大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)淺析

曾令恒

（廈門太古飛機工程有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，專業(yè)技術(shù)操作水平越來越高，建筑行業(yè)也是如此。專業(yè)的設(shè)備輔助越來越普遍，鋼結(jié)構(gòu)的使用也越來越廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)?，F(xiàn)代大跨度施工對技術(shù)支撐的依賴性更大，為了使有特色公共建筑滿足要求，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成為必然。

1 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的安裝概述

在現(xiàn)代建筑中大跨度大空間的建筑結(jié)構(gòu)越來越多，廈門太古飛機維修廠房五期擴建工程（VB維修機庫），采用了大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)。機庫維修大廳包括鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合、鋼桁架結(jié)構(gòu)、屋面懸掛系統(tǒng)、小門平臺結(jié)構(gòu)及柱間支撐體系等施工的過程中采用滑移式承重架安裝技術(shù)。機庫維修大廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)面積161.6m*75m。網(wǎng)架網(wǎng)格為5.00m*5.05m，網(wǎng)架高度4.0,～ 7.78m，網(wǎng)架下弦凈高為27.00m,鋼拱架凈高為17.98m。桿件總重量為970.73噸；鋼球重量為363.31噸，柱間支撐為327.16噸。網(wǎng)架采用鋼管結(jié)構(gòu)，Q345B焊接空心球節(jié)點，空心球最大直徑為800mm；網(wǎng)架桿件鋼管采用Q345B直縫焊接鋼管或無縫鋼管；安裝工期為5個月順利完成。

機庫網(wǎng)架施工的過程中，所應(yīng)用的是工藝腳手架滑移方法，可以在原來的位置安裝。地面采用塊體制作的方法，使用行走式塔吊結(jié)合使用小跨吊裝塊體、構(gòu)件，使用履帶吊吊裝塊體和構(gòu)件，各項施工都在高空原來的位置進行，包括補空、網(wǎng)架成型、固定支座等等。整體的安裝施工都按照規(guī)定的流程進行，不能有任何的失誤。

塊體制作與單元拼裝的化分為四個滑移區(qū)域（見腳手架平面圖如下），使得高空作業(yè)量減少，施工的風(fēng)險系數(shù)達到降低，而且還保證了施工人員安全。塊體制作與單元拼裝都是從短軸靠附建樓一端（H軸）向另一端（A軸機庫大門）方向按照進行拼接；網(wǎng)架式腳手架跟著滑移。大廳的每單元網(wǎng)架的拼裝施工都在網(wǎng)架式腳手架上進行，在進行拼裝、滑移的時候，要嚴格按照工況驗算進行拼裝，之后，與大門拱架之間建立連接，構(gòu)成一個整體，確保整個的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀，之后固定好支座。在高空安裝施工中，還需要在網(wǎng)架上設(shè)置一排支點，確保安裝單元與上一單元處于同一標高上。

大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱組合結(jié)構(gòu)在滑移安裝技術(shù)上存在明顯的優(yōu)勢，所以在現(xiàn)代的大跨度網(wǎng)架建筑中廣泛應(yīng)用。廈門太古飛機維修五期擴建廠房（五期B機庫）采用鋼網(wǎng)架與鋼拱架結(jié)構(gòu)組合，是由中國航空航天設(shè)計研究院經(jīng)過對比新加坡國家航空公司樟宜機場機庫、首都機場306m四機位飛機庫而選定的，從維修工藝，結(jié)構(gòu)受力特點，技術(shù)經(jīng)濟比選等方面綜合選擇鋼網(wǎng)架與鋼拱架結(jié)合空間結(jié)構(gòu)，而拱架的水平推力在兩拱腳支座處采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拉桿結(jié)構(gòu)，混凝土強度等級為C50，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強低松弛，無粘結(jié)鋼絞線，鋼絞線的強度等級為 1860MPa ;預(yù)應(yīng)力拉桿受力大，長度 160多米，工作面小，工序又多，而且和鋼拱架連接很復(fù)雜，參與單位也較多，特別是這種超長預(yù)應(yīng)力采用兩端同時張拉的應(yīng)力和應(yīng)變等參數(shù)的控制難度是相當(dāng)大的，因此需要各單位通力協(xié)作，高度重視，精心組織管理、檢查和校核才能確保其位置、標高及斷面的準確。[1][2][3]

