浅析大跨度大空间建筑火灾事故对策

第一篇：浅析大跨度大空间建筑火灾事故对策

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浅析大跨度大空间建筑火灾事故对策

作者：叶光荣

来源：《科技创新导报》2011年第18期

摘 要:随着社会经济迅猛发展.大跨度、大空间建筑越来越多。然而.跨度越大、空间越高的建筑所具有的火灾危险性越大.一旦发生火灾.扑救难度也就越大.造成的人员伤亡和经济损失也随之增大.也为灭火救援工作带来了更大的挑战。本文阐述了大跨度大空间建筑物的火灾特点.论述了大跨度、大空间建筑物火灾事故的处理程序、对策、方法及行动要求、注意事项等。关键词:大跨度大空间建筑火灾特点扑救方法

中图分类号:TU892 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0028-01

近年来,随着社会经济迅猛发展,企业生产、仓储用房、大型批发市场、物流业、大型的综合商场和超市、体育场馆、影剧院、展览馆等大跨度、大空间建筑越来越多。由于建筑结构上的特殊性和使用方面的需要,且因钢结构具有重量轻、结构性能好、建筑制作程度高、施工速度快等优点,故上述各类建筑中大多采用钢结构建造。然而因钢材虽然本质为非燃烧材料,但其本身耐火性能较差,在火灾高温作用下,其力学性能如屈服强度、弹性模量等会明显降低, 加上这些建筑具有人员流动性大抑或人员密集、储存物质多以及内部通道错综复杂等特点,一旦发生火灾,极易造成重大损失和群死群伤恶性事故。因此,大跨度、大空间钢结构建筑的火灾灭火技术已成为当前消防部队面临的一大难题。下面笔者就结合大跨度、大空间建筑的火灾特点和扑救方法谈一些粗浅的看法。大跨度大空间建筑的特点

大跨度、大空间建筑是指单层面积大、跨度大、层间高,没有或缺少实体分隔所形成的建筑。一般跨度在60米以上的建筑,主要采用钢材为主要材料,其结构形式主要包括网架结构、网壳结构、悬索结构、膜结构、薄壳结构等五大空间结构及各类组合空间结构。企业生产、仓储用房、大型批发市场、大型的综合商场和超市、体育场馆、影剧院、展览馆、汽车站等等都属于大跨度、大空间建筑。大跨度、大空间建筑多以轻钢柱子、梁为主要承重主体。大跨度、大空间钢结构建筑物的长度大多在几十米到几百米不等,建筑物的宽度一般都在50～100m,高度为6～15m,建筑面积少则数千平方米,多则上万,数十万平方米的也有。另外该类建筑基本上不设闷顶,上下连通,形成了一个较大的内部空间。这给初期火灾的蔓延和扩大提供了极为有利的条件。大跨度、大空间建筑物的火灾特点

大跨度、大空间建筑物中的大型商场、超市等,可燃物较多,而大型的生产厂房内,生产设备密集,厂房内生产使用的原料和成品大多属可燃物,一旦起火,燃烧猛烈,蔓延迅速。大跨度、大空间建筑的门窗多,通风好,在热气流的作用下,很快形成大面积火灾。

建筑物内的钢构件在高温下极易变形,导致建筑物倒塌,救援难度大。根据有关研究表明:普通建筑用钢(中国国家标准GB700-88《碳素结构钢》和GB1591-1994《低合金结构钢》要求的Q235、Q345钢等), 在全负荷的情况下失去静态平衡稳定性的临界温度为540℃左右。一般在火灾中,钢构件随着温度的升高开始强度有所增加, 温度超过200℃后强度开始减弱,温度达到350℃、500℃、600℃时,强度分别下降1/

3、1/2和2/3,当温度超过700℃时,构件强度要减少90%以上。

另外大跨度、大空间建筑的各种楼梯通道、管道、管井等竖向井道,在发生火灾时极易形成“烟囱效应”,使得火势蔓延更加迅速,促使整幢建筑形成立体火灾。大跨度、大空间建筑物火灾事故的对策

3.1 应加强公共消防设施建设

各级政府及有关职能部门必须正确处理好经济效益和消防安全、发展与保障的关系,站在可持续发展的战略高度,把包括消防布局、消防站、消防供水、消防通信、消防车通道、消防装备等消防规划纳入城市总体规划,并负责组织实施,从根本上解决消防设施建设严重滞后的问题,增强城市抗御火灾的整体能力。

3.2 应加强灭火救援装备器材建设

防护装备是消防队员用于自我保护、灭火救援的重要武器。为提高防护能力,不仅要在训练中熟悉掌握现有防护装备的性能、操作规程和维护保养方法,平时还应根据辖区大型商场灭火救援工作的实际需要,积极动脑子、想办法、找机遇,争取地方政府和各有关部门重视和支持,并取得社会各界的捐赠和资助,努力解决个人防护装备的配套问题。特别是消防战训、装备和科研等部门,对消防队员在大型商场灭火救援中的自我防护工作必须引起高度重视,尤其是在个人防护装备和消防通讯设备上,要不断进行技术改良,功能改进,以方便操作和使用。同时,要科学实施指挥,提高安全防护意识,严格落实各项安全防护措施,有效保护灭火救援中消防官兵的人身安全。

3.3 是编制科学合理的灭火预案并加强演练

针对最复杂、最不利、最危险、最难处置等情况,结合现有人员和装备实际,制订并完善大跨度大空间建筑灭火救援预案,切实提高预案的针对性和实用性,再就是进行实战演练,增加演练频次,创新手段,结合辖区大跨度大空间建筑现状,认真分析不同类型的建筑火灾特点及规律,查找灭火救援演练行动中的薄弱环节,采取针对性的改进措施,切实增强演练实效。

3.4 应突出重点,科学合理用兵

一是要在火势蔓延方向上用重兵。大型商场火灾由于可燃荷载大,发展蔓延快,消防队到场时火灾已突破初期阶段而进入发展及猛烈阶段,往往不可能一举扑灭。所以,灭火人员应贯彻“先控制、后消灭”的灭火战斗原则,在火势蔓延方向上合理设置水枪阵地,抢占有利位置,全力堵截火势向外围蔓延扩大,将其控制在一定范围,以确保贵重物资、重点部位的安全。二是要深入火场强攻近战。能否有效打击内部火点,是灭火制胜的关键。因此,在控制火势蔓延扩大的同时,应积极组织力量强行深入火场内部,尽量接近火点,实施内攻近战,有效打击内部火点,并逐步向纵深推进。在实施内部强攻时,战斗员要加强个人防护,合理利用地形地物作掩体。在向纵深推进时,要注意用水枪射流开道,防止因屋顶坠落或承重结构倒塌造成人员伤亡。三是要适时进行火场排烟。由于大型商场可燃荷载多,通风条件差,火场内部烟雾浓,能见度低,严重制约灭火行动。四是要积极组织火场供水。大型商场火灾,由于燃烧面积大,投入力量多,扑救时间长,需要有大量的火场用水作保证,能否组织好火场供水将直接关系到灭火救援战斗全局的胜负。因此,灭火人员应高度重视并利用多种手段组织好火场供水,保证火场用水充足不间断,确保灭火救援战斗持续顺利进行。五是要灵活运用撤退战略。在大型商场灭火救援中,要设置火场安全员,当建筑物出现变形、开裂增大,局部坍塌,发生断裂声和发现灰浆墙塌下来的征兆时,提醒现场消防指战员应及时下达撤退命令,以避免不必要的人员伤亡。

参考文献

[1] 齐鹏.高层建筑的火灾特性与防控对策[J].科技创新导报,2009,34:38.[2] 郭雪平.关于当前高层建筑消防安全问题的思考[J].科技创新导报,2009,19:153.

