淺談網(wǎng)格架在平房倉施工中的應(yīng)用

◎ 周躍忠，張志偉，林炳燃

（杭州市仁和糧食儲(chǔ)備有限公司，浙江 杭州 310000）

糧食安全是建設(shè)和諧社會(huì)的基礎(chǔ)，糧食安全對(duì)國家穩(wěn)定、改革的順利進(jìn)行以及經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康向前發(fā)展具有重要作用。為了增強(qiáng)糧食儲(chǔ)備安全，新的儲(chǔ)糧食倉型不斷涌現(xiàn)，在建設(shè)過程中難度也不斷加大，因此采用一些新工藝、新技術(shù)施工迫在眉睫。網(wǎng)格架就是在建造大跨度、新型高難度倉房施工中所采用的新工藝、新技術(shù)，不但節(jié)約施工中的成本、縮短建設(shè)周期，而且還能提高施工的安全系數(shù)等級(jí)。

隨著倉房建設(shè)的復(fù)雜性增加，大跨度、高堆糧線的倉房在不斷投入使用，采用新技術(shù)、新材料糧倉的施工不斷涌現(xiàn)，給工程管理也帶來一定的挑戰(zhàn)。因此，應(yīng)不斷提高工程管理水平，促進(jìn)工程高效建設(shè)，進(jìn)一步提升安全性。

1 支撐網(wǎng)格架

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為正交四角錐螺栓球形網(wǎng)架，網(wǎng)架呈平面布置，結(jié)構(gòu)支撐形式為上、下弦支撐。

材質(zhì)采用Q235B無縫鋼管，螺栓球材質(zhì)采用45#鋼。支座肋板為碳素結(jié)構(gòu)鋼。網(wǎng)架采用球節(jié)點(diǎn)螺栓聯(lián)接方式，螺母孔與軸之間的角度不大于±10°，螺紋到球心螺孔端面之間距離的誤差為±0.1 mm。

如圖1所示的網(wǎng)格架拼接中，在螺栓球節(jié)點(diǎn)上安裝球托，放置鋼檁條，鋪設(shè)次檁條和木方及1.4 cm建筑木模板。最小桿件截面為φ75.5 cm×3.75 cm；最大桿件截面為φ159 cm×6 cm；材質(zhì)為Q235B鋼。

2 格架下弦球定位調(diào)節(jié)裝置

根據(jù)事先確認(rèn)的支座軸線和標(biāo)高，連接各支座間的下弦桿，待復(fù)測(cè)各支座的平面位置與標(biāo)高準(zhǔn)確后，并將支座點(diǎn)焊固定在柱頂埋件上，然后按正放四角錐網(wǎng)架安裝方法進(jìn)行安裝（如圖2～圖4），網(wǎng)架安裝步驟：①墊好下弦球的平面，下弦桿件與球一次拼接到位。②腹桿與上弦球形成一個(gè)四角錐形，腹桿與上弦球一次拼接到位（如圖4）。③上弦桿與螺栓球、下弦球拼接依次進(jìn)行。④整個(gè)吊裝單元拼裝完成進(jìn)行一次全面檢測(cè)，在整個(gè)網(wǎng)架拼裝過程中，要特別注意幾何尺寸的控制。⑤在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拼裝施工全過程中應(yīng)要求桿件與球體面之間無縫隙。⑥網(wǎng)架安裝后，應(yīng)檢查螺栓球球上的孔洞是否封閉，防止水分滲入，使球、桿件絲扣銹蝕。

圖2 下弦調(diào)節(jié)墊塊圖

圖3 地面拼裝定位點(diǎn)圖

圖4 連接桿圖

3 支撐網(wǎng)架的頂升裝置

頂升裝置由升降支架、液壓缸、連接架、液壓動(dòng)力系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)等組成，每臺(tái)液壓動(dòng)力系統(tǒng)控制一只油缸，PLC控制系統(tǒng)通過每臺(tái)液壓缸的位移傳感器控制液壓動(dòng)力系統(tǒng)電磁閥的通斷，通過液壓動(dòng)力系統(tǒng)上的壓力值，計(jì)算出該液壓缸壓力[1-2]。

