本发明涉及一种大跨度复杂拱架屋盖施工工艺，属于建筑施工技术领域。
背景技术：
随着国家经济的快速发展和大规模城市化建设，大跨度复杂拱架屋盖是现代公共建设项目中常见的钢结构，常见于公共建设项目中入口桁架屋盖及幕墙钢架，其特点是跨度大，高空拼装作业多，安装精度要求高。如何取得安装的科学、合理、优质、安全是本工法的目的。
展厅入口屋盖采用钢管桁架结构,桁架为空间三角形桁架和四边形桁架，入口桁架屋盖结构则采用工厂杆件下料，加工好后散件运输到现场，现场搭设临时拼装胎架，在胎架上拼装桁架，拼装好后进行吊装，其中桁架柱采用分段吊装，桁架梁则采用整榀吊装。桁架柱、桁架梁吊装机械选用履带吊。通过对已有安装方案的对比、总结和完善，从而形成本工法。
本工法采用地面拼装，减少高空作业，减小劳动强度，充分利用作业空间，拼装作业布置和施工顺序合理；选择合理的吊装工艺，利用结构自身特点形成稳定空间体系，吊装安全合理；节省大型吊车台班，便于操作。该工法适用于大跨度复杂拱架屋盖施工，也适用其它同类型钢屋架的安装施工。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种大跨度复杂拱架屋盖施工工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
由于结构形式复杂，钢结构施工难度大，入口拱型屋盖钢桁架正下方有地下室，施工过程受到现场条件的限制，大型吊装设备不能在场内使用，给施工带来难度。针对入口屋盖钢桁架吊装设备无法进入场内进行吊装的情况，采用三维场布软件提前模拟设备进场情况，结合现场勘察，对构件重量分析计算后，采用大型履带吊停置在场外进行吊装钢桁架构件。入口屋盖采用钢管桁架结构,桁架为空间三角形桁架和四边形桁架，采用钢结构bim软件teklastructure进行安装内容分析。
入口桁架屋盖结构则采用工厂杆件下料，加工好后散件运输到现场，现场搭设临时拼装胎架，在胎架上拼装桁架，拼装好后进行吊装，其中桁架柱采用分段吊装，桁架梁则采用整榀吊装。桁架柱、桁架梁吊装机械选用履带吊。
具体的，大跨度复杂拱架屋盖施工工艺如下：
（一）在落地拱架安装位置正下方搭设胎架，并在胎架上拼装落地拱架，拼装时从低往高处逐步进行。
（二）吊装中间的第1、2段拱架。
（三）履带吊吊装1轴、18轴的第1段桁架柱
1)在桁架吊装作业前，应统一指挥信号，施工全体人员必须熟悉此信号。
2)所有参与吊装的施工人员，均须熟悉工程内容、起吊方法。
3)吊装时，整个现场由一个总指挥调配，各岗位分指挥应正确迅速执行总指挥的命令，做到传递信号迅速正确，并对自己负责区域内负有责任。
4)桁架吊装单元脱拼装胎模前，详细检查是否有拼装过程中的固定挡块未割除的现象，并在四周拉设安全警戒线，非施工人员不得进入，待一切准备工作全部就绪后方可起吊。
5)指挥者全面了解情况并确认一切正常、安全后，再发出试吊命令，待构件被吊起0.5m高度时,指挥者发出停止命令,构件停止上升后,对吊装的设备、钢桁架构件的吊装状态等各环节再进行一次检查，保证安全，各岗位的人员检查后向指挥汇报安检情况后，方可进行提升。
6)指挥者发出起吊命令使构件稳稳的上升，构件上升时严禁与其他物件发生碰擦。桁架提升到一定高度后，一边旋转吊机臂，一边旋转桁架，使桁架与安装方向垂直。
7)构件到达安装位置上空时，指挥吊机司机缓慢地下降构件，调整桁架、就位，经测量满足设计及规范要求后，进行焊接固定。
8)履带吊吊装时的场地道路应铺碎石、磄渣并进行碾压处理，从而达到使用要求，吊装时履带吊下方铺垫钢板路基箱。
9)吊装时履带吊下方铺垫钢板路基箱。
10)上部柱子之间连接的连接板待校正完毕，并全部焊接完毕后，将连接板割掉，并打磨光滑，并涂上防锈漆。割除时不要伤害母材。
11)桁架空中对接在弦杆上设置临时连接耳板，桁架吊位就位后用连接板先进行固定，然后进行焊接。
12)必须将桁架的二根上弦杆、一根下弦焊接完毕后，吊机方可松钩。