第二篇：大跨度、大空间厂房扑救感悟

战友，一路走好！

——上海“2.4”厂房火灾感悟

战友，一路走好！

“90后”男孩，并肩战斗的“兄弟”。瞬间，正值青春年华的战友陆晨、孙络络永远的告别了那残垣断壁的火场，告别了那一身墨绿的军装，告别了昔日的战友、亲人。2014年2月4日，又一个让我们永远记住的特殊日子。自支队视频点名通报事件之后，这几天关注了网络上关于上海“2.4”厂房火灾的报道，一张张图片再现了当时惨剧的场景，让人感到惋惜。

假如我们多一点常识、多一点经验、再多一点细心，假如……，那么，是否可以避免惨剧的发生！

随手挪列了近年来大跨度、大空间厂房（仓库）发生惨剧的火灾，如1994年6月16日，广东省珠海市前山镇前山纺织城A座厂房，在扑救残火过程中，厂房突然坍塌，造成93人死亡、156人受伤，其中1名消防员牺牲、9名消防员受伤；2000年1月18日，江西南昌市郊区彭桥工业园区一木材加工厂火灾，在火灾扑救过程中，厂房突然倒塌，市特勤大队1名战士被压在墙体下牺牲；2004年7月28日，浙江绍兴三羊植绒厂火灾，在火灾扑救过程中，该植绒车间北面墙体突然倒塌，1名战士被埋压牺牲；2005年8月2日，安徽蒙牛乳业有限公司北冷库火灾，钢结构屋顶突然坍塌，正在内部搜救的3名战士被砸压牺牲；2008年7月17日，上海奉贤区航南公路上的上海奉贤雷盛德奎有限公司塑料车间火灾，在扑救过程中，一根60多米长的大梁突然倒塌，3名战士牺牲，9名队员受伤，……

查阅了相关资料，对于大跨度、大空间厂房（仓库）火灾，归纳其特点：

一、烟雾大、毒性强、蔓延快。一是顶棚、门窗等建筑材料大量使用易燃材料，耐火性能较低；二是企业在实际使用中，往往变更其使用功能，追求更大空间和低成本，忽视了必要的防火分隔，降低其耐火等级；三是建筑内多以堆垛的形式存放大量原材料、半成品、成品等物资，库区全部贯通，火场通透性较好，燃烧速度快。

二、坍塌速度快，造成二次灾害。大跨度建筑一旦发生火灾，屋顶或框架结构即可在短时间内失去承载能力发生坍塌。坍塌后将直接造成二次灾害。一是可引发内部阴然火灾突然形成有焰猛烈燃烧，扩大燃烧范围；二是坍塌后通风条件号，进一步加速火势蔓延扩大，较短时间内形成大面积火灾；三是坍塌后大量构件堆压在燃烧物上，给扑救带来较大的困难；四是建筑内部燃气、供电等设施毁坏，有毒气（液）体泄露，甚至发生爆炸形成连锁反应，扩大灾害。

三、易造成人员伤亡和重大财产损失。燃烧、冷却、垮塌，近年来的实例真实的体现了大跨度、大空间厂房（仓库）火灾所造成的一幕幕的惨剧。

结合上海“2.4”火灾案例，对于大跨度、大空间厂房（仓库）火灾扑救，些许感触：

假如，我们多一点常识。在平时组织的理论学习、战例研讨，耐心的记录、认真的思考，是否可以积累些许理论上的知识经验，是否可以将这些知识带入火场、融入到每一次作战行动，也许……。

假如，我们多一点经验。搜救、破拆、排烟导热、设置水枪阵地……,支队级领导在每次大型的战评总结中一再强调：在扑救复杂的火灾现场，战术是死的，人是活的，要学会灵活灵用，无论是侦察小组、搜救小组、破拆小组、还是内攻小组，必须由一名经验丰富的干部带队，而往往很多时候，冲在最前沿的是我们许多“富有满腔热血的消防战士”，一个个血淋淋的事例，一次次的经验教训，也许……。

假如，我们再多一点细心。纵观每一次的伤亡现场，不难看出，“细心”，很多指战员基本没有做到，不是鞭策、不是诋毁。近年来的大跨度厂房火灾扑救，大多数的伤亡都是在搜救、最后的残火清理，一次次的教训仍然没有让更多的人警醒，粗心大意，没有对建筑物的耐火、抗压评估，过多的对建筑施工方的信任。

古语云，“小心驶得万年船”、“常在湖边走，哪有不湿鞋”，谨记！

第三篇：大跨度大空间建筑火灾处置对策及战勤保障措施探讨来源

大跨度大空间建筑火灾处置对策及战勤保障措施探讨来源：襄樊市支队发布时间：2010-12-16 11:27:11(查阅次数：206)【 关闭 】随着经济的快速发展和城市建设步伐的不断加快，大型物流仓储、批发市场、综合商场、家具市场、体育场馆、影剧院、展览馆、工业厂库房等大跨度大空间建筑越来越多，大型单体建筑中，钢结构应用日益广泛。近年来，大型商市场、钢结构厂房、物资仓库火灾时有发生，不仅造成重大财产损失和严重社会影响，也给消防部队灭火救援工作带来许多新情况、新问题。为研究破解大跨度大空间建筑灭火救援难题，着力提高部队扑救此类火灾的攻坚能力，公安部消防局今年在全国公安消防部队开展了大跨度大空间建筑灭火救援准备工作专项行动。这是继2009年高层建筑、公众聚集场所和地下建筑灭火救援准备工作之后，又一次全国范围内的重大灭火救援专项准备。笔者结合多年来的战训工作经历，谈谈大跨度大空间建筑火灾的处置对策和部队在持续作战条件下的战勤保障措施，供同行参考。大跨度大空间建筑火灾特点

大跨度大空间建筑通常是指最近两处柱所承载的梁宽不小于60米，净空高度大于8米的民用和工业建筑以及净空高度大于12米的仓库建筑。根据建筑形式可分为四类：

（1）展览馆、礼堂、剧场、体育馆、侯车（船、机）厅类建筑。多采用大跨度钢架结构，为净空较高的单层建筑。现代的候车（船、机）厅功能日趋多样化，演变为多层，各层通过电动扶梯连为一体。

（2）中庭式共享大空间建筑。中庭将各层连通，形成立体大空间结构。

（3）大型商、市场类建筑。层高不高，但平面面积较大，空间内无实体墙，多采用柱、空心墙、防火卷帘等进行分隔。

（4）大跨度厂房。多采用钢架结构。

可见，大跨度大空间建筑垂直净空高、上下中庭贯通、水平跨度大，多为人员密集或火灾荷载集中场所，区域使用功能统一，空间缺少分隔，行动距离长。主要表现为以下火灾特点：

1.1 火灾荷载大，火灾隐患突出，火势发展蔓延迅速。

大跨度大空间建筑高净空、大中庭、长跨度的特殊结构，有利于烟气快速流动，使火灾的迅速蔓延扩大成为可能。加之，单位火灾荷载大，一旦局部起火，瞬间形成大面积燃烧态势。一些大型商、市场类建筑，业主产权和经营方式多元化，管理无序，片面追求经济效益，轻视消防安全管理，造成内部灭火、分隔等消防设施配备不到位或故障瘫痪，防火间距（通道）被占用等重大火灾隐患，客观上为火势的发展蔓延提供了条件。

