大跨度網(wǎng)架焊接球螺栓球混合連接的施工方案優(yōu)化

王星

【摘 要】通過對(duì)網(wǎng)架常規(guī)吊裝方法的對(duì)比分析，結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)，分析適合本工程需要的最佳方案，為后續(xù)網(wǎng)架施工提供有益參考。

【Abstract】Through the comparison and analysis of the conventional hoisting methods of the space truss， combining with the actual characteristics of the project， paper analyzes the best scheme which is suitable for this project， to provide useful reference for subsequent construction of the grid.

【關(guān)鍵詞】大跨度網(wǎng)架；焊接球；螺栓球；混合連接；方案優(yōu)化；對(duì)比

【Keywords】long-span grid； welded ball； bolt ball； hybrid connection； scheme optimization； comparison

【中圖分類號(hào)】TE682 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）10-0162-02

1 引言

對(duì)于大跨度的輕型屋面，采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，用鋼量可以大大減少，節(jié)約了造價(jià)，逐漸被業(yè)主和設(shè)計(jì)方所接受。隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的普遍使用，各種安裝方法也日趨成熟，歸納起來常用的安裝方法如下：

①高空散裝法：采用小拼單元或桿件直接在高空拼裝；先搭設(shè)局部施工平臺(tái)，使網(wǎng)架形成幾何不變體系，然后采用懸挑法進(jìn)行高空拼裝施工。如采用扣件式鋼管作為拼裝平臺(tái)時(shí)，需增加格構(gòu)柱。

②分片或分塊安裝法：將空間網(wǎng)格分成條狀或塊單元進(jìn)行安裝，分條或分塊單元應(yīng)具有足夠的剛度并保證自身幾何不變性。

③整體吊裝法：采用爬桿或者起重機(jī)對(duì)地面拼裝好的網(wǎng)架，整體進(jìn)行吊裝。吊裝前設(shè)置好吊點(diǎn)，并進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。

④整體提升法：利用原有的支撐柱，安裝提升設(shè)備對(duì)地面拼裝好的網(wǎng)架進(jìn)行整體提升。

⑤整體頂升法：利用臨時(shí)頂升支架把地面拼裝好的網(wǎng)架，利用液壓千斤頂設(shè)備把網(wǎng)架頂升至設(shè)計(jì)高度。

⑥滑移法：滑移有單條滑移、逐條積累滑移與滑架法?；浦辽傩枰獌蓷l軌道，對(duì)于大跨度網(wǎng)架，跨中還需要一條。

2 工程概況

華夏二期鯨豚館網(wǎng)架長(zhǎng)度69.6m，跨度63.8m，結(jié)構(gòu)形式：正放四角錐網(wǎng)架；網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)：螺栓球節(jié)點(diǎn)（部分焊接球節(jié)點(diǎn)），支座標(biāo)高19.6m，網(wǎng)架檐口厚度2.07m，屋脊處厚度3.90m，網(wǎng)架上弦找坡，屋面標(biāo)高24m，建筑面積4496m2；網(wǎng)架桿件采用Q235B材質(zhì)高頻焊管和無縫鋼管，螺栓球采用45#鋼鍛造，焊接球采用Q235B材質(zhì)鋼板鍛造焊接而成，高強(qiáng)螺栓材質(zhì)：40Cr。焊接球節(jié)點(diǎn)集中分布在軸線4j～8j，如下圖1所示，支承形式：周邊柱點(diǎn)下弦支承。屋蓋下方為二層樓面，樓面北邊分步三個(gè)生活池、兩個(gè)展示池、一個(gè)表演池以及一個(gè)醫(yī)療池，直通地面。

3 施工方案比選

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，由于屋面支座標(biāo)高19.6m，工期緊，土建施工短期內(nèi)澆筑不到19.6m，網(wǎng)架無法形成空間幾何不變體。只有在地面進(jìn)行拼裝作業(yè)才能與土建同步且不耽誤整體工期，擬采用4j～8j軸作為起步網(wǎng)架，網(wǎng)架安裝落座后，分別向兩個(gè)方向進(jìn)行高空散裝作業(yè)。起步網(wǎng)架安裝采用的方法有整體吊裝法、整體提升法以及整體頂升法。

由于該拼裝場(chǎng)地位于二層樓面，樓面有五個(gè)表演水池直通地面，南邊為階梯式看臺(tái)，拼裝場(chǎng)地非常狹小。本工程在水池內(nèi)搭設(shè)扣件式鋼管搭設(shè)操作平臺(tái)，并在鋼管四周采用組合鋼管柱進(jìn)行局部加強(qiáng)。臺(tái)階位置部分，原計(jì)劃網(wǎng)架安裝完進(jìn)行搭設(shè)，但由于工期問題，土建方先行施工，這樣給網(wǎng)架安裝又造成了難度，必須考慮把二層樓面的網(wǎng)架起升至和臺(tái)階高度（8m高）一致。