13)为加快焊接速度，缩短吊装时间，对接部位采用气保焊机进行焊接。
14)柱子安装好后应立即跟上其相应的构件，保证结构稳定。即第1榀桁架柱就位后立即增设缆风绳进行稳固，当第2榀安装就位后必须及时安装好与第1榀连接的部分墙梁，形成稳定结构，保证结构安全，从而避免过大自由晃动造成对地脚螺栓、钢桁架梁与主体结构连接点的破坏。
15)钢桁架吊装安全技术及注意事项
(1)吊装前，先在桁架柱上装调好爬梯
小爬梯设置：在钢柱安装之前应在钢柱上固定小爬梯，用以吊装之后，解除吊索具及其它结构构件吊装时，人员上下用。爬梯挂在横杆上，在横杆位置用铁丝或小钢丝绳绑扎固定；
(2)缆风绳拉设：柱子安装到位并临时固定后，拉设缆风绳。每根柱子在纵向和横向方向各拉两根（共四根）缆风绳，缆风绳用2t手拉葫芦拉紧，缆风绳选用ф17.5mmm钢丝绳。
缆风绳拉设在地面的固定主要依靠相邻近位置的基础承台和地梁上，在不能固定到基础承台和地梁的地方，应在地面上设置地锚。
(3)对接操作平台
桁架柱与钢桁架对接时、桁架柱与桁架对接时需搭设临时对接操作平台。雨天需焊接时在操作平台上部设置防雨蓬。
(4)履带吊准备就绪正式吊装之前，对桁架进行试吊、吊装，并按下列各项试吊和检查工作：全面检查各种绳索如起重索、吊索等是否完好，履带吊运行状态是否良好，是否安全可靠，指挥通讯是否畅通。履带吊自行移位至吊装位置，做好吊装前各项准备工作。吊车应由一人统一指挥。起重吊装作业人员应精神集中、听从指挥，指挥信号应准确、安全可靠。桁架起升和下降速度应平稳、均匀，不得突然制动。严禁将桁架长时间悬吊在空中。吊车缓慢起钩，当桁架起升离胎架50-10厘米后，停止起钩，停顿3-5分钟检查机械设备变化情况有无异常，绳扣是否牢靠，车身有无倾斜，钢丝绳及u型卡是否牢固，吊耳有无异常变形等，确定一切正常后才能继续起吊。吊具使用前认真检查，检查钢丝绳是否有断股、断丝等影响吊装安全的隐患，绳扣、u型卡是否完好无损。
(5)为保证钢丝绳安全作业，在使用过程中不准超负荷，不能受力过猛过大，在使用中应使钢丝绳缓慢受力。
(6)桁架吊装作业整个过程中应划定作业区域，非作业人员严禁入内。
(7)在有六级及以上大风或大雨、雷电、大雾等恶劣天气时应停止起重、吊装。
(8)起重作业中要做到“五不吊”(指挥手势或信号不清不吊、重量与重心不明不吊、超载不吊、视线不明不吊、捆绑不牢或挂钩方法不对不吊)。
（四）继续用履带吊吊装2轴第1段桁架柱，就位后立即增设缆风绳进行稳固，并安装相应的部分墙梁，形成稳定结构，保证结构安全。
（五）继续用吊装1轴的第2段桁架柱，桁架柱安装好后立即安装相应的部分桁架梁，形成稳定结构。
（六）同样用吊装2轴的第2段桁架柱，及相应的主、次桁架梁，并立即安装相应的部分墙梁，形成稳定结构。
（七）按照上述步骤，继续安装桁架柱、桁架梁。
（八）最终完成所有的安装工作。
本发明的工法特点
1根据结构特点采用地面拼装作业，减少高空作业，减小劳动强度；
2根据现场特点充分利用作业空间，拼装作业布置和施工顺序合理、紧凑，便于交通和吊装；
3根据结构特点选择合理的吊装工艺，利用结构自身特点形成稳定的空间体系，便于组对，吊装合理、安全；
4施工节省大型吊车台班，便于操作，经济性好。
本发明适用范围
适用于大跨度复杂拱架屋盖施工，也适用其它同类型钢屋架、幕墙钢结构的安装施工。
本发明工艺原理
入口桁架屋盖结构则采用工厂杆件下料，加工好后散件运输到现场，现场搭设临时拼装胎架，在胎架上拼装桁架，拼装好后进行吊装，其中桁架柱采用分段吊装，桁架梁则采用整榀吊装。
关键技术点：
1、入口桁架屋盖结构采用工厂杆件下料，加工好后散件运输到现场，现场搭设临时拼装胎架，在胎架上拼装桁架，拼装好后吊装，其中桁架柱采用分段吊装，桁架梁采用整榀吊装。
2、本工法采用地面拼装，减少高空作业，减小劳动强度；充分利用作业空间，拼装作业布置和施工顺序合理；
