大跨度鋼網(wǎng)架整體頂升施工關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究

龔伶妃 胡志勇

湖南航天建筑工程有限公司，中國·湖南 長沙 410000

1 引言

近年來，隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、鋼產(chǎn)量的持續(xù)增長和工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，中國的大跨度空間結(jié)構(gòu)得到了迅速的發(fā)展。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式發(fā)展最為迅速，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由鋼構(gòu)件及其連接配件組成的空間結(jié)構(gòu)體系，空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與平面桁架、鋼架等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于它的連接構(gòu)造是空間的，可以充分發(fā)揮空間三維捷徑傳力的優(yōu)越性，特別適用于各種大跨度及平面形狀的建筑，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)、民用建筑工程[1-2]。

2 工程概況

華通匯達(dá)食品供應(yīng)鏈基地項目工程的建筑面積約為4384m2，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)型式為焊接球節(jié)點(diǎn)正放四角錐螺栓球鋼網(wǎng)架，支撐型式為周邊下弦多點(diǎn)支撐，結(jié)構(gòu)平面尺寸為26.32×83.28m，共2個平面。網(wǎng)架矢高1.84～2.25m，采用分次頂升，網(wǎng)架總高32.92m，每個柱中心設(shè)置一個頂升點(diǎn)，每個平面8個頂升點(diǎn)，網(wǎng)架總重162.4t×2。

本工程先將屋面網(wǎng)片在地面上整體拼裝成整體后，然后采用同步液壓頂升的施工工藝，分次頂升安裝鋼柱構(gòu)件，鋼柱安裝完成繼續(xù)頂升到空間位后，補(bǔ)裝柱子頂端支座及周邊桿件，最后完成固定支座的焊接。整體結(jié)構(gòu)經(jīng)驗收合格后，再拆除頂升設(shè)備。

3 整體液壓頂升施工工藝

3.1 總體頂升思路

根據(jù)工程特點(diǎn)采用地面拼裝，利用頂升架進(jìn)行頂升再向下延伸拼裝的安裝方法。首先在地面拼裝網(wǎng)架，整體拼裝完畢后，在網(wǎng)架柱位置設(shè)置頂升點(diǎn)頂升網(wǎng)架，邊頂升邊安裝網(wǎng)架柱。根據(jù)網(wǎng)架柱的高度，本工程網(wǎng)架將分四次整體頂升就位。

3.2 鋼網(wǎng)架整體頂升施工工藝流程

技術(shù)準(zhǔn)備→頂升體系設(shè)計布置→網(wǎng)架地面拼裝→頂升設(shè)備安裝→整體頂升設(shè)備調(diào)試→設(shè)備系統(tǒng)檢查→分級加載試頂升→網(wǎng)架整體頂升→頂升封邊→頂升設(shè)備拆除。

3.3 技術(shù)準(zhǔn)備

先將施工現(xiàn)場堆放的雜物清理干凈，保證工程施工順利進(jìn)行；再對已進(jìn)場的網(wǎng)架材料進(jìn)行清點(diǎn)，螺栓球、焊接球、立桿、橫桿及斜撐需要分類堆放，并校核其尺寸規(guī)格是否滿足規(guī)范要求，保證安裝精度[3]。

3.4 頂升體系設(shè)計布置

頂升點(diǎn)布置：本工程16個網(wǎng)架柱，分兩片進(jìn)行頂升，每片每個柱中心設(shè)置一個頂升點(diǎn)，共計8個頂升點(diǎn)。

頂升設(shè)備布置：針對項目實際情況調(diào)配液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、液壓千斤頂?shù)软斏┕ぴO(shè)備，設(shè)備進(jìn)場后檢查現(xiàn)場頂升施工設(shè)備配備是否齊全，工具是否完好；繪制頂升坐標(biāo)圖，將頂升坐標(biāo)一一標(biāo)在頂升相鄰柱子上以作頂升測控之用。

3.5 網(wǎng)架地面拼裝

3.5.1 網(wǎng)架拼裝工藝流程

放線定位→布置定位下弦球?qū)Ｓ弥翁ゼ堋{(diào)整下弦球標(biāo)高→組裝下弦→組裝上弦和其他腹桿→檢查→頂升→校核→驗收。

3.5.2 網(wǎng)架拼裝定位方法

首先根據(jù)圖紙中球節(jié)點(diǎn)的定位尺寸及網(wǎng)架起拱值求出各下弦球的Z坐標(biāo)和高差，再根據(jù)中心區(qū)網(wǎng)架球的大小在地面上布置下弦球?qū)Ｓ弥翁ゼ?，采用塔尺?fù)核每個下弦球?qū)Ｓ弥翁ゼ艿臉?biāo)高，下弦球?qū)Ｓ弥翁ゼ苌戏謩e測定中心十字線，確定球節(jié)點(diǎn)的位置，并連接拼裝節(jié)間桿件，形成下弦四邊形單元網(wǎng)格，再用三根腹桿將上弦中心球定位，使上弦球中心與地面投影中心位置吻合，連接拼裝其他腹桿，形成一個小單元基準(zhǔn)控制點(diǎn)[4]。

