正放四角錐螺栓球網(wǎng)架安裝工藝技術(shù)

侯煥芝

（山西三建集團有限公司 山西長治 046000）

山西紅山煤礦儲煤棚主體結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)，屋面為正放四角錐螺栓球網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，下弦柱點支撐形式，網(wǎng)架弦高27.5m，跨度47m，長度197m，網(wǎng)架厚度為2.2m，網(wǎng)架投影面積約9775m2。根據(jù)現(xiàn)場施工條件和網(wǎng)架為異形的特點，網(wǎng)架安裝采用先地面分塊拼裝再高空對接合攏，形成一個穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)單元后作為起步網(wǎng)架，然后整體網(wǎng)架采用高空懸挑安裝的施工工藝。

1 施工總體思路

做好支承面標(biāo)高、軸線復(fù)核等準(zhǔn)備工作后，在地面分塊拼裝完起步網(wǎng)架，選用3臺100T和1臺130T全液壓汽車吊進行高空吊裝對接合攏，形成一個穩(wěn)定結(jié)構(gòu)單元。然后以起步網(wǎng)架為基礎(chǔ)，向兩側(cè)用拼三角架和推三角架的高空懸挑工藝進行整體網(wǎng)架安裝。

起步網(wǎng)架施工區(qū)域為A-C軸∕12-14軸范圍內(nèi)。起步網(wǎng)架拼裝合攏共分2塊Ⅰ號網(wǎng)架和Ⅱ號網(wǎng)架，再沿著11→1、15→23方向按小單元吊車高空懸挑完成結(jié)構(gòu)安裝，每個小單元由1個球4根桿件組成。

2 起步網(wǎng)架關(guān)鍵工藝技術(shù)

2.1 起步網(wǎng)架地面拼裝

（1）起步網(wǎng)架施工特點就是在于將支座支承球在柱頂支座中轉(zhuǎn)動，從而分塊起步網(wǎng)架一端以支座支承球為軸另一端在吊車的作用下就可上下旋轉(zhuǎn)，直至抬升到設(shè)計標(biāo)高位置進行合攏拼裝。

（2）Ⅰ號網(wǎng)架拼裝時，先將支座按軸線位置固定在支承柱預(yù)埋螺栓上，再將支承點球直接擱置在支座中（待起步網(wǎng)架拼裝合攏后再行焊接），以便球可以在支座中轉(zhuǎn)動。以支座上的球為支撐旋轉(zhuǎn)點，先將網(wǎng)架拼幾節(jié)，然后利用25T吊車將末端抬高再拼幾節(jié)后放下，將吊車向前移位再抬高再拼，以此類推，將網(wǎng)架向前拼裝，直至拼到上弦桿15個節(jié)距位置，此時Ⅰ號網(wǎng)架拼裝完畢。

（3）因考慮到Ⅰ號網(wǎng)架弧度大，跨度長的因素，為保證后續(xù)網(wǎng)架起吊的安全穩(wěn)定性，控制網(wǎng)架扭曲變形，可采取如下措施進行加固，在12、14軸支座與起步網(wǎng)架末端倒數(shù)第三個下弦球之間用5T倒鏈和鋼絲繩拉兩道張緊繩，松緊程度以張緊繩剛繃緊為宜。

2.2 起步網(wǎng)架吊裝技術(shù)計算分析

（1）起重機選擇

根據(jù)設(shè)計軟件自動生成的Ⅰ號網(wǎng)架吊點反力圖，單個吊點67.3kN，約6.8t；起升高度為吊點高度28m+索具高度2m=30m，根據(jù)吊車機械性能表，QY100T汽車吊在起升高度40m、工作半徑16m時，可吊重18t，網(wǎng)架在未裝屋面板前受風(fēng)面積較小，且吊重預(yù)留超過50%的余量，因此可滿足吊裝要求。

根據(jù)設(shè)計軟件自動生成的Ⅱ號網(wǎng)架吊點反力圖，網(wǎng)架重54.5kN，約為5.5t；起升高度，吊點高度11m+索具高度8m=20m，根據(jù)吊車機械性能表，QY130T汽車吊伸臂長度26m，工作半徑16m，吊重31t，滿足吊裝要求。

