復(fù)雜工況下網(wǎng)架起步架安裝施工技術(shù)研究

佘 輝,武 斌

（中電建市政建設(shè)集團(tuán)山東工程有限公司,山東 濟(jì)南 250031）

0 引言

隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展，大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速，工業(yè)廠房、體育場、會展中心、機(jī)場等領(lǐng)域?qū)Υ罂缍瓤臻g網(wǎng)架結(jié)構(gòu)需求巨大。無論是新建還是改擴(kuò)建工程，受施工環(huán)境、施工場地、施工進(jìn)度及施工成本等因素影響，無法避免存在多作業(yè)面同步施工與網(wǎng)架安裝相互制約的施工難題，影響網(wǎng)架安裝效率。因此，復(fù)雜工況下網(wǎng)架安裝施工技術(shù)成為提高網(wǎng)架安裝效率的關(guān)鍵。

1 工程概況

該工程砂石骨料倉分為成品倉、半成品倉及調(diào)節(jié)料倉共3個(gè)倉。網(wǎng)架采用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)形式，正放四角錐網(wǎng)架，連接節(jié)點(diǎn)為螺栓球，網(wǎng)架桿件采用高頻焊管和無縫鋼管。主檁條通過鋼支托與螺栓球連接，次檁條通過連接鋼板與主檁條連接。網(wǎng)架封閉采用壓型鋼板和采光板通過自攻螺絲與次檁條固定。網(wǎng)架基礎(chǔ)為混凝土基礎(chǔ)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)連接采用平板壓力支座。網(wǎng)架情況如表1所示。

表1 網(wǎng)架情況統(tǒng)計(jì)表

該工程網(wǎng)架基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為鉆孔灌注樁，樁頂為混凝土網(wǎng)架承臺，承臺上部為混凝土網(wǎng)架框柱，網(wǎng)架框柱頂面在混凝土澆筑前安裝鋼板埋件，用于網(wǎng)架支座連接。倉內(nèi)施工內(nèi)容包括土建工程、金結(jié)工程及設(shè)備安裝工程三部分施工內(nèi)容。土建工程包括2條混凝土地弄，膠帶機(jī)基礎(chǔ)及石渣回填。金結(jié)工程包括膠帶機(jī)鋼排架、膠帶機(jī)鋼桁架及附屬爬梯、檢修通道等金結(jié)安裝工程。設(shè)備安裝主要為膠帶機(jī)鋼桁架內(nèi)設(shè)備安裝（見圖1）。

圖1 網(wǎng)架剖面圖

2 施工難點(diǎn)

該工程倉內(nèi)施工內(nèi)容多，網(wǎng)架安裝同時(shí)，倉內(nèi)土建工程、金結(jié)安裝及設(shè)備安裝多作業(yè)面同步施工。該工程膠帶機(jī)安裝施工周期長，膠帶機(jī)基礎(chǔ)施工完成后進(jìn)行膠帶機(jī)鋼排架安裝，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，鋼排架底部2.5 m范圍內(nèi)，需要進(jìn)行外包柱腳混凝土及鋼柱灌芯混凝土施工后再進(jìn)行膠帶機(jī)基礎(chǔ)石渣回填。石渣回填不到位導(dǎo)致網(wǎng)架安裝施工平臺無法形成，嚴(yán)重影響網(wǎng)架起步架安裝。

倉內(nèi)多個(gè)工作面同步施工，現(xiàn)場鋼筋、模板運(yùn)輸車、混凝土罐車、汽車泵，石渣運(yùn)輸車等設(shè)備往來頻繁。膠帶機(jī)鋼排架及鋼桁架吊裝需多臺吊車配合作業(yè)，占用大量施工場地。土方開挖、石渣換填多點(diǎn)作業(yè)進(jìn)一步加劇了現(xiàn)場工況的復(fù)雜性。同時(shí)網(wǎng)架起步架安裝不僅僅受地面拼裝平臺的制約，也需要大量的散件拼裝場地。綜上所述，復(fù)雜的現(xiàn)場工況對網(wǎng)架安裝施工造成嚴(yán)重影響。如何保障網(wǎng)架安裝順利開展，提高網(wǎng)架安裝效率是該工程亟須解決的難題。

3 網(wǎng)架起步架安裝工藝選擇

該類型網(wǎng)架常采用高空散裝法，高空散裝法工藝簡單，無需大型起重設(shè)備，高空散裝法采用滿堂腳手架作為施工平臺[1]。該工程現(xiàn)場工況復(fù)雜，不具備滿堂腳手架施工條件，同時(shí)滿堂腳手架施工勞動強(qiáng)度大，不利于提高網(wǎng)架安裝效率。因此，該工程不能采用常規(guī)的網(wǎng)架高空散裝法。

