超大型散貨堆場封閉大棚網(wǎng)架安裝工藝

張凌震，閆偉

（中交機電工程局有限公司，北京 100088）

超大型散貨堆場封閉大棚網(wǎng)架安裝工藝

張凌震，閆偉

（中交機電工程局有限公司，北京 100088）

國投曹妃甸煤碼頭工程新建煤炭封閉大棚，系國內港口環(huán)保工程中的首次應用。施工中采用了先安裝起步跨，再進行空中散裝的工藝，無腳手架安裝，施工成本低，安全可靠，順利地完成了網(wǎng)架安裝。

散貨堆場；封閉大棚；安裝工藝；環(huán)保

1 工程概況

本工程封閉大棚橫跨國投曹妃甸煤碼頭17和18號堆場，共分為9個庫，跨度103 m（支座節(jié)點之間間距），1號庫長度99.84 m，2～9號庫長度均為109.98 m，總長度約1 100 m，為正方四角錐螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結構。網(wǎng)架弧頂高度約40 m，上弦多點支撐，最高點為41.24 m，1號庫南側帶山墻（見圖1）。主檁條為160 mm×80 mm×3 mm矩形鋼管，次檁條為100 mm×60 mm×3 mm矩形鋼管，屋面為820型（厚度0.80 mm）單層鍍鋁鋅壓型鋼板，采光帶采用820型玻璃鋼采光板。網(wǎng)架厚度3.5 m，網(wǎng)格尺寸約4 m×4 m，采用螺栓球節(jié)點連接，網(wǎng)架剖面為三芯圓結構（見圖2）。封閉大棚內設置1臺能力為7 780/6 500t/h的堆取料機及配套的皮帶輸送機，該結構為國內港口環(huán)保工程首次采用，網(wǎng)架總重約8 800 t，其網(wǎng)架跨度、高度、體量在國內同類工程中也較為罕見。

圖1 航拍圖Fig.1 Aerial photo

2 工程特點分析

本工程網(wǎng)架跨度達103 m，最高點為41.24 m，總投影面積約11萬m2，多為高處作業(yè)，施工難度大，作業(yè)危險。如何在確保工期、安全的前提下合理選擇安裝方案尤為重要，本工程采用了一種起步單元一端延伸安裝，小單元懸挑安裝，充分利用圓柱面網(wǎng)架結構穩(wěn)定特點的高空安裝工藝。該工藝由于采用無腳手架安裝，大大降低了施工成本、縮短施工周期，安全可靠[1-2]。

圖2 剖面圖（單位：m）Fig.2 Section view(m)

3 吊裝受力安全性論證

由于網(wǎng)架跨度大、高度高，單側提升網(wǎng)架寬度窄，因此在提升延伸拼裝過程中，為控制網(wǎng)架的變形，減少網(wǎng)架吊裝過程中應力對結構的影響，在網(wǎng)架下弦用鋼絲繩與手拉葫蘆橫跨度連接，每延伸拼裝一部分后就增加鋼絲繩，確保網(wǎng)架的結構幾何尺寸和撓度。施工前采用中國建筑科學研究院編制的空間網(wǎng)格結構分析設計軟件MSGS對吊裝工況各桿件的應力比、網(wǎng)架整體變形量進行驗算確保安全。

3.1 各吊裝工況的網(wǎng)架位移及應力

吊裝計算中的荷載取值主要為結構自重和部分活荷載，按不利位置施加于6處，每處5 kN。各工況的吊裝計算采用的是中國建筑科學研究院編制的空間網(wǎng)格結構分析設計軟件MSGS，該程序目前廣泛的應用于空間網(wǎng)格結構的設計中。

3.2 吊裝工況

計算得到各吊裝工況下的網(wǎng)架位移及應力圖，最大豎向位移為6 mm，變形量極小，不會對網(wǎng)架的整體受力產生不利影響。從上弦桿件的應力比來看，吊裝過程中桿件的應力比均遠小于其設計強度，下弦桿件及腹桿的應力圖也類似，因此在吊裝過程中桿件的強度是安全的。