（2）吊裝鋼絲繩選擇

Ⅰ號網(wǎng)架吊裝繩長度根據(jù)吊點位置，吊裝角度擬計繩長為2m（雙股）。根據(jù)吊裝重量，鋼絲繩所受拉力為67.3kN。查表選繩。選用6×37+1，d=22mm鋼絲繩，其破斷拉力為P=283kN，容許拉力T=P/K=283/6=47kN，（其中K=6為安全系數(shù)），雙股的容許拉力為47kN×2=94kN>63.5kN，故Ⅰ號網(wǎng)架單個吊點選用22mm雙股鋼絲繩安全。

Ⅱ號網(wǎng)架吊裝繩長度據(jù)吊點位置、吊裝角度設(shè)計繩長為11m（雙股）。根據(jù)吊裝重量，鋼絲繩所受拉力為54.5kN。查表選繩。選用6×37+1，d=24.0mm鋼絲繩，其破斷拉力為P=3336kN.容許拉力T=P/K=336/6=56kN，（其中K=6為安全系數(shù)），雙股的容許拉力為56KN×2=112kN>54.5kN，故Ⅱ號網(wǎng)架單個吊點選用22mm雙股鋼絲繩安全。

2.3 起步網(wǎng)架吊裝

（1）分塊網(wǎng)架拼裝完畢后，通過詳細(xì)計算分析，選用3臺100T和1臺130T全液壓汽車吊進行高空吊裝對接合攏。首先用2臺100T吊車抬吊將Ⅰ號網(wǎng)架末端慢慢向上抬起，讓上弦支承球在支座中隨著Ⅰ號網(wǎng)架末端抬起而慢慢滾動，直至網(wǎng)架被抬到設(shè)計安裝位置。

（2）選用130T吊車將Ⅱ號網(wǎng)架拎起地面反向旋轉(zhuǎn)至安裝區(qū)域，將對應(yīng)的上弦球安入支座內(nèi)，再松鉤將網(wǎng)架末端擱置在地面上，然后再用100T吊車和130T將Ⅱ號網(wǎng)架也慢慢抬吊至設(shè)計安裝位置。最后按總體網(wǎng)架弧線角度調(diào)節(jié)好兩端高低度，與Ⅰ號網(wǎng)架對接合攏（即安裝中間空出的一節(jié)）。合攏時I號網(wǎng)架應(yīng)使其略高于設(shè)計標(biāo)高約100mm，先對接下弦桿（共2根），然后腹桿（共4根），對接過程I號網(wǎng)架吊鉤緩慢下降，最后對接上弦（共3根）。

（3）合攏后，吊車松鉤前應(yīng)檢查支座球部位是否有變形或移位，在高空作業(yè)的三人中應(yīng)派兩人從相反方向撤下時檢查各節(jié)點是否安裝到位，套筒是否有松動。松鉤時各吊車要輕緩小幅度松鉤，隨時注意網(wǎng)架變形情況。

（4）起步網(wǎng)架成型后，及時對網(wǎng)架的撓度進行測量，看起步網(wǎng)架是否在吊裝過程中有過大的變形。根據(jù)規(guī)范要求，撓度值不應(yīng)大于跨度尺寸的1/250。

2.4 起步網(wǎng)架吊裝注意事項

（1）拼裝時桿件與球必須安裝設(shè)計和施工規(guī)范要求完全擰緊到位，吊裝前逐一檢查，確保無一處遺漏。

（2）所有吊點的著力點都必須在螺栓球正中部位，不能讓高強螺桿或桿件受力。

（3）對接時安排高空作業(yè)人員三名，吊裝前將鋼爬梯可靠固定于II號網(wǎng)架下弦供人員上下。

（4）支座的臨時固定應(yīng)安全可靠，地腳錨栓的雙螺母應(yīng)擰緊到位，支座底板及側(cè)向板與埋件間每邊的焊縫總長度不小于100mm，焊縫高度不小于10mm。