3.1 升降架構(gòu)造

頂升支架的設(shè)計(jì)綜合借用了塔吊的設(shè)計(jì)理念，采用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)支架結(jié)構(gòu)，千斤頂本體高度1.4 m，行程最大1.05 m。支架結(jié)構(gòu)為網(wǎng)格構(gòu)造式，平面軸線尺寸1.2 m×1.1 m，以1.05 m為一個(gè)頂升行程標(biāo)準(zhǔn)節(jié)；頂升架按照承載力80 t，高度35 m設(shè)計(jì)、制作，總組合高度根據(jù)頂升高度確定，標(biāo)準(zhǔn)節(jié)與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間的連接采用法蘭螺栓連接，拆卸十分方便，如圖5～圖8所示。

圖5 頂升支座圖

圖6 升降架俯視圖

圖7 升降架剖視圖

圖8 升降架側(cè)視圖

3.2 頂升架的構(gòu)成

頂升架的材料見表1。

表1 頂升架的重量計(jì)算材料表

4 液壓頂升系統(tǒng)

采用地面拼裝，整體頂升。頂升階段的荷載為：網(wǎng)架自重＋檁條及模板材料自重＋5 kN·m2施工荷載，下方設(shè)置8個(gè)頂升立柱，承載能力足夠。頂升立柱上部利用支托支撐住網(wǎng)架的上弦節(jié)點(diǎn)，如圖9所示。

每臺(tái)液壓動(dòng)力系統(tǒng)控制一只油缸，PLC控制系統(tǒng)通過每臺(tái)液壓缸的位移傳感器控制著液壓動(dòng)力系統(tǒng)電磁閥的通斷，通過液壓動(dòng)力系統(tǒng)上的壓力值，算出該液壓缸壓力。

圖9 升降架的支撐點(diǎn)圖

4.1 升降架承載點(diǎn)計(jì)算

頂升設(shè)備的支架設(shè)計(jì)承載力為100 t，80 t千斤頂?shù)钠鹬亓恳?0%計(jì)算，承載點(diǎn)計(jì)算如圖10所示。

圖10 承載點(diǎn)計(jì)算圖

4.2 液壓動(dòng)力系統(tǒng)

液壓動(dòng)力系統(tǒng)工作注意事項(xiàng)：①泵站輸入電壓380 V，電氣線路可靠接地，系統(tǒng)全部安裝完畢后，經(jīng)檢查機(jī)體不帶電后，方可使用。②泵站的工作介質(zhì)為L-HM32液壓油，環(huán)境溫度低于10 ℃時(shí)，可使用L-HM15液壓油；環(huán)境溫度高于40 ℃時(shí)，可使用L-HM46液壓油。③油液面保持在油標(biāo)中心線以上，防止油泵吸空，造成油泵零件損壞。④泵站出廠時(shí)調(diào)定的壓力值嚴(yán)禁在工作中任意提高。⑤啟動(dòng)前電磁換向閥處于中位，點(diǎn)動(dòng)數(shù)次，以防油泵吸空，正常后，方可進(jìn)行工作。⑥泵站連接液壓缸時(shí)，泵站上的節(jié)流閥口必須接液壓缸的下腔，嚴(yán)禁接錯(cuò)。否則，極易造成液壓缸零件的超壓破壞。⑦液壓頂升系統(tǒng)每臺(tái)千斤頂有液控單向閥，節(jié)流閥調(diào)節(jié)千斤頂?shù)纳邓俣取?/p>

4.3 控制系統(tǒng)

（1）控制系統(tǒng)分手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種操作模式。每種控制模式又分單機(jī)手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。