1.2 人员流动量大，疏散困难，极易造成群死群伤。

大跨度大空间建筑多为人员密集场所，人员流动性强，人流量大。火灾发生后，建筑内部被困人员大量涌向安全出口或疏散楼梯，极易因拥挤、踩踏造成群死群伤。建筑内较远的水平距离，也不利于人员快速有效疏散。

1.3 火灾现场高温、浓烟、毒气，环境复杂，难以实施内攻近战。

大跨度大空间建筑内部多采用可燃材料装修，燃烧产生的炙热高温和大量有毒烟气不利于救援人员进入内部。加之自然排烟不畅，现场高温热烟气积聚不散，内部浓烟弥漫，给人员搜救及内攻灭火带来极大困难。

1.4 障碍物多，作战纵深长，难以实施分隔堵截。

大跨度大空间建筑内部障碍物多，从入口到着火区纵深距离长，使得救援人员难以在短时间内打开进攻通道或建立阻火隔离带实施有效分隔堵截。

1.5 耐火性能差，易引发建筑坍塌事故。

大跨度大空间建筑水平跨度大，多采用钢结构支撑。由于材质单一，火灾中钢材升温极快，15分钟左右达到钢材料的耐火极限(550℃)。灭火冷却射水，骤冷、骤热使建筑构件强度大幅降低，降至正常强度一半左右，最终失去承重能力发生垮塌。

1.6 周边环境复杂，无法及时有效开展救援。

大跨度大空间建筑多处于城市闹市区繁华地带，车流、人流量大，若在早晚上下班高峰期发生火灾，因交通堵塞，消防车辆人员无法及时赶到现场实施救援。建筑体量大，外部作业面长，参战车辆多，通信联络困难，火灾现场混乱，无法适时调整力量部署，转移进攻阵地。

1.7 参战力量多，作战时间长，保障任务繁重。

大跨度大空间建筑火灾过火面积大，燃烧猛烈，需要的参战力量多，持续作战时间长，现场需要及时补充装备、物资、供水、生活、燃料等，战勤保障要求高，难度大。大跨度大空间建筑火灾处置对策

大跨度大空间建筑火灾处置，指挥员应当坚决贯彻“救人第一，科学施救”的指导思想，根据火灾不同的发展阶段，采取相应的技战术措施和处置对策。

2.1 火灾初期阶段。

火势尚未突破外壳，燃烧时间在15分钟之内，到场力量应迅速查明火情，以内攻为主，控制火势蔓延扩大。

2.1.1 内部侦察。大跨度大空间建筑跨度较大，为节省侦察时间，尽快掌握内部情况，降低危险度，可采取跨度两侧对向双进的侦察方式。侦察组应重点查明：一是被困人员的数量、位置及受烟火威胁的程度；二是着火点的位置、火势燃烧的范围、蔓延的主要方向以及对梁、柱等承重结构的威胁程度；三是使用测温仪等仪器，查明燃烧部位附近的钢结构受热情况和隐蔽火源的大致位置；四是钢构件受火势威胁的程度，发生变形倒塌的可能性和危险性；五是实施内攻的阵地、途径和路线等。

2.1.2 攻坚救生。攻坚救生组应佩戴好呼吸装具，使用水枪掩护，携带呼救器、对讲机、照明灯、担架或躯体固定气囊等必要的救生器材，深入内部救人。被困人员伤势不重可采取背、抬、扛、抱等方法救出，如遇险人员伤势较重，需使用多功能担架或躯体固定气囊救出，防止造成二次伤害。

2.1.3 内攻灭火。大跨度大空间建筑发生火灾，首先要占领消防控制室，启动室内自动喷淋、室内水幕和室内消火栓给水系统等内部消防设施，第一时间冷却钢架结构，控制火势蔓延，消灭火灾。内攻灭火组应采取交替掩护、梯队进攻及水枪阵地铺设、延伸的方法展开战斗。

2.1.4 破拆排烟。火灾初期阶段，建筑内部烟量不大。破拆排烟组应分别在下风和侧下风位置对建筑卷帘门、玻璃幕墙等进行破拆，达到自然排烟的效果。破拆铁质卷帘门，可选用双轮异向切割锯；破拆铁丝网，可使用无齿锯；破拆玻璃幕墙，可利用玻璃破碎器和双轮异向切割锯配合使用。

2.2 火灾发展阶段。

火势已突破外壳、建筑物结构尚未发生变形或坍塌，建筑内部烟雾浓，温度高，不利于开展侦察救生和强攻冷却，必须重点实施排烟降温，内外夹攻，上下合击。

2.2.1 破拆排烟。一是对屋顶彩钢板实施破拆。利用举高车将破拆组人员送至屋顶实施破拆，打开排烟和射水通道。为安全起见，操作人员应架设单杠梯，并用安全绳保护，防止坠落伤人，同时用水枪或灭火器进行监护和掩护，防止破拆引发起火或灼热烟气伤人。破拆排烟口应尽量靠近火点，使高温烟气从上方迅速排出；二是对建筑外围广告牌实施破拆。可以采取整体拉拽破拆和局部破拆两种方法，消除障碍，开辟外部进攻通道。整体拉拽，用钢丝绳捆绑住广告牌，利用消防车实施拉拽，或者使用大型破拆机械直接实施破拆。局部破拆，选用无齿锯等专业器材进行破拆，操作过程中应加强防化，防止被突破的高温烟气和火焰灼伤。

2.2.2 机械排烟。首先采用建筑内部固定排烟设施排烟，其次使用排烟风机、排烟车等移动装备，采取负压或正压送风方式排烟。

2.2.3 冷却灭火。在火势发展阶段，大跨度大空间建筑有倾覆倒塌危险，应尽量避免人员深入建筑内部，采取移动摇摆炮和灭火机器人相配合的方式对梁、柱等承重结构实施冷却保护。

建筑物净空较高时，可利用车载炮、高喷车对建筑物外部的钢屋架、彩钢板屋顶或墙体进行射水冷却。

2.2.4安全预警。为防止大跨度大空间建筑发生垮塌，应认真做好安全预防工作。一是在建筑主出入口利用警戒桶、警戒灯、警戒带等器材对火灾现场实施警戒，严格控制无关人员和车辆进入现场，维护现场秩序；二是在火场入口处设置安全员，负责检查内部侦察、救生、掩护以及内攻人员的个人防护情况；三是在建筑周边设置观察哨2-3组，每组两人，1人手持望远镜，观察着火建筑的结构变化，监视整个建筑有无倾斜、异常声响或结构变形坍塌危险，另1人携带手持台、手摇报警器，一旦发现危险征兆，按照紧急避险命令，同时发出声、光、电报警撤退信号，待人员全部撤到安全地带后，统一进行清整。夜间还应增加光束、显示牌等光电信号。

