施i.主桁架拼装、提升侧向稳定措施由于ZHJ-2重量约800T，提升高度约在23.50m，平面内桁架厚度仅1.0m，因此，在拼装过程中要设置侧向支护措施，防止桁架在拼装过程中偏心倾覆。

支护构架一组选用2个1.2x1.2m标准节，高度21m，共布置5组，能够确保桁架在拼装过程中的侧向稳定，同时在主桁架提升就位后，标准节顶部高于桁架下弦水平主管，可以与桁架下弦主管加固连接，能够确保在桁架合拢过程中和后续屋面次桁架安装过程中主桁架的侧向稳定。

桁架提升导向构架一组选用2个1.2x1.2m专用标准节，高度大于提升高度约2m，共4组，地脚与混凝土生根刚接，在拼装过程中，其作用与支护构架相同。