思路一：繼續(xù)在二層屋面上搭設(shè)扣件式鋼管操作平臺(tái)，然后在平臺(tái)上進(jìn)行拼裝作業(yè)。缺點(diǎn)：搭設(shè)高度高，面積大，而且該起步網(wǎng)架大多節(jié)點(diǎn)采用焊接球節(jié)點(diǎn)，焊接球較重，最大達(dá)446kg，必須再采用組合鋼管柱，以防止基座下沉。

思路二：采用分階段交替頂升，逐步延伸施工的方式。先在無臺(tái)階位置搭設(shè)該部分起步網(wǎng)架，并在計(jì)算好的位置設(shè)置頂升架和回頂支架。然后邊頂升邊延伸，并逐步增加頂升支點(diǎn)，直至起步網(wǎng)架部分全部完成。缺點(diǎn)：需對(duì)樓板進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)加固，對(duì)頂升支點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，要時(shí)刻控制頂升支架的垂直度，以防過大偏移。

起步網(wǎng)架安裝至臺(tái)階高度位置時(shí)，可供選擇的方案有：

方案一：整體吊裝法

起步網(wǎng)架重量約130t，擬采用4臺(tái)履帶吊或汽車吊；由于女兒墻高24m，吊車臂必須高于女兒墻，經(jīng)計(jì)算至少500t吊車，顯然不經(jīng)濟(jì)。

方案二：整體提升法

利用原有的柱子做好三角支架，在支架上懸掛提升器，通過穿心液壓千斤頂對(duì)預(yù)先設(shè)置好的吊點(diǎn)通過電腦控制進(jìn)行同步張拉。缺點(diǎn)：提升支架需要重新制作，制作后不能重復(fù)利用。原先要在柱子上做好埋件，土建需等到支架吊裝完成后才能繼續(xù)后續(xù)施工。

方案三：整體頂升法

在起步網(wǎng)架下方設(shè)置液壓千斤頂頂升支架，根據(jù)計(jì)算分析，設(shè)置好支點(diǎn)位置。利用電腦控制同步頂升。支架由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段組成，可以重復(fù)使用。缺點(diǎn)：對(duì)支架垂直度控制要求較高，頂升過程要防止水平偏移。

綜上所述，思路一只有結(jié)合方案二，思路二結(jié)合方案三，實(shí)施起來明顯比其他組合方案要簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)。

4 方案優(yōu)化

由于思路一需要搭設(shè)鋼管平臺(tái)，高度高8m，面積2300m2；安裝拆卸需要大量時(shí)間，且搭設(shè)完畢后，不利于室內(nèi)其他工種作業(yè)施工，而且提升架也需要土建暫緩施工，在業(yè)主工期緊張的情況下，很難實(shí)施。

本工程結(jié)合實(shí)際采用思路二結(jié)合方案三的做法，采用分段頂升，緩慢延伸的方式，網(wǎng)架拼裝幾乎在樓面進(jìn)行，大大減少了高空作業(yè)的危險(xiǎn)性，安裝精度和質(zhì)量得到了保障。頂升的同步通過電腦控制系統(tǒng)來操控，已經(jīng)比較成熟，基本上都能保證。關(guān)鍵在于頂升時(shí)要時(shí)刻監(jiān)控頂升架的垂直度，一般采用纜風(fēng)繩固定在頂升架的四周，每頂升一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段測(cè)一次垂直度，一旦頂升架垂直度有偏差，時(shí)刻用纜風(fēng)繩進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)頂升至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，如發(fā)現(xiàn)支座位置有偏差，采用倒鏈進(jìn)行水平調(diào)整。倒鏈調(diào)整時(shí)，要逐步緩慢進(jìn)行，并時(shí)刻觀察頂升支架，以防支架傾斜。

5 結(jié)語

通過該工程幾種吊裝方案的對(duì)比，采用頂升法施工，比較適合于該工程；頂升過程的細(xì)節(jié)控制是保證頂升安全的重要手段。頂升法施工不適合頂升高度超過30m的工程，因?yàn)轫斏礁?，垂直度越難保證；另外網(wǎng)架受到風(fēng)影響所產(chǎn)生的水平位移也是很難把控，一般有五級(jí)以上大風(fēng)，頂升工作必須停止。

【參考文獻(xiàn)】

【1】諶萬里，呂文清.大跨度網(wǎng)架液壓頂升施工技術(shù)[J].建筑安全，2013（12）：25-29.

【2】吳興宏，路亞妮.同步液壓集群交替頂升技術(shù)在大跨徑雙曲面坡橢圓形鋼網(wǎng)架施工中的應(yīng)用[J].施工技術(shù)，2016，45（15）：42-44.endprint