（5）吊車占位場地進行硬化，確保吊車吊裝時支點不下陷，對吊裝索具及鋼絲繩進行檢查，確認(rèn)符合要求方可使用。

（6）對吊車剎車系統(tǒng)及安全閘進行檢查，確認(rèn)完好方可試吊起吊，吊車司機在吊裝時嚴(yán)禁離開作業(yè)操作室。

（7）對吊車司機及參加吊裝所有人員要進行安全技術(shù)交底，設(shè)置專人指揮吊裝，統(tǒng)一指揮號令進行起吊及對接。提升時同步進行，統(tǒng)一信號步調(diào)一致，控制室應(yīng)控制起重吊裝受力情況，保證抬吊的兩臺吊車受力一致。

3 整體網(wǎng)架安裝關(guān)鍵工藝技術(shù)

網(wǎng)架拼裝前精確放線，確定螺栓球的水平面相對精確位置，作為定位球，其他球以定位球為基準(zhǔn)取相對尺寸，進行拼裝。在部分下弦節(jié)點處設(shè)置拼裝支承點，以保證安裝剛度，拼裝所用支承應(yīng)保證強度，防止下沉和網(wǎng)架變形。安裝順序，起步網(wǎng)架安裝完成后，整體由一端推進，安裝到頭后再返回向另一端安裝，具體安裝時，由兩個安裝小組從兩端低處向高處安裝，在頂端合攏。

（1）首先在吊車下方的場地地面上拼裝小單元網(wǎng)架，每個小單元有1個球4根桿件組成。利用QY25T吊車將原先在地面已組裝好的小單元四角錐（小單元四角錐通常為一個上弦球、2根上弦桿、2根腹桿或一個下弦球、2根下弦桿、2根腹桿組成）在高空順延起步網(wǎng)架沿A、B軸兩側(cè)方向?qū)由⒀b。從A（B）軸沿著網(wǎng)架弧度往B（A）軸方向先裝下弦三角錐，到頭后再接著安裝上弦三角錐，以此循環(huán)反復(fù)。

（2）網(wǎng)架安裝之前，必須對支座進行臨時固定，并派專人隨時檢查。吊裝時，吊起小單元，緩緩提升至空中最佳安裝位置，由施工人員根據(jù)安裝圖紙實行局部網(wǎng)架和起吊構(gòu)件的對接。對接時迅速將螺栓對準(zhǔn)相應(yīng)的球孔，用扳手或管鉗將此桿件擰緊到位，在擰緊過程中，腹桿隊員晃動桿件，以使桿件與球完全擰緊到位。

（3）移動吊車進行下一吊工作，并在安裝過程中不斷檢查安裝情況，保證螺絲擰緊到位，在每個柱距網(wǎng)架安裝結(jié)束時，檢查誤差情況并及時處理，防止誤差積累，直至全部完成。

（4）焊接：全部網(wǎng)架安裝完成后，進行支座底板與埋件間、支座板與支座球間的焊接。

4 質(zhì)量通病防治

通病一：施工人員看錯編號或找錯構(gòu)件，造成拼錯桿件、螺栓球。

防治措施：安裝前技術(shù)員按圖紙對每個構(gòu)件編號進行復(fù)核，確保無誤。

通病二：累積誤差過大及軸線偏差，導(dǎo)致支座中線偏出軸線位置。

防治措施：安裝前對軸線進行復(fù)核，每個螺栓都要全部擰緊到位，不能有絲毫縫隙。

通病三：安裝方法不當(dāng)，以及累計誤差過大，造成網(wǎng)架整體撓度過大，超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

防治措施：安裝時為避免誤差累積，在施工過程中由專業(yè)人員進行全過程定點跟蹤測量，在桿件、螺栓球安裝過程中，每天早、晚各進行一次測量，記錄控制點標(biāo)高和垂直度誤差，并將成果進行分析研究后，將處理方案提供給施工人員，由施工人員及時調(diào)整和控制誤差。

5 結(jié)語

山西紅山煤礦儲煤棚屋面正放四角錐螺栓球鋼網(wǎng)架通過采用高空懸挑法拼裝網(wǎng)架，使網(wǎng)架如期合攏，取得了理想的效果，實踐表明，此項工藝技術(shù)不僅技術(shù)先進合理，操作簡便，而且安全可靠，就位精度較高。