2.3 火灾猛烈阶段。

整个建筑发生大面积燃烧，屋顶极有可能或已经发生坍塌，无人员被困或完全有把握情况下，切不可盲目派兵强行内攻，应以外部冷却控火为主。

利用高喷消防车从外部压制火势，大功率车载炮冷却灭火。在条件允许的情况下，可使用移动炮和灭火机器人深入内部灭火。大跨度大空间建筑火灾持续作战条件下的战勤保障

如前述，大跨度大空间建筑火灾具有燃烧面积大、参战力量多、作战时间长的特点。因此，应在第一时间调集器材装备、灭火剂、燃油、通信等专勤车辆遂行作战，并广泛动员社会相关应急力量，积极做好持续作战条件下的战勤保障工作。

3.1 安全防护保障。

深入内攻近战可能造成人员中毒、烧伤、灼伤及建筑倒塌砸伤等不利情况，必须采取有效的防护措施，确保人身安全。参战人员要认真做好个人防护，穿戴好头盔、防护服（靴）。特别是内攻人员要佩戴隔绝式呼吸保护器具，长时间作战需要佩戴氧气呼吸器。应准备好移动供气源，及时调集充足的备用气瓶、充气车、头盔、防化服等装备到场。

3.2 火场供水保障。

扑救大跨度大空间建筑火灾用水量大，在利用建筑周边消火栓供水的同时，要就近选择可靠的消防水源，利用中低压泵消防车接力供水。必要时，要利用现有大吨位水罐车远距离运水供水，或调用环卫、园林、交通等部门运水车辆协助供水。条件允许时，可使用机动泵收集废水，确保火场供水连续不间断。

3.3 火场通信保障。

为保证火场内外通信畅通，应准备好手持电台和备用电池、通信导向绳、备用电源。必要时，应使用专业设备器材，架设收发天线组建局域通信网络。

3.4 装备器材保障。

根据现场破拆和灭火工作需要，可调用社会相关单位的大型破拆工程机械及起吊清障车辆，干粉、高倍数泡沫灭火药剂；调动燃油（汽油、柴油、专用油等）燃气供应车辆到现场补给动力源；还应及时调动维修车辆、维修器材和维修人员到场，对长时间投入作战的车辆及故障车辆进行保养和抢修。

3.5 生活物资保障。

消防官兵长时间作战，饥饿难耐，身心疲惫，为了及时恢复体能，应调集食品、饮用水等生活物资到场，分批次轮换休息调整。结束语

大跨度大空间建筑火灾扑救是灭火作战的重点和难点之一。消防部队要全面掌握辖区内大跨度大空间建筑基本情况，根据使用功能、内部结构、危险特性制订灭火战斗预案。针对火灾初期、发展、猛烈的不同阶段，立足最复杂、最不利、最危险、最困难情况，开展灭火作战

和战勤保障的实战性测试与实地演练，加强技战术研究，优化力量配置，切实增强攻坚打赢能力。

第四篇：大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策

大跨度钢结构建筑火灾特点及防治对策

近年来，我国社会经济的发展突飞猛进，随着经济的不断发展也致使各类建筑业的得到了空前的繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构种类越来越多，厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢结构更是非常理想。钢结构的快速发展，在我国取得了不少成就。第一，钢结构建筑的数量不断增加，应用范围不断扩大，如：2008年奥运主体育场“鸟巢”，世界第三高度420米的上海金茂大厦，具有国际领先水平的深圳赛格大厦72层、高度291米全部采用钢管混凝土柱，采用国产钢材、国内设计、施工的大连世贸中心，跨度216米的公路铁路两用低塔斜拉桥的芜湖长江大桥，上海宝钢大型轧钢厂房，咸阳市也建成了西北地区首座钢结构商住楼丽彩广场C座，三十二层，建筑高度98米，成为现代咸阳的标志性建筑。第二，钢结构技术不断改进。由于以前钢材使用受限制，建筑采用传统的模式，而现在出现了钢管、圆管、钢构混凝土等，要求结构的节点也随之变化，管管相接。材料上，有高强度的钢，厚板钢材，玻璃，不锈钢，钛合金。施工上也有新的工艺。钢结构在我国具有极大的发展空间，国外钢结构建筑使用钢材占钢材总量的10%左右，而中国仅占4%左右，我国的人均钢材占有量刚达到世界人均水平100千克左右，日本人均钢材占有量是400-500千克，有一定差距。现阶段我国钢结构建筑只占建筑总量不足3％的比例，发达国家已占30％～50％。我国钢结构发展具有较大的空间和潜力，伴随着建筑市场的持续发展，钢结构的发展将得到进一步的推动。中国处于全面建设的高峰期，正大量消耗着全球的自然资源。钢结构与混凝土结构相比，它环保且更利于建筑产业化的发展。钢结构建筑在现代建设中得到了越来越广泛的应用。但钢结构耐火性能低，如何提高钢结构的耐火性能对于建筑的安全性至关重要。

二、钢结构建筑火灾特点

在加热的情况下，钢材的力学性能随着温度的升高而变化。一般表现为弹性模量、屈服强度、极限强度随温度的升高而下降，塑性变形和蠕变随温度的升高而增加。在200℃～350℃时热轧钢出现所谓的“蓝脆”现象，此时钢材的极限强度提高而塑性降低，与其他温度段相比变“脆”。在500℃时，钢的极限强度和屈服极限大大降低，塑性增大。在450℃～600℃ 时，碳化物趋于石墨化和球化。石墨化的产物是由于碳化铁分解，生成游离的石墨粒的结果。如果加热的温度越高，时间越长，钢的含碳量越高，则碳化物的球化便越剧烈。存在石墨化和球化，表明钢在高温下弱化了，力学性能降低。合金材料的加入一般会使钢的上述变化需要的温度提高。试验结果表明：在200℃以内强度变化不明显，屈服强度略有下降，而极限强度基本没有变化。200℃以后屈服强度随温度升高而降低的速率开始加快。极限强度在200℃～300℃由于出现“蓝脆”而较常温下略有提高，300℃以后极限强度随温度升高明显降低。在600℃时，低碳钢的屈服强度和极限强度均只有常温时的35%～40%，而碳素钢丝的强度更低。随着温度进一步升高，在800℃时钢材的强度基本消失。同时钢材的伸长率和截面收缩率随温度升高面增大，表明高温下钢材的塑性性能增大，易于变形。此外，钢材在一定温度和应力作用下，随时间的推移会发生缓慢变形，即蠕变，蠕变会导致材料松驰。

钢材在高温下屈服点降低是决定钢结构耐火性能的重要因素，如某一钢构件在常温下受荷载作用应用值是屈服点的一半，但火灾时由于钢材在火灾高温作用下屈服强度降低，当实际应力值达到了降低了的屈服强度时就表现出屈服现象而破坏，使结构承载能力急剧下降，造成钢结构建筑物部分或全部垮塌毁坏。这类典型的火灾案例有，2001年世贸大厦被撞击后飞机携带大量的燃油向大厦底部流淌，火势迅速向下蔓延，燃烧不久，灼热的高温就通过钢结构迅速传遍整幢大楼，致使大厦承重的钢结构熔化，撞机仅57分钟南楼就彻底崩溃倒塌，而北楼也仅坚持了1小时22分钟，造成了死亡2797人、损失360亿美元的惊世惨案。2003年4月5日，青岛市即墨正大食品有限公司厂房发生火灾，在高温作用下，钢结构屋架仅仅约30分钟便轰然倒塌，导致20多名员工被埋压在厂房内遇难。目前，在建筑领域已采取了多种方式对钢结构进行保护，钢结构构件的各类防火措施也孕育而生。