網(wǎng)架安裝施工關(guān)鍵在于起步架安裝，起步架安裝完成后，以起步架為基礎(chǔ)進(jìn)行高空小四角錐懸挑安裝，從而完成整個(gè)網(wǎng)架安裝施工[2]。根據(jù)該工程各倉面網(wǎng)架規(guī)模和現(xiàn)場實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行，成品倉和半成品倉網(wǎng)架長度大。1#地弄和2#地弄之間膠帶機(jī)基礎(chǔ)、膠帶機(jī)鋼排架施工周期長，起步架施工時(shí)該區(qū)域無法完成石渣回填，起步架地面拼裝平臺從中間隔斷，無法形成完整施工平臺，經(jīng)論證成品倉和半成品倉起步架安裝采用地面拼裝空中合攏法。調(diào)節(jié)料倉網(wǎng)架長度小，倉內(nèi)工作面狹窄，倉內(nèi)各工作面需同步施工，經(jīng)論證起步架安裝采用山墻起步法以提高網(wǎng)架安裝效率。

4 安裝方案實(shí)施

4.1 起步架地面拼裝空中合攏法

4.1.1 起步架布置

成品倉和半成品倉網(wǎng)架長度大，根據(jù)網(wǎng)架分段情況進(jìn)行分區(qū)，每個(gè)分區(qū)內(nèi)選擇合適位置進(jìn)行起步架安裝，因此成品倉和半成品倉可安裝多個(gè)起步架，從而有效加快網(wǎng)架安裝進(jìn)度。起步架布置如下，沿A軸和J軸選擇對應(yīng)的3個(gè)網(wǎng)架框柱（2個(gè)軸距）作為起步架寬度控制范圍，H軸為起步架空中合攏位置，起步架分為AH段和JH段（見圖2）。

圖2 起步架平面布置圖

4.1.2 起步架安裝工藝

起步架安裝前，網(wǎng)架地面拼裝人員根據(jù)圖紙將網(wǎng)架桿件和螺栓球組裝成四角錐，四角錐為網(wǎng)架安裝小單元。起步架安裝首先根據(jù)網(wǎng)架框柱編號安裝網(wǎng)架支座，散裝第一排橫向網(wǎng)格，每安裝完一個(gè)橫向網(wǎng)格后，采用1臺吊車抬起網(wǎng)格，再安裝下一個(gè)橫向網(wǎng)格，依此類推。吊車需根據(jù)網(wǎng)架安裝長度、重量增加進(jìn)行位置和噸位調(diào)整。起步架分別從A軸和J軸兩端網(wǎng)架框柱開始，向跨中H軸位置對向施工。

起步架AH段長度較短，AH段網(wǎng)架沿地面逐網(wǎng)格拼裝至H軸位置后，采用2臺吊車提升至起步架空中合攏位置，等待合攏。隨著網(wǎng)架安裝長度不斷增加，為了抵抗網(wǎng)架安裝過程中網(wǎng)殼的水平推力，需在網(wǎng)架下弦球垂直于A軸、J軸方向安裝臨時(shí)鋼絲繩拉鎖（見圖3）。該工程根據(jù)網(wǎng)架框柱間距，設(shè)置3道臨時(shí)鋼絲繩拉鎖，鋼絲繩拉鎖通過手拉葫蘆緊固，并根據(jù)網(wǎng)架安裝長度增加變換位置。

圖3 起步架AH段安裝至合攏位置

起步架JH段長度較長，JH段網(wǎng)架沿地面逐網(wǎng)格拼裝至中間膠帶機(jī)基礎(chǔ)未回填區(qū)域時(shí)，采用吊車搬起網(wǎng)架，網(wǎng)架安裝工人通過空中散裝法進(jìn)行網(wǎng)格拼裝并跨越該區(qū)域。然后繼續(xù)將起步架放置于地面并逐網(wǎng)格進(jìn)行安裝至合攏位置H軸（見圖4）。

圖4 起步架JH段安裝至合攏位置

起步架空中合攏前，通過手動葫蘆調(diào)節(jié)螺栓球節(jié)點(diǎn)間鋼絲繩拉鎖長度使其滿足設(shè)計(jì)要求。由專人統(tǒng)一指揮，采用2臺吊車抬起起步架JH段并提升至空中合攏位置。網(wǎng)架安裝工人在空中完成AH段螺栓球和JH段桿件連接，完成網(wǎng)架空中合攏。