經過對吊裝工況的分析，本方案所制定的施工工藝無論對網(wǎng)架結構本身的安全還是對吊車吊裝安全都是可行的，可以用于該項目的網(wǎng)架安裝。

4 安裝工藝

4.1 施工流程

施工準備→測量放線→起步跨地面延伸安裝→起步跨整體就位→小單元空中散裝→主體驗收→檁條安裝→檁條安裝及屋面彩板制作安裝。

4.2 起步單元安裝

起步跨單元網(wǎng)架的安裝與就位是本工法的關鍵點，起步單元首先應具有一定的剛度，此外還要考慮減少后續(xù)安裝累積誤差的產生，為此起步網(wǎng)架的位置選擇在網(wǎng)架中部，尺寸為上弦4個網(wǎng)格、下弦3個網(wǎng)格。計算起步單元總重量約80 t，選用2臺130 t、4臺80 t、4臺50 t吊車，完全能夠滿足整體吊裝。

首先從跨度一端的網(wǎng)格單元開始組拼，組拼時先將基本的四角錐單元拼裝成型，逐個進行組合拼裝，起步端形式為上弦5個網(wǎng)格，下弦4個網(wǎng)格，逐步變?yōu)樯舷?個網(wǎng)格，下弦2個網(wǎng)格；網(wǎng)殼起拱至一定高度，采用吊車將網(wǎng)殼結構的起拼端吊至支座，將支座就位，將組拼端提升至所需高度，并支墊鋼支架，繼續(xù)向前組拼起步跨，組拼約2～3個網(wǎng)格后，用吊車將組拼端提升至下一個拼裝所需高度，并支墊鋼支架，繼續(xù)向前組拼起步跨，直至完成起步跨組拼；然后采用10臺吊車將起步跨整體吊裝就位，完成起步跨的安裝。在起步跨組裝過程中，隨著跨度加大和高度增高，隨時測量下弦球坐標點以確保坐標尺寸的正確，當起步跨組拼到一定高度后，在跨度方向增設鋼絲繩拉索，在跨度兩側增設鋼絲繩風纜，以保證起步跨的整體穩(wěn)定性。起步過程示意圖見圖3。

圖3 起步過程示意圖Fig.3 Start Progress of steel structure installation

網(wǎng)架起步跨單側提升安裝的工藝原理是充分利用圓柱面網(wǎng)架的結構穩(wěn)定性和網(wǎng)架支座為固定鉸支座的特點，支座球不焊接在支座內角度旋轉（用圓鋼與支座臨時固定），逐步延伸拼裝，直至完成網(wǎng)架起步跨的安裝[3]。

4.3 高空散裝

起步跨安裝完成后，以高空散裝法向起步跨兩側進行安裝。網(wǎng)架散裝以網(wǎng)架一側的支座為起點，按照先下弦后腹桿再上弦的順序安裝。依照吊裝的順序先在地面上拼裝錐體，吊裝前技術人員及時檢查小拼單元，確保安裝準確性，便于高空順利對接。高空散裝安裝網(wǎng)架，隨時檢查網(wǎng)架的質量，檢查上弦、下弦網(wǎng)格尺寸，網(wǎng)架縱向長度、橫向長度、網(wǎng)格矢高。小單元一般設一個球節(jié)點，吊裝過程中檢查吊裝鋼絲繩、勾頭、吊環(huán)等是否可靠，然后再慢慢吊離地面。對于較細的桿件四角錐，考慮高強螺栓不能承受較大的剪切力，吊裝時設置多個吊點，以達到多點受力，保護高強螺栓的目的[4]。小單元提升到安裝高度，吊車緩慢轉向相應的安裝位置，由高空作業(yè)人員控制桿件緩緩向相應的球節(jié)點靠攏，完成空中對接。網(wǎng)架散裝過程中2人在上弦球結點處，2人在下弦球結點處，分別找準與桿件相應的球孔，將桿件與球之間的螺栓迅速擰緊到位，4人同時工作，相互之間熟練配合。高空散裝示意圖見圖4。