2 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)難點重點

2.1 連接方法

鋼結(jié)構(gòu)組合連接方法有三種：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接。本工程網(wǎng)架桿件與接點球或支座采用球焊接連接；在鋼拱架部分有兩種連接方式，桁架柱體（拱架腳）部分采用10.9級40Cr鋼高強螺栓拼裝連接，鋼大門桁架結(jié)構(gòu)和鋼大門頂拱架結(jié)構(gòu)采用鋼管與節(jié)點球焊接連接。必須選用承重結(jié)構(gòu)鋼材，空心球及支座球、網(wǎng)架鋼管采用Q345-B鋼材；采用E50系列焊條；自動焊接的和焊劑應(yīng)采用H08A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，或H08Mn焊絲配合中錳型、高錳型焊劑或H10MnZ焊絲配合無錳型或低錳型焊劑。網(wǎng)架下弦球的吊車節(jié)點型鋼、鋼板、封板、錐頭和套筒采用QQ235-B鋼材；檁條、圍護結(jié)構(gòu)采用QQ235-A鋼材；采用E43系列焊條；自動焊接的和焊劑應(yīng)采用H08、H08A、H08E焊絲配合中錳型、高錳型焊劑，或H08Mn、H08MnA焊絲配合無錳型、低錳型焊劑。鋼管與球的連接采用剖口等強度對接焊，空心球焊縫、鋼管與球連接焊縫、支座節(jié)點焊縫、鋼管拼接焊縫、吊車懸掛節(jié)點焊縫均為一級結(jié)構(gòu)焊縫，需 100%進行超聲波探傷，焊工須經(jīng)過焊接工藝考核合格或經(jīng)過全位置焊接培訓(xùn)考試合格取得焊工證后才能施焊。

2.2 網(wǎng)架安裝

網(wǎng)架安裝采用塔式吊車，塊體吊裝就位后用1.5噸倒鏈臨時固定，塊體間散裝桿件補空，從下弦開始，之后是腹桿，然后是上弦，之后是點焊與正式焊接次序，拼裝的次序都是相同的，單元安裝次序由中跨向兩邊跨進行，逐單元安裝。塊體吊裝必須四點綁扎，其中有兩點用于3.2噸倒鏈進行斜放調(diào)整邊緣塊體在指定的位置之后，需要將支座臨時固定，采用電焊的方法，或者使用螺栓固定，支座不能產(chǎn)生位移。每個單元拼裝都含檁條，先網(wǎng)架、檁托、再檁條。每拼裝、焊接完成一個單元，進行測量、檢查、核對合格后，填寫單元驗收記錄，多方驗收合格后腳手架方可滑移離開，進行下一單元拼裝。

2.3 網(wǎng)架式腳手架滑移

1滑移牽引方式

（1）、滑移軌道是將鋼軌與滾輪組合，滑移軌道安裝平直度和水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。

（2）、牽引設(shè)備使用5噸的倒鏈2臺，均為手動操作，在設(shè)置的過程中所采用的方式需要重點技術(shù)因素：雖然腳手架支座附近桿件的受力的分布保持均衡狀態(tài)，但是可以避免負面的應(yīng)力影響；將滑移速度控制在每分鐘50mm，要保持平穩(wěn)狀態(tài)。

（3）、滑輪組牽引點需要固定在軌道上，軌道對反向力可以起到一定的承擔(dān)作用。

2、滑移計算

（1）、網(wǎng)架式腳手架、板以及附加腳手管等等的總體重量是70噸。

（2）、腳手架滑移所采用的滾動摩擦方法，摩擦阻力會相應(yīng)地減少。此時，控制軌道的水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。滾動凈摩擦系數(shù)是0.04，阻力系數(shù)是1.15，所需要的總牽引力按照如下的公式計算，為：

Ft=μ*η* Gok

Ft=0.04*1.15*700

Ft=32.2 KN

每條軌道上所需的牽引力為：F= Ft/2=32.2/2=16.1 KN

（3）、5噸倒鏈可提供的牽引拉力S=50KN，大于16.1KN牽引設(shè)備所能提供的牽引力滿足腳手架滑移的需要。

3、滑移步驟

（1）、每次安裝網(wǎng)架以及完成焊接之后，安裝主檁條和次檁條，之后是補刷面漆，經(jīng)過驗收合格之后，將千斤頂使網(wǎng)架降下，要求支承點之間不能緊挨著，處于地面的支承點，松開腳手架，然后進入到腳手架施工狀態(tài)。

