今年以来,河北建工集团四建三分公司创新研发大跨度钢屋架受限空间吊装施工工法,融合BIM数字化技术与模块化施工工艺,成功破解超危大钢结构工程施工痛点,以安全、高效、高精度的施工模式,为施工场地狭窄、周边建构筑物密集、吊装拼装空间受限的大跨度钢屋架施工提供全新解决方案。

传统大跨度钢屋架施工主要采用整体拼装、高空散装工艺,在城市受限场地施工中弊端凸显,难以适配现代超危大工程建设标准。传统工艺需大面积平整场地用于整体桁架拼装,而城市核心区项目场地狭小、障碍物密集,根本无法满足施工空间需求。同时,传统工艺大量依赖高空作业,焊接、组对、校正等核心工序均在空中完成,不仅高空坠落、物体打击风险极高,安全管控难度大且施工精度难以把控,极易出现杆件错位、焊接变形、起拱偏差等质量问题。此外,传统施工模式工序繁琐、返工率高,大型机械作业效率低下,钢材、人工、机械损耗量大,施工周期长、综合成本高,在跨度≥36m的超危大钢结构工程中,安全、质量、工期三重管控压力突出,已无法适配当下高品质、高效率、高安全的建筑施工要求。
相较于传统施工工艺,该工法实现全方位升级,在安全性、精准度、经济性、环保性等方面优势显著。其创新采用“工厂预制+地面高精度拼装+大吨位汽车吊定点退吊”成套工艺,将90%以上的高空作业转化为地面作业,从根源上降低高空施工安全风险,大幅减少高危作业工序。依托地面标准化拼装模式,构件焊接、组对、探伤作业条件大幅优化,有效规避高空作业带来的焊接变形、安装偏差问题,焊缝探伤合格率、构件拼装精度大幅提升。同时,模块化预制与地面拼装可与现场土建施工同步开展,有效压缩施工工期,减少大型机械闲置台班与人工投入,将钢材损耗率从传统8%降至3%以内,综合施工成本降低8%至12%。此外,工厂化预制大幅减少现场焊接、涂装作业,有效降低施工扬尘、噪音与废气排放,契合绿色施工、智能建造的行业发展趋势。
该工法核心亮点在于数字化赋能、模块化适配、全流程管控的一体化创新,形成了可复制、可推广的成熟施工体系。一是三段式模块化拼装适配窄场工况,依据场地尺寸、运输限界、吊车性能、结构受力四大条件,将大跨度桁架科学分段,无需大面积拼装场地,完美适配城市核心受限场地施工场景。二是BIM技术全流程深度赋能,通过高精度建模完成深化设计、碰撞检测、吊装仿真、场地规划,模型数据直连数控加工设备与测量仪器,实现毫米级施工管控,彻底解决传统施工凭经验作业、精度失控的问题。三是精细化吊装与分级安全管控,通过全维度力学验算优化吊装参数,采用“装好一段,吊车后退一段,依次安装”的作业模式适配受限空间,同时建立四级风险管控体系,搭配吊装全过程智能监测预警系统,实现施工风险全过程可控在控。四是构建全流程精度闭环体系,从工厂预制、地面拼装、吊装就位到竣工复测,形成标准化精度管控流程,将安装偏差严格控制在毫米级,保障结构整体受力性能。
目前,该创新工法已成功应用于石家庄市长安区全民健身文化活动中心项目,针对38.1m超大跨度钢桁架施工难题,实现6榀主桁架一次性拼装、吊装合格,工期提前8天,全程零安全质量事故,取得了良好的工程实效。下一步,分公司将不断优化施工工法,把成熟的技术经验转化为标准化施工体系,持续破解复杂场地施工难题,为各类大型公共建筑高品质建设赋能增效。(尚丽霞)
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