網(wǎng)架安裝工人均為高空特種作業(yè)人員，全部持證上崗。上崗前必須經(jīng)過嚴(yán)格體檢，項(xiàng)目在施工前須對網(wǎng)架安裝工人進(jìn)行安全技術(shù)交底。網(wǎng)架安裝工人使用五點(diǎn)式雙掛鉤帶安全帶，通過登高作業(yè)車到達(dá)起步架AH段頂端，每個(gè)工人把自己的雙掛鉤安全帶的兩根安全繩分別與AH段不同的桿件和螺栓球進(jìn)行連接。當(dāng)工人需要移動位置時(shí)，兩根安全繩先解開1根與新的桿件或螺栓球進(jìn)行連接，然后再進(jìn)行第二根安全繩的解開與連接。確保工人始終在安全繩的保護(hù)下進(jìn)行作業(yè)，從而保證工人高處作業(yè)施工安全。

4.2 起步架山墻起步法

調(diào)節(jié)料倉網(wǎng)架長度小，倉內(nèi)場地狹小，各工作面同步施工，對網(wǎng)架安裝干擾大。為加快網(wǎng)架安裝進(jìn)度，經(jīng)分析論證確定從山墻起步。為了防止網(wǎng)架傾覆，確保施工安全，選擇與山墻（①軸）相連的邊墻（A軸）3個(gè)網(wǎng)架框柱（2個(gè)軸距）作為山墻起步架起始段。起步架起始段網(wǎng)架呈“Г”型，該形狀有利于提高山墻起步架的穩(wěn)定性。同時(shí)在山墻內(nèi)外側(cè)隨起步架安裝同步設(shè)置鋼絲繩拉鎖，防止網(wǎng)架傾覆。

工人從地面將四角錐拼裝成“Г”型，然后采用吊車吊裝就位。倉內(nèi)側(cè)利用膠帶機(jī)基礎(chǔ)做鋼絲繩拉鎖固定端，倉外設(shè)置地錨與鋼絲繩拉鎖連接（見圖5）。

圖5 山墻起步架起始段安裝

山墻起步架沿①軸向J軸方向延展安裝，隨著山墻網(wǎng)架不斷變長，需及時(shí)設(shè)置內(nèi)、外鋼絲繩拉鎖，防止網(wǎng)架傾覆，同時(shí)有效保證山墻網(wǎng)架垂直度（見圖6）。

圖6 山墻起步架延展安裝

山墻起步架沿①軸延展安裝至J軸時(shí)，繼續(xù)安裝邊墻（J軸）網(wǎng)架。邊墻（J軸）網(wǎng)架與邊墻（A軸）網(wǎng)架對稱。山墻起步架穩(wěn)定性進(jìn)一步得到加強(qiáng)，同時(shí)設(shè)置好倉、內(nèi)外鋼絲繩拉鎖（見圖7）。

山墻起步架邊墻處對稱安裝完成后，網(wǎng)架安裝工人沿當(dāng)前起步架自下而上向屋頂方向逐層進(jìn)行安裝，直至網(wǎng)架在屋頂處合攏，山墻起步架安裝完成。

4.3 網(wǎng)架高空散裝施工工藝

起步架施工完成后，成品倉和半成品倉網(wǎng)架以起步架為基礎(chǔ)向兩側(cè)延展安裝。調(diào)節(jié)料倉網(wǎng)架以山墻起步架為基礎(chǔ)向另一側(cè)山墻方向延展安裝。網(wǎng)架延展安裝均采用高空散裝懸挑法[3]。通過吊車將地面拼裝好的四角錐提升至空中網(wǎng)架安裝位置，工人從高空逐個(gè)進(jìn)行四角錐安裝，如此循環(huán)往復(fù)至網(wǎng)架安裝完成（見圖8）。

圖8 高空散裝懸挑法工藝圖

5 結(jié)語

隨著中國基建行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，大跨度空間網(wǎng)架應(yīng)用更加的廣泛。工廠的改建、擴(kuò)建、城市場館的升級改造、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在造型優(yōu)美的城市中地標(biāo)性建筑中的廣泛應(yīng)用，使施工企業(yè)所面臨的現(xiàn)場及環(huán)境工況更加復(fù)雜。該文采用起步架空中合攏法和山墻起步法兩種工藝，有效解決了復(fù)雜工況下網(wǎng)架安裝與多作業(yè)面同步施工難題，網(wǎng)架安裝效率得到顯著提高。該工藝的成功應(yīng)用對今后類似工況下網(wǎng)架安裝具有良好的借鑒意義。