多層網(wǎng)架分層拼裝整體吊裝施工技術(shù)

李陽(yáng)　李克　陳波　馬亮　楊宇

【摘 要】文章結(jié)合四川自貿(mào)區(qū)川南臨港片區(qū)總部基地網(wǎng)架工程，從方案選擇、技術(shù)重難點(diǎn)、工藝流程及操作要點(diǎn)等方面介紹多層網(wǎng)架分層拼裝、整體吊裝施工技術(shù)，提高了網(wǎng)架施工效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

【關(guān)鍵詞】多層網(wǎng)架; 分層拼裝; 整體吊裝; 施工

【中圖分類號(hào)】TU758.15【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

1 工程概況

四川自貿(mào)區(qū)川南臨港片區(qū)總部基地項(xiàng)目位于四川省瀘州市龍馬潭區(qū)，地上2～22層，地下2層;包含七棟塔樓，總建筑面積約29.3×104 m2。成都建工第一建筑工程有限公司為EPC牽頭施工單位。

在臨蜀瀘大道的1A/1B樓之間，46.4 m高空設(shè)置網(wǎng)架裝飾連廊形成“酒城之門(mén)”造型（圖1）。裝飾連廊采用三層焊接球鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架形式為正交正放四角錐網(wǎng)架。網(wǎng)架最大跨度64.7 m，寬度17.5 m，高度13.5 m，結(jié)構(gòu)總重106 t。網(wǎng)架支承方式為第二層兩側(cè)下弦支承，支座標(biāo)高為42.4 m（圖2、圖3）。

2 施工方案選擇

多層鋼網(wǎng)架由于空間造型較為復(fù)雜，一般不采用高空散裝，大多采用分片吊裝或整體吊裝。分片吊裝時(shí)臨時(shí)支承結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)性較大，整體吊裝多機(jī)抬吊同步性應(yīng)嚴(yán)格控制;而且超8 m高組拼胎架也存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2020年高大支撐架坍塌和吊車(chē)傾翻時(shí)有報(bào)道，當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)行政主管部門(mén)和業(yè)主都希望盡量采用先進(jìn)技術(shù)，最大程度減小安全風(fēng)險(xiǎn)，做到萬(wàn)無(wú)一失。

該工程列為成都建工2020年集團(tuán)課題，經(jīng)上海、江蘇、四川多地考察，最終決定采用國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的液壓同步提升技術(shù)整體吊裝，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制同步，減少人為操作風(fēng)險(xiǎn);并且網(wǎng)架地面拼裝時(shí)借用液壓提升裝置進(jìn)行分層拼裝，減少搭設(shè)超8 m高組拼胎架的安全風(fēng)險(xiǎn)。

3 施工工藝原理及重難點(diǎn)

3.1 施工工藝原理

在網(wǎng)架投影面正下方的地面分層拼裝網(wǎng)架，拼裝的過(guò)程也可借用液壓同步提升系統(tǒng)輔助安裝。

同時(shí)優(yōu)先利用原有或即將建造的建（構(gòu)）筑物設(shè)置整體提升支承結(jié)構(gòu)，在提升支承結(jié)構(gòu)上安裝液壓同步提升系統(tǒng)將網(wǎng)架提升單元累積整體提升至設(shè)計(jì)安裝位置并臨時(shí)固定。

網(wǎng)架支座及連接桿件拼裝，分級(jí)分批卸載提升系統(tǒng)由提升點(diǎn)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)架支座受力，最終完成網(wǎng)架整體安裝。

3.2 技術(shù)重難點(diǎn)

（1）整體提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇包括液壓同步提升系統(tǒng)（液壓提升器、泵源系統(tǒng)、鋼絞線等）、臨時(shí)提升支承結(jié)構(gòu)及臨時(shí)吊點(diǎn)等設(shè)計(jì)。臨時(shí)提升支承結(jié)構(gòu)優(yōu)先利用原有或即將建造的基礎(chǔ)、建（構(gòu)）筑物，并經(jīng)原建（構(gòu)）筑物設(shè)計(jì)復(fù)核同意;臨時(shí)吊點(diǎn)設(shè)計(jì)宜與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用時(shí)的受力狀況盡量相接近。