二、钢结构建筑耐火性能提高方法

建筑钢结构的防火保护措施按照其防火行为来分主要分为主动防火和被动防火。主动防火主要是指水喷淋法以及消防员的灭火行为，即主动地控制建筑发生火灾的趋势。被动防火即不包括灭火行为采取其他形式提高钢结构的耐火极限的一种防火保护方法。从热量传输原理上来说，钢结构防火保护措施可以分为截流法和疏导法。

1、水喷淋法。水喷淋法是在结构顶部设喷淋供水管网，火灾时，自动启动(或手动)开始喷水，在构件表面形成一层连续流动的水膜，从而起到保护作用。

2、截流法。在构件的表面设置一层保护材料，截断或阻滞火灾产生的热流量向构件的传输，使构件在规定的时间内温升不超过其临界温度。由于选用的材料导热系数小而热容量大，可以很好地阻滞热流向构件的传输，从而起到保护作用,包括喷涂法、屏蔽法和包封法等方法。

（1）喷涂法。用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。喷涂法是一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件，也是钢结构厂房中最常采用的防火处理方法之一。（2）屏蔽法。把钢结构包藏在耐火材料组成的墙体或吊顶内，在钢梁、钢屋架下作耐火吊顶，火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大大提高钢结构的耐火能力，而且这种方法还能增加室内的美观，但要注意吊顶的接缝、孔洞处应严密，防止窜火。（3）包封法。在钢结构表面做耐火保护层，将构件包封起来，其具体做法有：用现浇混凝土作耐火保护层，用砂浆或灰胶泥作耐火保护层，用矿物纤维作耐火保护层，用轻质预制板作耐火保护层。

3、疏导法。疏导法是先将热量传到构件上，然后设法把热量导走或消耗掉，同样可使构件温度不至升高到临界温度，从而起到保护作用。疏导法目前主要是充水冷却保护这一种方法，水冷却法是在空心钢柱内充满水，高温时，构件把外界环境中吸收的热量传给水，依靠水的蒸发消耗热量或通过循环把热量导走，构件的温度可维持在100℃左右。如美国的堪萨斯州银行大厦和匹兹堡钢铁公司大厦，采用的就是水冷却进行防火保护。冷却方法对于钢管柱的结构体系来说是一种非常有效的防火方法。但为了防止钢结构生锈，须在水中放入专门的防绣外加剂，冬天还须加入防冻剂而且由于对结构设计有专门的要求，所以目前实际上已很少使用。

三、钢结构防火涂料的分类及优缺点

对钢结构材料进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围，其措施是多种多样的。其中，喷涂防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，应用范围最广，效率最高。所以，喷涂防火涂料是一种比较常见也相对成熟的做法。目前在实际工程应用中，我国钢结构防火保护方法绝大多数是采用喷涂防火涂料。

1、钢结构防火涂料的防火原理。钢结构防火涂料的防火原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907?2002)，钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。

2、钢结构防火涂料分类及优缺点。钢结构防火涂料一般可分为厚涂型、薄涂型和超薄型。目前，钢结构防火涂料代表性的产品有：国内的“SD22”“TN2LG”防火涂料，“SD21”“LB”防火涂料，“SCB”、“SCA”防火涂料。国外的产品如英国 Grace Construction Products的“Monokete Firep roofingU K26”，美国美商华人企业股份有限公司的“AD”防火涂料，德国Herberts的“Water Based 38320”防火涂料，38091型防火涂料，英国的“Nullifire”防火涂料等等。（1）厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在8毫米～50毫米的涂料，这类钢结构防火涂料主要由多孔绝热材料如粉煤灰空心微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、石墨、矿物纤维等为骨料配以耐高温粘结剂而制成。其防火原理就是由于涂层的导热系数小，具有良好的热绝缘性，从而可在火灾中有效保护钢材不受破坏。厚涂型钢结构防火涂料的耐火极限一般为0.5小时～3小时。厚涂型钢结构防火涂料的优点：耐火极限高，可达3小时；主要组分为无机材料，耐火性能受环境影响小；原材料来源广，价格低；遇火时不会放出有毒有害气体。缺点是涂层厚、自重大，粘结力差，易剥落；表面粗糙，装饰性差；施工麻烦，水泥基涂料需养护。（2）薄涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在3毫米～7毫米的钢结构防火涂料。目前国内外所使用的薄涂型钢结构防火涂料一般均为膨胀型防火涂料。膨胀型防火涂料膨胀组分一般由脱水成炭催化剂、成炭剂和发泡剂三部分组成。膨胀型防火涂料受热时，成炭剂在催化剂作用下脱水成炭，炭化物在发泡剂分解的气体作用下形成膨松、有封闭结构的炭层，该炭层可以阻止基材与热源间的热传导，另外多孔炭层可以阻止气体扩散，同时阻止外部氧气扩散到基材表面，达到防火目的。薄涂型钢结构防火涂料的优点：涂层薄、质轻，粘结力强，干燥快；表面光滑，颜色可调，装饰性好；单位面积用量少；施工简便，抗震动、抗挠曲性强。缺点是主要组分为有机材料，遇火时可能会释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体；还有耐久性差，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，耐火性能受环境影响大，严格意义说不能用于室外。（3）超薄型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度不超过3毫米的钢结构防火涂料。超薄型钢结构防火涂料的防火机理与薄涂型完全一致。因目前国内外钢结构防火涂料的发展趋势是涂层超薄、装饰性强、施工方便、防火性能高、应用范围广，对涂料的粘结力和耐水性有较高的要求，因此，超薄型钢结构防火涂料一般为油性膨胀型防火涂料，本涂料除应具有较好的防火隔热性能、粘接力好、强度高，能经受高低温循环的影响外，涂层还应具有良好的耐水性、耐酸性、耐盐腐蚀性，和不易脱落，贮存稳定，装饰性好，施工方便等特点。这类钢结构防火涂料受火时膨胀发泡形成致密的防火隔热层，该防火隔热层延缓了钢材的升温，提高了钢构件的耐火极限。与厚涂型和薄涂型钢结构防火涂料相比，超薄型钢结构防火涂料粒度更细、涂层更薄、施工方便、装饰性更好是其突出特点，在满足防火要求的同时，又能满足人们高装饰性要求，特别是对于裸露的钢结构。超薄型钢结构防火涂料的优点：涂层更好、装饰性更好，兼具薄型涂料的优点，施工受环境影响小。但同样具有薄型涂料的缺点。

3、钢结构建筑防火涂料存在的问题。尽管钢结构防火涂料起着主要的作用，在钢结构建筑工程应用中充分体现了价值，但其除了自身存在的缺点外，其它方面的问题也较为明显。具体表现在生产、施工方面，国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程

自动化水平不高，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原材料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。在检测标准方面，GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告，而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护，目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。此外，还存在测试方法，检测标准构件与实际工程构件的差异性，施工队伍素质偏低、施工质量差，选型不当，产品质量良莠不齐，检测机构执行标准不严格等方面的问题。

第五篇：大跨度空间桁架结构施工技术研究

大跨度空间管桁架结构施工技术研究

叶青荣 孔祥荣

概 述 1.1工程概况

安徽省国际会展中心（图

1、图2）位于合肥市经济技术开发区内，总占地面积约10hm，建筑面积约5.6³104m2。该工程建筑功能主要由3部份组成：地下车库及设备用房（1.6³104m2）、单层大跨度钢结构立体桁架展厅、多层大柱网普通钢结构会议中心（图