3、选择合理的吊装工艺，充分利用结构自身特点形成稳定空间体系，吊装安全合理；节省大型吊车台班，便于操作。
技术水平和技术难度：
大跨度复杂拱架屋盖的特点是跨度大，高空拼装作业多，安装精度要求高。入口桁架屋盖结构采用工厂杆件下料，加工好后散件运输到现场，现场搭设临时拼装胎架，在胎架上拼装桁架，拼装好后吊装，其中桁架柱采用分段吊装，桁架梁采用整榀吊装。本工法采用地面拼装，减少高空作业，减小劳动强度，充分利用作业空间，拼装作业布置和施工顺序合理；选择合理的吊装工艺，利用结构自身特点形成稳定空间体系，吊装安全合理；节省大型吊车台班，便于操作。
综上所述，该工法工艺合理，技术成熟，适用性和可操作性强，关键技术有创新，关键技术水平达到国内先进水平。
工法应用情况及推广应用前景：
大跨度复杂拱架屋盖施工工法采用地面拼装，减少高空作业，减小劳动强度，充分利用作业空间，拼装作业布置和施工顺序合理；选择合理的吊装工艺，利用结构自身特点形成稳定空间体系，吊装安全合理；节省大型吊车台班，便于操作。
本工法现已成功应用于中国石油装备产业基地国际交流中心主体馆、青岛国际羽毛球交流中心项目，技术经济效果明显，提高了工效、降低了施工成本。本工法有良好的推广应用前景。
有益效果：
经济效益：采用bim技术提前进行三维模拟场地布置、构件吊装及安装，构件节点详图，提前预判相关风险，从而减少了现场返工和工期。采用“桁架工厂下料、切割，散件发运至现场，现场拼装焊接、整榀吊装”的施工方法，提高了施工质量和施工安全，缩短了工期。
社会效益：大跨度复杂拱架屋盖工艺操作要求高、结构复杂、施工难度大，采用本工法，在有限的工期内，有效的保证了施工质量和施工安全，完全达到了设计要求，具有明显的社会和环保效益。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的大跨度复杂拱架屋盖施工工艺，包括下列步骤：
（一）在落地拱架安装位置正下方搭设胎架，并在胎架上拼装落地拱架，拼装时从低往高处逐步进行。
（二）吊装中间的第1、2段拱架。
（三）履带吊吊装1轴、18轴的第1段桁架柱
1)在桁架吊装作业前，应统一指挥信号，施工全体人员必须熟悉此信号。
2)所有参与吊装的施工人员，均须熟悉工程内容、起吊方法。
3)吊装时，整个现场由一个总指挥调配，各岗位分指挥应正确迅速执行总指挥的命令，做到传递信号迅速正确，并对自己负责区域内负有责任。
4)桁架吊装单元脱拼装胎模前，详细检查是否有拼装过程中的固定挡块未割除的现象，并在四周拉设安全警戒线，非施工人员不得进入，待一切准备工作全部就绪后方可起吊。
5)指挥者全面了解情况并确认一切正常、安全后，再发出试吊命令，待构件被吊起0.5m高度时,指挥者发出停止命令,构件停止上升后,对吊装的设备、钢桁架构件的吊装状态等各环节再进行一次检查，保证安全，各岗位的人员检查后向指挥汇报安检情况后，方可进行提升。
6)指挥者发出起吊命令使构件稳稳的上升，构件上升时严禁与其他物件发生碰擦。桁架提升到一定高度后，一边旋转吊机臂，一边旋转桁架，使桁架与安装方向垂直。
7)构件到达安装位置上空时，指挥吊机司机缓慢地下降构件，调整桁架、就位，经测量满足设计及规范要求后，进行焊接固定。
8)履带吊吊装时的场地道路应铺碎石、磄渣并进行碾压处理，从而达到使用要求，吊装时履带吊下方铺垫钢板路基箱。
9)吊装时履带吊下方铺垫钢板路基箱。
10)上部柱子之间连接的连接板待校正完毕，并全部焊接完毕后，将连接板割掉，并打磨光滑，并涂上防锈漆。割除时不要伤害母材。
11)桁架空中对接在弦杆上设置临时连接耳板，桁架吊位就位后用连接板先进行固定，然后进行焊接。
12)必须将桁架的二根上弦杆、一根下弦焊接完毕后，吊机方可松钩。
13)为加快焊接速度，缩短吊装时间，对接部位采用气保焊机进行焊接。