（2）由于多層網(wǎng)架施工時(shí)與設(shè)計(jì)使用狀態(tài)差異較大，尤其多層網(wǎng)架采用分層拼裝時(shí)，應(yīng)對(duì)被提升結(jié)構(gòu)的拼裝、吊裝多個(gè)工況進(jìn)行承載力、剛度及整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，有效控制網(wǎng)架整體變形。如網(wǎng)架第1/2層提升，多層網(wǎng)架整體提升，網(wǎng)架臨時(shí)吊點(diǎn)與支座結(jié)構(gòu)受力體系轉(zhuǎn)換等，必要時(shí)應(yīng)對(duì)網(wǎng)架局部采取臨時(shí)加固措施，并經(jīng)原網(wǎng)架設(shè)計(jì)單位同意。

4 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→網(wǎng)架1/2層拼裝、驗(yàn)收→網(wǎng)架1/2層提升→網(wǎng)架第3層拼裝、驗(yàn)收→多層網(wǎng)架整體提升→支座桿件拼裝、驗(yàn)收→網(wǎng)架安裝總驗(yàn)收

5 操作要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

網(wǎng)架深化設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)經(jīng)原設(shè)計(jì)單位同意，如有重大修改還應(yīng)重新報(bào)施工圖審查通過(guò)。

5.1.1 編制專項(xiàng)施工方案及技術(shù)交底

專項(xiàng)施工方案應(yīng)對(duì)多層鋼網(wǎng)架施工中各種工況受力逐一復(fù)核，并根據(jù)實(shí)際情況選擇整體提升系統(tǒng)，如屬于超過(guò)一定規(guī)模的危大工程，方案應(yīng)通過(guò)專家論證后方可組織實(shí)施。

自貿(mào)區(qū)總部基地項(xiàng)目網(wǎng)架工程被提升結(jié)構(gòu)及支承結(jié)構(gòu)采用通用有限元分析軟件MIDAS/Gen進(jìn)行仿真計(jì)算分析;節(jié)點(diǎn)采用ANSYS進(jìn)行仿真計(jì)算分析。分別計(jì)算復(fù)核了四種工況（CS1兩層網(wǎng)架提升、CS2三層網(wǎng)架提升、CS3屋面支座及桿件安裝、CS4臨時(shí)吊點(diǎn)轉(zhuǎn)換至屋面支座）的應(yīng)力、變形和反力（圖4、表1）。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)表可知，結(jié)構(gòu)在提升施工過(guò)程中，最大應(yīng)力比為0.80<1，滿足規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)最大變形為60 mm，其支座間距約為64 740 mm，變形為跨度的1/1079，滿足規(guī)范l/400的要求。

5.1.2 施工人員、設(shè)備的準(zhǔn)備

液壓提升設(shè)備各吊點(diǎn)提升能力不應(yīng)小于對(duì)應(yīng)吊點(diǎn)荷載標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍;總提升能力不應(yīng)小于總提升荷載標(biāo)準(zhǔn)值的1.25倍，且不大于2.5倍。

5.1.3 網(wǎng)架拼裝區(qū)域處理

施工場(chǎng)地平整壓實(shí)后宜采用150 mm厚C25混凝土硬化。

5.1.4 網(wǎng)架驗(yàn)收

網(wǎng)架構(gòu)件工廠制作后，運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)驗(yàn)收合格后方可使用。核查原材料質(zhì)量合格證、試驗(yàn)報(bào)告。

5.2 測(cè)量放線

采用全站儀，坐標(biāo)放樣，把下弦球體位置放出，設(shè)置胎架。

5.3 網(wǎng)架1/2層拼裝、驗(yàn)收

5.3.1 網(wǎng)架1/2層拼裝

網(wǎng)架的焊接，先對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加固焊，焊接下弦節(jié)點(diǎn)，在焊接上弦節(jié)點(diǎn)，所有焊接采用對(duì)稱均勻施焊（圖5）。