3、图4）。该3部份组成整体，地下采用钢筋混凝土梁板柱结构体系；地上2个钢结构展厅跨度分别为66m和51m，其屋盖采用倒梯形体主桁架钢结构体系，组合V字型柱；会议中心部份为3层钢结构框架结构，H型组合钢梁，钢与混凝土组合楼板，V字形柱。该建筑物内部另设置了2个上部结构独立的椭圆形和圆形的会议报告厅，采用双层网壳结构体系。椭圆会议报告厅长轴长约35m，短轴长约25m，呈倾斜形椭圆体。该工程于2002年9月全部建成，由于此工程是按照当前国际展览及会议功能设计建设的大型会议及展览场馆，建筑造型优美，配套设施齐全，建成后已举办了多次大型展览和召开了多次重大国内、国际会议，使用状况良好。

该工程由上海市浦东新区建设（集团）有限公司进行施工总承包。工程于2001年3月18日开工，2002年9月28日竣工，并被评为安徽省优质工程“黄山杯”奖。1.2结构概况

基础采用人工挖孔桩，地下室采用C30现浇混凝土结构。底板厚400mm，采用梁板结构，梁宽300mm~600mm，梁高600mm~2000mm，抗渗S8。

上部采用钢结构，钢结构投影面积约3.5³104m2，总重约6000t，主要有2种结构形式。

第1种形式为①~②轴之间，采用钢结构框架结构，共分3层。第1层为8.8m标高，第2层为17.8m标高，第3层标高为26.438m~22.011m。其中柱截面由Ф500³28钢管组成，侧面为Y字型，梁由焊接H型钢组成，纵向主梁高1.6m,横向主梁高1.0m，屋面梁与外围护结构圆滑过渡，连成一体，侧面呈“7”字型，由焊接H型钢组成，该区钢结构用量约为2000t，钢结构顶标高26.438m。

第2种形式用于②~④轴，采用超长空间桁架结构，主桁架3跨共8榀，总长约153.8m，最大跨度66m，断面为6m³3m倒梯形，用钢管组合而成，其中主管为Ф500³

28、Ф500³25。单榀重约270t，屋面次桁架为平面桁架，长约24m，单榀重约2t，柱同①~②轴线。该区钢结构用量约为4000t，钢结构顶标高为19.713m。

按加工构件划分，会展中心主要为钢管组合柱、钢管桁架及焊接H型钢。钢结构主材选用Q345B。构件表面抛砂除锈，除锈等级为Sa2.5并符合GB8923《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定。安装焊缝处100mm~150mm宽范围内不涂装。

构件涂装共分3部分：第1部分为防锈防腐底漆，要求防腐不少于15年，此部分制作后喷涂；第2部分为防火涂料，柱不少于3h，主梁不少于2.5h；第3部分为面漆。1.3 关键技术问题

①本工程主桁架、V型柱、次桁架、副桁架节点均为管材相贯节点，精度要求高，安装难度大，需对制作加工工艺、吊装工艺、高空管构件拼接等技术问题进行研究，解决空间相贯曲面放样切割和拼接的技术难点，确保制作加工和安装质量。

②由于在1~3轴范围内有地下室存在，因此在该2跨内无法开行吊车，超长型管桁架跨越1~3轴，必须想办法解决该区域管桁架的吊装问题。

③由于整个结构柱采用Y型构架柱，因此在柱及屋面主桁架安装前必须考虑该柱的安全稳定，安装主桁架后必须考虑柱与桁架的整体稳定。

④用2 台300t吊车抬吊重160t的87.3 m段主桁架，需验算桁架的整体刚度和吊点处的强度，并严格控制吊车的吊重和回转半径。⑤在制作、运输和安装的整个过程中，必须对不同工况的受力情况进行分析，对临时支墩和临时加固措施进行设计和优化，以确保质量和安全。构件制作加工 2.1主桁架分段

主桁架全长约153.8m，按吊装要求，主桁架分2段：L1≈87.3m，L2≈66.5m。其中87.3m段由5段接长而成，66.5m段由3段接长而成。2.2钢管桁架、钢管组合柱制作工艺

钢管主桁架制作采用厂内分构件加工制作、现场组装形式，产品零件加工后逐一编号，再成套批运至现场，现场共设3个87.3m胎架，先拼上下直腹杆，再拼侧边腹杆，最后拼焊上面斜腹杆，主管焊接口端加工坡口，画出上下弦装配依线，依线距每端100mm处，焊接时管内放置衬管。

24m次桁架厂内制作，再运至现场吊装。V型柱由厂内分片制作，再运至现场拼装。

梁柱腹杆支撑管用数控相贯线气割机切割。2.3屋面梁制作

屋面梁平面呈“7”字形，总长分别为64.601m、52.516m，分直线段（分2段），中间圆弧段，圆弧段4段制作，其中圆弧段最长，其长度为28.75m，重约5.6t，梁截面均为H型，截面高度1.2m，4段之间用高强螺栓在现场拼接。

2.3.1放样

选择28m³35m场地。以1轴为基准按图分2片放样（场地限制），用三角形法分别找出水平线和垂直线。

以1轴为基准分别划出顶部左上角小圆弧中小线沿中心线划出构件形状。2.3.2下料划线

划线应在确认型钢尺寸后据切割计划精确操作并使用样板。划线尺寸应考虑收缩余量，一般长度方向放20mm~30mm，对于腹板与翼板接触处坡口角焊时则在腹板的设计宽度基础上放2mm~3mm的收缩余量。根据首件加工实测收缩余量再适当调整余量。2.3.3切割和坡口

厚度≤12mm钢板，长≤2.4m的可用剪板机，厚度≥12mm的采用多头直条切割机和半自动切割机，板焊型钢切断用H型钢切割机。坡口采用半自动切割机，切割后坡口表面用砂轮机打磨。切割端应无重大不规则缺口、毛刺、积渣。坡口角度公差控制在±5°之内。条板或坡口必须2个割嘴同时切割，并控制板宽切割误差。2.3.4弯曲

钢板校正采用火焰和压机。圆弧板在卷板机上卷制。2.3.5钻孔

先钻孔后装配的预制零件，其孔用Z32K摇臂钻床，孔周围去除毛刺。钻孔采用钻模板。2.3.6组装

在组装前，部件的每一个零件确认其代号、尺寸、角度、无翘曲、扭曲、切割端及孔有无缺陷等。弧形构件组装应使用夹具、角尺或用其他适当方法精确地进行。对于角焊来说，各零件应紧密装配，局部控制在0.5mm~1mm，坡口焊需特别注意根部间隙和封底间隙。按图分段拼装H型钢，大小圆弧构件采用手工拼制，直段用H型钢组立机。

在水平的架台上拼板，主要控制长度方向的直线度、弧度、厚度方向接头处的错边公差及端部角尺度，将零件调整摆正后点焊固定并设引弧板。对接焊原则用埋弧自动焊，当不能用自动焊时才能手工焊。焊妥正面焊缝，用行车反身焊妥反面。在焊反面时用碳弧气刨清根并检查清根情况。焊接后的变形矫正用火焰或压机，弧形板矫正后在放样平台上复核圆弧度的正确性，此腹板在未装配前必须正确。2.4 钢结构焊接质量检验 2.4.1焊缝质量等级