3.6 頂升設(shè)備安裝

頂升設(shè)備由千斤頂、泵站、標(biāo)準(zhǔn)節(jié)及筆記本電腦系統(tǒng)等組成。每兩臺千斤頂為一組，由一個油泵供油。將油泵、溢流閥等液壓元件組合在一起成為泵站，其規(guī)格與頂升工藝配套。頂升時把液壓千斤頂放在支架的底部，上部與鋼網(wǎng)架頂升點(diǎn)頂緊，經(jīng)檢查調(diào)試后開始頂升[5]。

3.7 分級荷載試頂升

試頂在人員配置到位和各項準(zhǔn)備工作完成后應(yīng)在操作總指揮的統(tǒng)一命令下開始對千斤頂進(jìn)行均勻同步加載。由操作工根據(jù)第一級加載的時間和頂升量調(diào)整各自的加載速度，保證千斤頂在規(guī)定的時間內(nèi)均勻地完成規(guī)定的頂升量。

3.8 網(wǎng)架整體正式頂升

①正式頂升起重前，對網(wǎng)架試提500mm高，調(diào)整各頂升起重點(diǎn)同時逐步離地。試提檢查妥當(dāng)后連續(xù)頂升起重，每頂升一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為一個行程，如圖1所示。

圖1 頂升標(biāo)準(zhǔn)節(jié)行程過程

一個行程包含四個步驟：第一步，啟動泵站使千斤頂活塞上升一個行程；第二步，安裝頂升架標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；第三步，泵站回油使千斤頂缸體上升；第四步，將方鋼管移至上一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)，完成一個行程。

②泵站回油使千斤頂頂針下降，將千斤頂頂針與第一節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)連接。

③重復(fù)第1步和第2步工作，使網(wǎng)架逐步上升，繼續(xù)頂升，當(dāng)上弦頂升高度達(dá)到8m左右時，在頂升上弦球的四周反拉纜風(fēng)繩，并與頂升架連接，避免網(wǎng)架晃動，增加頂升架穩(wěn)定性。

④頂升至設(shè)計標(biāo)高32.92m，停止頂升。總共分四次頂升，預(yù)計頂升時間為4天。

⑤安裝支座及支座處桿件。網(wǎng)架頂升至設(shè)計標(biāo)高后，立即進(jìn)行支座及支座處桿件安裝工作。卷揚(yáng)機(jī)將桿件吊至設(shè)計位置，用操作平臺支撐高空作業(yè)人員完成安裝、焊接。網(wǎng)架與支座進(jìn)行連接時，應(yīng)保證焊接質(zhì)量，支座節(jié)點(diǎn)連接的焊縫等級應(yīng)達(dá)到一級，且須探傷合格后，方可卸載[6]。

⑥卸載。拆除順序是：先拆除撓度值較大頂升點(diǎn)，再按相同的步驟，逐步降低各頂升點(diǎn)的高度，直至全部頂升設(shè)備脫離被頂升焊接球。拆卸后的整體頂升安裝完成圖，如圖2所示。

圖2 整體頂升安裝完成圖

4 結(jié)論

論文從地面網(wǎng)架拼裝、網(wǎng)架整體頂升到頂升設(shè)備拆卸等方面，詳細(xì)介紹了大跨度鋼網(wǎng)架整體頂升技術(shù)在實際工程中的應(yīng)用。從實際工程的應(yīng)用反饋中，主要得到以下結(jié)論：

①相較常規(guī)的高空散裝法，整體液壓頂升技術(shù)在經(jīng)濟(jì)、效率、安全和施工工期等方面有其獨(dú)特優(yōu)勢，適宜大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工。

②整體液壓頂升設(shè)備重量小，機(jī)動性強(qiáng)，安裝拆卸方便；液壓平臺可重復(fù)利用，臨時設(shè)施用量少，有利于成本控制。

③整體液壓頂升施工技術(shù)提高了施工效率，節(jié)省了施工高空作業(yè)量，安全性好。本工程的大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)成功竣工驗收也對今后同類網(wǎng)架施工工程提供了借鑒。