5.3.2 網(wǎng)架1/2層驗(yàn)收

（1）網(wǎng)架的所有焊縫100 %自檢合格后，按焊縫等級(jí)要求進(jìn)行第三方無(wú)損探傷檢測(cè)，合格后進(jìn)行防腐處理方可吊裝。

（2）檢查網(wǎng)架的總體外觀尺寸及球形節(jié)點(diǎn)、定位是否和圖紙位置一致。

（3）檢查網(wǎng)架的預(yù)拱度是否符合深化圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

5.4 網(wǎng)架1/2層提升

5.4.1 網(wǎng)架1/2層提升前應(yīng)先完成提升系統(tǒng)的安裝、驗(yàn)收

（1）提升系統(tǒng)的一般包含液壓同步提升系統(tǒng)和臨時(shí)提升支承結(jié)構(gòu)、臨時(shí)吊點(diǎn)等（表2）。

（2）臨時(shí)提升支承結(jié)構(gòu)材質(zhì)、規(guī)格、安裝方式、基礎(chǔ)或連接方式等應(yīng)嚴(yán)格按方案施工和驗(yàn)收，如采用焊接、化學(xué)錨栓等方式應(yīng)經(jīng)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)合格。

（3）液壓同步提升系統(tǒng)在安裝前，其元部件應(yīng)經(jīng)檢測(cè)合格;安裝完成后經(jīng)調(diào)試、空載試車(chē)驗(yàn)收合格后方可分級(jí)加載使用。

（4）提升臨時(shí)吊點(diǎn)的位置和數(shù)量的選擇，應(yīng)考慮因素：宜與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用時(shí)的受力狀況相接近;吊點(diǎn)的最大反力不應(yīng)大于起重設(shè)備的負(fù)荷能力;各起重設(shè)備的負(fù)荷宜接近。

（5）臨時(shí)吊點(diǎn)的構(gòu)造及加固應(yīng)按嚴(yán)格按提升方案驗(yàn)收合格，網(wǎng)架臨時(shí)吊點(diǎn)的位置應(yīng)與提升點(diǎn)在同一鉛垂線上，水平偏差不應(yīng)大于大于提升高度的1/1 000，且不應(yīng)大于50 mm。

5.4.2 網(wǎng)架1/2層提升

（1）提升分級(jí)加載。每一步分級(jí)加載完畢，均應(yīng)暫停并檢查如：吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)、提升單元等加載前后的變形情況，以及主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等情況。一切正常情況下，繼續(xù)下一步分級(jí)加載。當(dāng)分級(jí)加載至提升單元即將離開(kāi)胎架時(shí)，可能存在各點(diǎn)不同時(shí)離地，此時(shí)應(yīng)降低提升速度，并密切觀查各點(diǎn)離地情況，必要時(shí)做“單點(diǎn)動(dòng)”提升，確保提升單元離地平穩(wěn)（圖6）。

（2）結(jié)構(gòu)離地檢查。提升單元離開(kāi)拼裝胎架約100 mm后，空中停留12 h作全面檢查（包括被提升結(jié)構(gòu)，承重體系和提升設(shè)備等）。各項(xiàng)檢查正常無(wú)誤，再進(jìn)行正式提升。

（3）姿態(tài)檢測(cè)調(diào)整。用測(cè)量?jī)x器檢測(cè)各吊點(diǎn)的離地距離，計(jì)算出各吊點(diǎn)相對(duì)高差。通過(guò)提升系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整各吊點(diǎn)高度，使提升單元達(dá)到設(shè)計(jì)姿態(tài)。

（4）整體同步提升。以調(diào)整后的各吊點(diǎn)高度為新的起始位置，復(fù)位位移傳感器。在整體提升過(guò)程中，保持該姿態(tài)直至提升到設(shè)計(jì)標(biāo)高附近。提升點(diǎn)高差應(yīng)為相鄰距離的1/250，且不應(yīng)大于25 mm。