（2）、要保證該滑移處于同步狀態(tài)，相互之間使用講機聯(lián)系。如果存在不同步的問題的時候，相互之間的差距超過30毫米，就要調(diào)整時間。

（3）、在每個滑移單元的終點位置都要設(shè)置陰進器，防止超滑；每次腳手架滑移到指定的位置，就需要按照規(guī)定將攬風(fēng)繩拉設(shè)好；兩臺倒鏈型號要保持相同，鋼絲繩均為φ21mm[4]。

3 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)移動式承重架滑移技術(shù)的優(yōu)點

本研究的過程是廈門太古飛機維修中心五期擴建（B機庫）工程項目。工程項目所在具體位置是廈門航空工業(yè)區(qū)內(nèi)，太古五期東南側(cè)，總占地面積101847.813平方米，總建筑面積45791.64平方米；停機坪面積47862.57平方米，其中大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合空間結(jié)構(gòu)機庫維修大廳面積12075平方米。在網(wǎng)架與拱架組合結(jié)構(gòu)施工采用移動式承重架滑動技術(shù)優(yōu)點總結(jié)如下四點。

3.1 提高綜合施工效率

在建筑工程施工之前，設(shè)計人員和施工人員都要做好各項準備工作，對安裝施工技術(shù)要充分熟悉，準備好建設(shè)材料，還要多方位引薦國內(nèi)外的先進的管理措施，多層次借鑒先進的管理經(jīng)驗，做好工程施工現(xiàn)場的勘察調(diào)查工作，使建筑施工組織設(shè)計有較高的可靠性。將團隊成員的積極性激發(fā)起來，是他們的聰明才智得以充分發(fā)揮；掌握過硬本領(lǐng)，立足崗位成長、成材。形成一個執(zhí)行力強的團隊。施工組織設(shè)計合理，前期籌備充分，設(shè)備資源優(yōu)化配置，上級主管部門檢查、督促、落實本工程大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)滑移網(wǎng)架腳手架安裝技術(shù)，施工中各級工作人員，各工種通力協(xié)作，為廠房其它空間提供工作面，實現(xiàn)“平面流水”，“立體交叉”,主體工程、輔助工程的相互銜接和配合作業(yè)。

3.2 節(jié)約施工成本

企業(yè)要長期穩(wěn)定地生存下去，就要創(chuàng)造交流稿的經(jīng)濟效益，這也是企業(yè)發(fā)展的基本條件。企業(yè)要獲得經(jīng)濟效，就需要在乎思想上提高重視程度，合理設(shè)計技術(shù)方案，提高管理效能，并落實到具體工作中。施工組織設(shè)計和各種施工方案的制定過程中，要針對工程實際認真研究，設(shè)計多個方案，進行比對、選擇，丟與施工組織設(shè)計和方案要充分考慮，確保其可行性以及合理性。按照本項目的設(shè)計特點以及施工現(xiàn)場的具體情況，嚴格管理制度，崗位責(zé)任制；節(jié)約了腳手架搭設(shè)時間，材料和施工設(shè)備占用時間；機械化程度提高，減少了人力勞動力；將組織、計劃、實施方面與人員、機械、材料有機結(jié)合，降低了施工成本，在該工程實施過程中取得較好的經(jīng)濟效益。

3.3 加快工程進度

合理的施工方案是確保工程順利必要條件，使工程作業(yè)事半功倍。好的安裝方案需結(jié)合詳細周密的計劃和前期準備工作，全面檢查工程質(zhì)量，對于所存在的潛在問題及時提出，錯誤之處及時糾正，跟蹤檢查特殊的工序以及所采用的施工工藝技術(shù)，保證工序合格。大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)吊裝拆架卸載后撓度、變形都在設(shè)計允許范圍內(nèi)，比預(yù)定計劃提前十多天驗收，順利進行機庫維修大廳的機塢安裝和行車設(shè)備安裝。

4 結(jié)束語

通過上面的研究可以明確，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)移動式承重架吊裝難度大。在實際建筑工程吊裝施工的過程中，吊裝之前對于所有的設(shè)備以及施工環(huán)境都要進行檢查，加強同步吊裝的控制工作。當(dāng)?shù)跹b就位之后，按照規(guī)定的順序進行大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的卸荷，加載后鋼拱架跨中和網(wǎng)架跨中的撓度；拱架拱腳水平位移、沉降觀測；網(wǎng)架支座底板均勻受力情況和垂直墻面的轉(zhuǎn)動方向觀測，各項復(fù)測數(shù)據(jù)合格，全過程質(zhì)量監(jiān)管都要符合有關(guān)標準。