V字形柱、管桁架对接圆管为一级焊缝，相贯线焊接的柱支撑、桁架腹杆为二级焊缝。

H型钢腹板厚度≥16mm以及主梁均为二级焊缝，其余为三级焊缝。2.4.2焊缝质量检查项目及要求

一级焊缝：外观检查评定，100%超声波探伤（评定等级II，检验等级B）；

二级焊缝：外观检查评定，20%超声波探伤（评定等级III，检查等级B）；

三级焊缝：只做外观检查评定。

对于Q345B主材，超声波探伤检验在完成焊接24h后方可进行检查。构件运输

会展中心钢结构材料加工构部件制作主要在上海及无锡，根据材料构部件结构形式、外形尺寸、重量，确定公路运输方案。3.1运输对象

24m次桁架，24m³1.00m³0.18m，单位重1.3t，220榀。V字型柱按左右两肢分别运至工地，单肢最大重约25t，共64肢。H型钢梁，主梁高1.6m和1.5m，次梁高1.0m，最长为24m。单件重量5t~5.7t。

“7”字梁，分4段，最长1段为28.75m，单件重约5.65lt。

主桁架在工厂内加工成管材、板材，运至现场后再进行拼装。3.2运输路线

按加工地点，运输路线分2条：1条为上海——南京——合肥开发区工地，公路运输全程约560km。第2条为无锡——南京——合肥开发区工地，公路运输全程约300km。3.3运输方案

根据构件的运输尺寸及重量，结合道路情况，平面次桁架、V形柱、H型钢梁、“7”字型梁采用肯奥驰T800牵引车牵引载重90t的可伸缩五轴线平板车装载运输。

为保证构件运输安全及构件运输过程不产生变形误差，装载时构件与平板车之间需加垫枕木。对于超宽构件，要制作钢制托板，以保证其运输安全，构件叠放时，构件间需加垫木。

装车后采用Ф19.5mm钢丝绳、40#紧缩器、19.5mm绳扣等材料进行加固捆绑，加固采用下压式八字紧固法。构件吊装

4.1主要吊装机械选择

①钢管主桁架加工由厂内下料，相贯线、剖口切割后运到现场，在现场搭好镶拼台，由80t吊机配合进行拼装。

②1~4列主桁架分为2段安装，第1段为1~3 列，长为87.3m，重量为160t；第2段为3~4 列，长为67.5m，重量为113t。

③在1、3列外档布置CC2000型300t履带吊机各1台，负责吊装第1段主桁架，安装1~3列钢柱与屋面结构。1~3列屋面主桁架总重160t。用2台300t履带吊抬吊时，吊机接60m巴杆，R=16m，Q=87t，H=58m。各能承担1～3列主桁架50%以上的安装重量。

④3~4列屋面主桁架总重113t。用1台300t履带吊接60m巴杆，Ｒ＝12m，Ｑ＝123t,H=59m。布置在3~4列中间，吊装第2段主桁架，安装3~4列屋面结构。

⑤300t履带吊接60m巴杆，R=30m，Q=35t，H=53m，安装0~1列7字形钢柱和三层楼面结构，停机位置在0列外档。

⑥300t履带吊接24m主臂，54m副臂，R=54m，Q=15t，H=41m，吊装2~3列中间屋面檩条。

⑦KH300、80t履带吊，31m巴杆，R=7m，Q=34t，H=28m，承担3~4列屋架镶拼、卸车。

⑧KH180、50t履带吊，37m巴杆，R=8m，Q=14.9t，H=32.7m，承担0~1列“7”字形钢柱镶拼、卸车，安装楼层框架梁。

以上机械布置全部采用机械化安装屋面结构，能在预定工期内把整个钢结构安装完毕。4.2 路基要求

①300t履带吊道路宽12m，地基承载力要求12t/m2。平整度10m内纵横不大于10。吊车行走道路路面采用200mm厚C20混凝土，内配φ16@200钢筋网片。

②50t、80t履带吊道路宽8m，地基承载力8t/m2。

③屋架相拼台要求平整、坚实，地基承载力8t/m2。

4.3 “7”字形和V字形钢柱吊装技术

① 0~1列“7”字形钢柱采用80t吊机40m把杆，R=14m，Q=12.8t，H=36m，钢柱重量为10.3t左右，在吊机起重量内，吊点设在顶部重心两侧，起吊时根部用15t吊机协助扶直，根据钢柱角度配备吊装索具。

②1、2、3、4列钢柱形态为V字形，1轴钢柱重量为50t，2轴左肢柱为23t、右肢柱为19t，3~4轴柱分别为8t、9t。1列钢柱吊装机械采用300t吊机、60m主臂，R=20m，Q=62t，H=57m；2轴钢柱吊装半径为R=38m，Q=23.6t，R=42m，Q=20.2t；

3、4列钢柱吊装半径为R=38m，Q=23.6t，R=42m，Q=20.2t；

3、4列钢柱吊装机械采用50t吊机37m巴杆，R=10m，Q=10.4m，H=33m。

③钢柱安装前应对基础标高与轴线进行复核，超出规范的偏差应立即修正，对钢柱的长度、断面挠曲以及标高进行预检。

④钢柱采用边吊边校正，经纬仪要求定位观察，防止V形柱角度偏差，校正索具采用浪风形式，钢柱稳定措施用浪风拉索进行临时固定，待屋架安装后，才能进行拆除。

⑤钢柱安装，先安装右肢柱再安装左肢柱，钢柱稳定采用浪风措施，1轴钢柱浪风拉力为9t，2、3、4轴钢柱浪风拉力为4t，每根钢柱拉4根浪风。4.4支架吊装

①吊1~3列屋架前，先在2/

1、5/

2、3轴外档，各立支架平台2只，300t吊把屋架吊到支架平台上，调整好标高轴线，然后与1列、2列、3列V形柱连接，并电焊固定。

②1~3列屋架支架设置6只，2/1轴支架标高为17.85m，5/2轴支架标高为14.6m，3轴外档2只支架标高为12m，支架由3t~8t塔吊高节架组成，地面装1只底座，底座与2.4m路基箱固定。上面装1只平台，每只平台荷载为40t。

③为保证平台受力稳定，在纵向2只平台之间4.5m开档内用脚手管连接，横向每只平台各拉2根浪风，浪风绳根分别生在±0.00，+1.5m平台预埋件上。

④ 2/1轴、5/2轴支架在地下室楼顶上，要求支架在地下室立柱中间，立柱四周2.5³6m范围内进行楼板加固。

⑤支架安装分别由300t吊机，R=60m，R=54m，Q=14.6t，H=31m，进行安装，支架整体重量为10t，安装为4点起吊，千斤采用Ф21mm³6m³4根，卸甲采用Ф25mm³4只。

⑥3~4列屋架支架设置4只，位置在3列向右15m处，4轴向左6m处，标高分别为11.25m和10.34m。

⑦屋架支承在支架平台上，采用Ф500³28圆管檩托支承，不能用油泵直接支在屋架上弦主杆上，屋架调整好后，在油泵边用道木抄实，防止倾斜，油泵采用50t³2只、30t³4只。

⑧两边屋架连成整体后，只能拆除一边屋架支架平台，不能把两边支加架平台同时拆除，以确保屋架稳定和次桁架安装准确。4.5屋架吊装

①屋架吊装1~2~3列各8榀，在地面组成1~3列8榀，在A、R轴外挡平地上镶拼成整体，由2台CC2000型，300t吊机进行抬吊，屋架长度为87m，整体屋架重量为160t。