14)柱子安装好后应立即跟上其相应的构件，保证结构稳定。即第1榀桁架柱就位后立即增设缆风绳进行稳固，当第2榀安装就位后必须及时安装好与第1榀连接的部分墙梁，形成稳定结构，保证结构安全，从而避免过大自由晃动造成对地脚螺栓、钢桁架梁与主体结构连接点的破坏。
15)钢桁架吊装安全技术及注意事项
(1)吊装前，先在桁架柱上装调好爬梯
小爬梯设置：在钢柱安装之前应在钢柱上固定小爬梯，用以吊装之后，解除吊索具及其它结构构件吊装时，人员上下用。爬梯挂在横杆上，在横杆位置用铁丝或小钢丝绳绑扎固定；
(2)缆风绳拉设：柱子安装到位并临时固定后，拉设缆风绳。每根柱子在纵向和横向方向各拉两根（共四根）缆风绳，缆风绳用2t手拉葫芦拉紧，缆风绳选用ф17.5mmm钢丝绳。
缆风绳拉设在地面的固定主要依靠相邻近位置的基础承台和地梁上，在不能固定到基础承台和地梁的地方，应在地面上设置地锚。
(3)对接操作平台
桁架柱与钢桁架对接时、桁架柱与桁架对接时需搭设临时对接操作平台。雨天需焊接时在操作平台上部设置防雨蓬。
(4)履带吊准备就绪正式吊装之前，对桁架进行试吊、吊装，并按下列各项试吊和检查工作：全面检查各种绳索如起重索、吊索等是否完好，履带吊运行状态是否良好，是否安全可靠，指挥通讯是否畅通。履带吊自行移位至吊装位置，做好吊装前各项准备工作。吊车应由一人统一指挥。起重吊装作业人员应精神集中、听从指挥，指挥信号应准确、安全可靠。桁架起升和下降速度应平稳、均匀，不得突然制动。严禁将桁架长时间悬吊在空中。吊车缓慢起钩，当桁架起升离胎架50-10厘米后，停止起钩，停顿3-5分钟检查机械设备变化情况有无异常，绳扣是否牢靠，车身有无倾斜，钢丝绳及u型卡是否牢固，吊耳有无异常变形等，确定一切正常后才能继续起吊。吊具使用前认真检查，检查钢丝绳是否有断股、断丝等影响吊装安全的隐患，绳扣、u型卡是否完好无损。
(5)为保证钢丝绳安全作业，在使用过程中不准超负荷，不能受力过猛过大，在使用中应使钢丝绳缓慢受力。
(6)桁架吊装作业整个过程中应划定作业区域，非作业人员严禁入内。
(7)在有六级及以上大风或大雨、雷电、大雾等恶劣天气时应停止起重、吊装。
(8)起重作业中要做到“五不吊”(指挥手势或信号不清不吊、重量与重心不明不吊、超载不吊、视线不明不吊、捆绑不牢或挂钩方法不对不吊)。
（四）继续用履带吊吊装2轴第1段桁架柱，就位后立即增设缆风绳进行稳固，并安装相应的部分墙梁，形成稳定结构，保证结构安全。
（五）继续用吊装1轴的第2段桁架柱，桁架柱安装好后立即安装相应的部分桁架梁，形成稳定结构。
（六）同样用吊装2轴的第2段桁架柱，及相应的主、次桁架梁，并立即安装相应的部分墙梁，形成稳定结构。
（七）按照上述步骤，继续安装桁架柱、桁架梁。
（八）最终完成所有的安装工作。
实施例2应用实例
中国石油装备产业基地国际交流中心主体馆
中国石油装备产业基地国际交流中心主体馆位于山东省东营市东营区西二路以东，燕山路以西，南二路以北。建筑物为建筑结构形式为钢筋砼框架剪力墙结构和钢结构，总建筑面积52745㎡，幕墙约59000㎡。总建筑面积52745㎡，幕墙约59000㎡。展厅入口采用钢管桁架结构体系,桁架柱间距9.0m,最大跨度23.0m。钢桁架杆件为圆钢管，材质为q345b钢，钢管之间采用直接相贯的焊接节点。桁架为空间三角形桁架、四边形桁架，桁架之间设有支撑杆，形成稳定的空间结构体系，结构最高标高为32.0m。经采用本工法施工,提前预判相关风险，减少了现场返工和工期，提高了施工质量和施工安全，缩短了工期，在有限的工期内，有效的保证了施工质量和施工安全，完全达到了设计要求，具有明显的经济和社会效益。
青岛国际羽毛球交流中心项目
青岛国际羽毛球交流中心项目位于青岛市黄岛开发区，地处寒冷a区，羽毛球馆地上一层，地下两层，框架结构，建筑高度14.00米。屋面采用焊接节点管桁架，局部采用大跨度复杂桁架，经采用本工法施工,减少了现场返工和工期，提高了施工质量和施工安全，缩短了工期，有效的保证了施工质量和施工安全，达到了设计要求，具有明显的经济和社会效益。