經檢驗，網(wǎng)架結構安裝的主要檢驗項目及一般檢驗項目均符合要求，其中橫向網(wǎng)架邊長、豎向網(wǎng)架邊長、網(wǎng)架支座中心偏移、網(wǎng)架相鄰支座高度偏差、支座最大偏差等允許偏差項目共檢測1 032點，合格983點，合格點率為95.3%，且不合格點最大偏差值未超過允許偏差的1.2倍[5]。

4.4 檁條安裝及屋面彩板制作安裝

先將檁條兩端封口并進行防腐和防火處理。主檁采用由低至高的安裝順序，安裝人員使用移動掛梯，并系掛好安全帶，保證人員高空作業(yè)安全。根據(jù)圖紙及檁條的規(guī)格，使用麻繩將檁條提升至安裝位置，主檁兩端分別焊接在2個相鄰的上弦球支托中心位置，逐一安裝后續(xù)主檁，直至全部安裝完畢。次檁同樣采用由低至高的安裝順序，使用麻繩將檁條提升至安裝位置，將次檁焊接在主檁的檁托板上，逐一安裝后續(xù)次檁，次檁與次檁兩端對接滿焊，直至全部安裝完畢。主、次檁條焊接完成后及時對焊接部分進行補漆處理。

圖4 高空散裝示意圖Fig.4 Sketch of high bulk

屋面彩板分段制作安裝，采用壓板機現(xiàn)場壓制成型。安裝前將彩板上殘留物清洗干凈，在人員操作位置搭設移動掛梯，所有彩板使用纜繩進行提升，彩板與纜繩接觸位置加設防磨墊。具體步驟：1）沿著次檁的垂直方向拉一條通長平行于軸線的安裝定位線；2）將第1塊彩板對準對齊定位線，所有波峰與次檁使用自攻螺釘固定，采用彈線法以保證自攻螺釘?shù)闹本€度；3）將第2塊彩板的波峰低谷與第1塊彩板的波峰低谷對應貼實，縱向搭接長度為120 mm，逐步安裝每一塊彩板，遵循一個方向安裝彩板的原則，用以上方法逐步安裝直至完成[6-7]。

5 結語

本工程采用的大跨度封閉大棚網(wǎng)架在我國港口環(huán)保工程中首次應用。采用的起步單元一端延伸安裝，小單元懸挑安裝，充分利用圓柱面網(wǎng)架結構穩(wěn)定特點的高空安裝方法，無腳手架安裝，安全可靠，大大降低了施工成本、縮短了施工周期，經過實際使用驗證完全能夠滿足使用功能。

工程實施時，從方案的確定、吊裝安全驗算、材料的檢驗、各工序的驗收等均嚴格按照設計及相關規(guī)范的要求，施工過程中質量、安全始終處于受控狀態(tài)，圓滿完成了工程，為港口堆場網(wǎng)架安裝和港口環(huán)保項目實施類似工程提供了寶貴的經驗。

[1]齊澎波，葉舉，邵寶珠，等.大跨度干煤棚網(wǎng)殼結構的施工技術[C]//首屆全國鋼結構施工技術交流會論文集.2006：317-319. QI Peng-bo,YE Ju,SHAO Bao-zhu,et al.The construction technology of large span dry coal shed net shell structure[C]//Proceedings of the first national symposium on the construction technology of steel structure.2006:317-319.

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Installation technology for closed coal greenhouse gird of ultra-large bulk yard

ZHANG Ling-zhen,YAN Wei
（CCCC Mechanical&Electrical Engineering Co.,Ltd.,Beijing 100088,China）

SDIC Caofeidian coal terminal project adopted the new closed coal greenhouse,which is the first application in China environmental protection project.In the construction,it starts with installation of the starting span,and then making the high bulk process,without scaffold installation.The construction is low costs,safe and reliable,and the grid installation was completed successfully.

bulk yard;closed coal greenhouse;installation technology;environmental protection

U653.7

B

2095-7874（2017）01-0068-04

10.7640/zggwjs201701015

2016-09-02

2016-11-18

張凌震 （1977— ），男，江蘇江都人，高級工程師，北方分公司總經理，機電專業(yè)。E-mail：dadage2008@163.com