②300t吊机，把杆长度60m，Q=87t，H=59m，R=14m，Q=107t,H=59.8m。屋架长度87m,Q=160t,屋架吊点分别设在屋架与钢柱节点处，1轴吊装重量为70.5t,3轴吊装重量为89.5t,300t吊机起重量乘以抬吊系数0.85,起重量分别为74t与91t ,能满足屋架吊装。每台300t吊机索具采用4点吊装，钢丝绳采用Ф50³14m³2根、Ф43³14m³2根，捆扎千斤φ39³8m³4P、Ф32³8m³4P一做二，卸甲采用高强度25t ³16只。

③3~4列屋架由300t吊机单机安装，屋架长度约68m,300t吊机巴杆长度60m,R=12m,Q=123t,H=59m,屋架重量为113t，在吊机起重量内。屋架采用8吊吊装，吊点设在屋架上弦杆，吊装钢丝绳采用Ф43mm³30m³4根，捆扎千斤Ф32mm³8m³8P一做二，卸甲采用高强度25t³16只。

④屋架材料均为管材，形状为倒等腰四边形。截面尺寸，上弦杆宽度为6m,下弦宽为1.2m，高度为3m。安装前必须对柱子顶面及屋架进行预检，预检内容：对轴线的几何尺寸、垂直度和平面尺寸。

⑤钢屋架就位应使用道木抄实，钢屋架两侧用撑头撑牢以防倾覆，钢屋架吊装时应保持平稳，回转应缓慢，严格控制吊机半径，不得超载。双机抬吊屋架要求指挥统一，2台吊机起升高度保持一致。抬吊行走时，2台300t吊机行走速度保持统一，路面要求做到平整、坚实。

⑥屋架与钢柱连接形式是钢柱支承在屋架上弦杆，节点形式是管材相连接，焊接为全熔透焊，钢屋架安装到位后，待屋架与钢柱电焊连接固定牢靠，再拆除钢屋架吊装索具。

⑦次桁架与垂直桁架节点形式均为管材相贯节点，为保证桁架安装顺利到位，桁架一头采用内套管伸缩形式，安装时要求节点处用电焊固定牢靠后，才能松钩。次桁架重量为6t，垂直桁架为1.5t，吊点形式分别采用4点和2点吊装。

⑧屋架吊装稳定措施

a.第1榀屋架吊装到位后，在屋架两侧采用缆风绳校正固定，缆风绳设3道，从屋架中心向两边均分距离布设；

b.每1段屋架吊装先搁在钢支架平台上，在钢支架平台上调整好轴线、标高，然后屋架与钢柱节点柱进行固定；

c.第2榀屋架安装到位后，由副机80t吊机与50t吊机，把垂直支撑尽快安装完毕，再拆除300t吊机吊装索具，确保屋架的整体稳定。4.6 H型钢梁吊装

①0~2轴框架平台标高8.8m，0~1轴框架平台标高17.8m，钢梁节点形式为高强螺栓节点，主梁螺栓为Ф24，次梁螺栓为Ф20，摩擦系数为0.45，扭矩分别为78kg²m和60kg²m。

②框架平台安装采用KH300、80t吊机，31m巴杆，R=18m，Q=9t，H=24m，钢梁采用两点捆扎安装，钢梁最大重量约为8t。

③钢柱与屋架节点均为相关管节点，安装时，先把左肢柱与屋架连接，再把右肢柱与屋架连接，确保斜柱成一条直线。

④屋架校正采用6点一线校正，屋架两端2点，中间均分3点，校正方法用30t、50t千斤顶，手拉葫芦进行。4.7网架安装

①根据网架拼装施工图，每一层杆件分类编号、堆放，拼装时逐一复查，对号入座。

②网架拼装方法用由下向上逐层拼装。首先根据网架尺寸，在网架位置定出球支点位置，在球支点处放置不同高低的拎托，用水准仪测量并调整标高。

③网架拼装，首先从地面一层下弦杆和下弦球进行组装，组装后用水准仪和标尺复测标高，用钢尺复测平面尺寸，确定符合施工规范后，固定高强螺栓销子。

④每一层网架由中心向跨度两边对称拼装腹杆、上弦杆与下弦球，保证网架整体的稳定性，防止网架单向受力变形，一层网架组装后，复测对角线尺寸、垂直平面尺寸、中心轴。现场焊接工艺

①在焊接施工前进行焊接工艺性能试验和工艺评定，结合实际情况，编制焊接工艺指导书。

②本工程工地焊缝，钢柱与桁架节点主桁架对接节点、钢柱对接节点焊缝等级为I级，其余焊缝等级为Ⅱ级，均采用手工弧焊，焊机用直流焊机，焊条采用E5015。

③对每一焊接点均按焊接工艺要求进行焊接，对厚板如气温较低采取预热、后热保温等措施。④按结构焊接管理要求保管好焊接材料，不可在工程中使用涂料剥落、脏污吸潮、生锈的焊接材料。

⑤ E50焊条应经过烘箱（温度为300℃~500℃）1h，烘干后放入保温筒使用，当天未使用完的焊条，需存放在电热干燥箱中。

⑥直接受降雨影响时停止施工，多雨季节应采取适当的防雨措施，焊接部位附近的风速不得超过10m/s，如风速超过规定时，应采用防风措施后方可焊接。

⑦对长焊缝节点，采用交叉对称焊接，焊接要保持平整、均匀和熔透。每道焊缝完工后，必须将焊渣、溅物清除干净，焊条头集中存放在工具袋内，不得随便乱丢。

⑧提高责任性，不得在构件上乱打弧，焊接过程中发现焊接缺陷应立即停焊并采取补救措施。

⑨超声波探伤检测

a.厚板、特厚板焊接，应对基本金属坡口两侧50mm~300mm范围进行层裂及缺陷检查。

b.焊缝内部缺陷的检查采用单位焊缝（焊缝在300mm以上时），即在缺陷最密集处取连续长度300mm作单位焊缝。焊缝长度小于300mm时以焊缝全长作为单位焊缝。单位焊缝是否合格，根据焊缝的种类，用缺陷评价长度及回波高度区域来判定。当存在复数缺陷时，还要考虑评价长度的总和进度是否合格的评定。其各种缺陷回波高度取最大的区域。

⑩探伤方法

a.当钢板厚度为9mm~45mm时，一般焊缝采用斜角单探头法检测； b.当钢板厚度>9mm~45mm时，对于K型、V型、U型坡口存在垂直于探伤面的坡口未熔合及具有钝边的未焊透时，必须采用垂直探伤法；

c.厚板焊缝采用双探头的纵列探伤法或混合检测，即前两者并用，其探伤标准由设计确定；

d.仪器、探头性能、耦合剂、标准试块和对比试块的选择，制作回波高度曲线确定控制值。

对于不合格的焊缝宜用碳弧气刨法。超声波检查有裂纹的焊缝，从裂纹两端加50mm作为清除部分，并以同样的焊接工艺进行补焊，用同样方法进行检查。同一焊缝的修理一般不得超过2次，否则要更换母材。

由于焊接原因，发现母材裂纹或层状撕裂时，原则上应更换母材，如得到设计部门和质量检验部门同意，亦可局部处理。结 语

管桁架同网架比，杆件较少，节点美观，不会出现较大的球节点，利用大跨度空间管桁架结构，可以建造出各种体态轻盈的大跨度结构，在公共民用建筑中，尤其是在大型会展和体育场馆建设中，有着广泛推广应用的发展前景。