（2）系統(tǒng)配有蜂鳴器，在出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提示操作人員及時(shí)查找和處理。

（3）控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

（4）工作系統(tǒng)界面，計(jì)算機(jī)操作界面如圖11所示。

圖11 計(jì)算機(jī)操作界面圖

（5）系統(tǒng)啟動(dòng)后會(huì)自動(dòng)切換到控制頁面，頁面中位移會(huì)隨著數(shù)據(jù)變化而變化，同時(shí)數(shù)字顯示的是該液壓缸當(dāng)前行程的位置，升降的同時(shí)會(huì)有動(dòng)畫畫面顯示，如圖12所示。

圖12 監(jiān)控系統(tǒng)界面圖

（6）自動(dòng)控制前參數(shù)的設(shè)定。①目標(biāo)值的設(shè)定。當(dāng)液壓缸升降到設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，液壓缸將不在增加，液壓缸停止工作。②步進(jìn)量設(shè)定。所有頂升點(diǎn)在進(jìn)行自動(dòng)同步頂升作業(yè)時(shí)，目標(biāo)位移每次增、減量，就是頂升位移的行程距離，頂升作業(yè)即停止推進(jìn)，主控站再給出下一次頂升目標(biāo)值。③步進(jìn)間隔設(shè)定。當(dāng)液壓缸行程達(dá)到設(shè)定值后，控制系統(tǒng)即發(fā)出下一次設(shè)置目標(biāo)值。④步進(jìn)時(shí)間設(shè)定。當(dāng)液壓缸在自動(dòng)系統(tǒng)控制作業(yè)的過程中，達(dá)到了設(shè)定時(shí)間值，液壓缸行程沒有到達(dá)設(shè)定目標(biāo)時(shí)，該頂升作業(yè)開始報(bào)警。⑤下降位移值的設(shè)定。當(dāng)液壓缸在自動(dòng)系統(tǒng)控制作業(yè)的過程中，達(dá)到了設(shè)定時(shí)間值，待檢確認(rèn)后，液壓缸應(yīng)從目標(biāo)值位返回到設(shè)定值。⑥當(dāng)前值的設(shè)定。當(dāng)前值的設(shè)定，是由各液壓缸行程的距離所決定。⑦參數(shù)值的設(shè)定，如圖13所示參數(shù)值設(shè)置。

圖13 參數(shù)值設(shè)置圖

4.4 頂升過程網(wǎng)架的驗(yàn)算

網(wǎng)架頂升前應(yīng)對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算采用原始設(shè)計(jì)程序，去除網(wǎng)架安裝過程中不存在的屋面靜荷載及部分活動(dòng)荷載。計(jì)算時(shí)僅考慮網(wǎng)架自重以及20%的風(fēng)載，頂升點(diǎn)承受Z向力，固定截面進(jìn)行分析。檢驗(yàn)是否出現(xiàn)超應(yīng)力桿件及頂升過程中的撓度是否在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。如發(fā)生超應(yīng)力桿件或撓度超標(biāo)，則調(diào)整頂升位置、調(diào)整超應(yīng)力桿件截面或增加頂升點(diǎn)，直至滿足要求為止。計(jì)算見圖14～圖17。

圖14 上弦超應(yīng)力圖

圖15下弦超應(yīng)力圖

圖16 腹桿超應(yīng)力圖

圖17 反力驗(yàn)算圖

5 結(jié)論

在大型倉房內(nèi)采用網(wǎng)格架進(jìn)行施工：①減少了倉房砌墻時(shí)層層搭設(shè)腳手架的繁瑣步驟，還能滿足部分材料堆放和施工人員的安全性。②在砌墻施工完成后，能夠拼接成樓層模板，進(jìn)行樓層面的澆筑使用，減少重復(fù)支模。③在之后的頂面抹灰、墻體粉刷免除在搭設(shè)腳手架。