（5）提升就位。提升單元提升至距離設(shè)計(jì)標(biāo)高約200 mm時(shí)，暫緩提升;各吊點(diǎn)微調(diào)使結(jié)構(gòu)精確提升到達(dá)設(shè)計(jì)位置。

5.5 網(wǎng)架第3層拼裝、驗(yàn)收

（1）網(wǎng)架第3層拼裝前，應(yīng)對(duì)提升后的第1/2層網(wǎng)架進(jìn)行臨時(shí)支撐，防止其晃動(dòng)或移位（圖7）。

（2）網(wǎng)架第3層拼裝、驗(yàn)收做法與第1/2層網(wǎng)架基本相似，參照5.3。

5.6 多層網(wǎng)架整體提升

多層網(wǎng)架全部拼裝驗(yàn)收合格后即可整體提升至設(shè)計(jì)高度，整體提升具體做法參照5.4.2，應(yīng)做好整體提升時(shí)的監(jiān)測(cè)工作（圖8、表3）。

5.7 支座及連接桿件拼裝、驗(yàn)收

（1）多層網(wǎng)架整體提升至設(shè)計(jì)高度后，經(jīng)測(cè)量校正合格應(yīng)臨時(shí)固定，然后在高空進(jìn)行支座及連接桿件的拼裝、焊接。

（2）拼裝焊接完成自檢合格后，對(duì)焊縫按等級(jí)要求進(jìn)行第三方無(wú)損探傷檢測(cè)。

（3）多層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主體自檢合格后，整體提升系統(tǒng)可分級(jí)分批卸荷，網(wǎng)架轉(zhuǎn)換至設(shè)計(jì)支座受力，定位調(diào)試合格形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后，最后拆除提升系統(tǒng)（圖9）。

5.8 網(wǎng)架安裝總驗(yàn)收

（1）網(wǎng)架安裝總驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)檢查網(wǎng)架的各邊長(zhǎng)度，支座的中心偏移和高度偏差。

（2）網(wǎng)架安裝完成后，應(yīng)對(duì)撓度進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量點(diǎn)的位置可由設(shè)計(jì)單位確定。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，對(duì)跨度為24 m及以下的情況，應(yīng)測(cè)量跨中撓度;對(duì)跨度為24 m以上的情況，應(yīng)測(cè)量跨中及跨度方向四等分點(diǎn)的撓度。所測(cè)得的撓度值不應(yīng)超過(guò)現(xiàn)荷載條件下?lián)隙扔?jì)算值的1.15倍。

（3）防腐、防火涂飾應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）網(wǎng)架安裝總驗(yàn)收應(yīng)具備下列文件：網(wǎng)架施工圖、竣工圖、設(shè)計(jì)更改文件、施工組織設(shè)計(jì)、所用鋼材與其他材料的質(zhì)量證明書(shū)和試驗(yàn)報(bào)告;網(wǎng)架的零部件產(chǎn)品合格證書(shū)和試驗(yàn)報(bào)告、網(wǎng)架拼裝各工序的驗(yàn)收記錄、焊工考試合格證明、焊縫質(zhì)量和高強(qiáng)度螺栓質(zhì)量檢驗(yàn)資料、總拼就位后幾何尺寸誤差和撓度記錄等。

6 結(jié)束語(yǔ)

多層鋼網(wǎng)架分層拼裝、整體吊裝施工技術(shù)借用液壓同步提升系統(tǒng)拼裝、吊裝網(wǎng)架，不再搭設(shè)超高胎架，減少網(wǎng)架高空作業(yè)量，提高施工效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[定稿日期]2021-03-02

[作者簡(jiǎn)介]李陽(yáng)（1981～），女，本科，高級(jí)工程師，主要從事施工技術(shù)管理工作;李克（1978～），男，本科，高級(jí)工程師，從事項(xiàng)目技術(shù)、建筑施工技術(shù)管理工作;陳波（1983～），女，碩士，工程師，研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù);馬亮（1986～），男，本科，工程師，從事技術(shù)管理、施工技術(shù)工作;楊宇（1996～），男，本科，助理工程師，從事施工技術(shù)管理、BIM技術(shù)工作。