冷鏈物流基地鋼結構網(wǎng)架施工工藝研究

鄭俊波，盧成平，蔡于蔚，王偉，蔡文浪

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100000）

1 工程概況

國發(fā)農聯(lián)冷鏈物流基地位于海南省澄邁縣，與?？诰C合保稅區(qū)相距約300 m，項目總規(guī)劃用地面積66 700 m2，總建筑面積32 092.04 m2，擬建3 棟 單層廠房、1 棟3 層宿舍樓、1 棟3 層服務樓、1 棟單層設備房、1 棟單層工具房及景水池，其中，廠房結構形式為門式鋼架結構，宿舍樓、服務樓、工具房、設備房及景觀水池為框架結構。本工程鋼網(wǎng)殼結構為柱面網(wǎng)殼，共設80 根鋼柱支承屋面網(wǎng)殼，網(wǎng)殼跨度85 m，水平投影尺寸172.5 m×85 m，網(wǎng)架投影面積14 662.5 m2，網(wǎng)殼厚約3.071 m，鋼網(wǎng)架就位為下弦多點支撐就位，網(wǎng)架結構形式為正放四角錐螺栓球網(wǎng)殼結構，網(wǎng)殼起拱高度5 m，網(wǎng)架材料主要包括下弦桿、腹桿、上弦桿、螺栓球、高強螺栓、套筒等。根據(jù)工程特點和施工經(jīng)驗，本項目采用地面拼裝后整體頂升的施工工藝，到達頂升位后裝鋼柱，與支座焊接連接，最后拆除頂升設備。

2 冷鏈物流基地鋼結構網(wǎng)架施工工藝

2.1 工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場情況設置網(wǎng)架拼裝施工區(qū)域，在地面進行拼裝，利用機械配合拼裝網(wǎng)架，這樣不但能夠保證施工進度，而且可以與主體施工相協(xié)調。根據(jù)施工圖紙，網(wǎng)架拼裝由中心向四周擴散拼裝，主要施工工藝流程包括施工準備、放線定位、布設臨時胎架頂管、擱置下弦球、調整下弦球標高、組裝下弦、組裝上弦和腹桿、安裝檁托及檁條、檢查補漆、驗收、整體頂升、安裝鋼柱、就位卸載、焊接支座、補漆、最終驗收。嚴格按照該工藝流程施工，加強各環(huán)節(jié)的技術管理。

2.2 網(wǎng)架拼裝

2.2.1 總體要求

在施工現(xiàn)場進行初步放線，本工程鋼網(wǎng)架為拱形，根據(jù)施工圖紙，鋼網(wǎng)架拼裝從中心開始拼裝，首先確定每個交叉點的地面上的相應垂直投影坐標位置，并布設臨時頂管胎架，網(wǎng)架下弦球支撐采用鋼管，然后進行精準放線，檢查頂管位置，記錄相關數(shù)據(jù)，按照鋼球大小要求設置合適的臨時支座，保證滿足支撐效果。使用經(jīng)緯儀輔助放線，彈出十字線，保證臨時支座平面位置準確。網(wǎng)架下弦組裝要從中心開始，擴展組裝縱橫軸，并隨時進行尺寸校正，避免累積誤差持續(xù)擴大，保證準確無誤后，才能向四周拼裝，滿足精確度要求，一般情況下，下弦節(jié)點偏移誤差控制在2 mm，對角線偏差控制在3 mm 左右，整體縱橫偏差不能超過2 mm。完成下弦組裝后，再次檢查幾何尺寸，使用經(jīng)緯儀輔助校正，使用水平儀檢驗各點高低差。為了提高施工質量和效率，在組裝下弦前，可以將上弦桿和腹桿一并搬運到位，按照設計圖紙對號入座，組裝完成全部下弦且測量無超差后，立刻展開腹桿和上弦桿拼裝，同樣要遵循從中心向四周擴散組裝的順序[1]。

2.2.2 拼裝方法

鋼結構網(wǎng)架地面拼裝首先要進行網(wǎng)架中心定位基準拼裝定位。根據(jù)設計圖紙中球節(jié)點定位尺寸，結合網(wǎng)架起拱值，計算各下旋球的z 坐標和高差，然后按照中心區(qū)網(wǎng)架球大小，在地面砌磚垛。使用塔尺對磚垛標高進行復核，測定磚垛中心十字線，從而得到球節(jié)點位置。拼裝連接節(jié)間桿件，構建下弦四邊形單元網(wǎng)格，使用腹桿定位上弦中心球，地面投影中心位置應該與上弦球中心相重合。將其他腹桿拼裝連接起來，這樣便組成了一個小單元，以此作為基準控制單元繼續(xù)拼裝施工。在拼裝精度控制上，將偏差嚴格控制在總長度1/2 000 范圍內，同時不超過30 mm；中心偏移不能超過跨度的1/3 000，同時不能超過30 mm；椎體、網(wǎng)格軸線的偏差要控制在2 mm 左右。采用先下弦再腹桿和上弦的拼裝順序，符合基本的力學原理，可以有效減少網(wǎng)架就位后的撓度。在拼裝過程中，應嚴格按照相關規(guī)范的要求和操作規(guī)程執(zhí)行，同時加強制度管理，建立三級互檢體系，如果精度不達標不能進行下一步施工。

2.3 網(wǎng)架頂升

2.3.1 施工工藝

本工程鋼結構網(wǎng)架安裝施工采用同步頂升技術，有利于各項目標的控制和實現(xiàn)。在地面完成拼裝需要的措施工程量減少，有利于控制安裝成本，同時也降低作業(yè)和管理難度，對于質量保障、安全防護、工期進度等方面也十分有利。而且，超大型構件液壓同步頂升施工技術相對成熟，有許多成功經(jīng)驗可以借鑒。在布置頂升點時，要保證頂升點的安全性和穩(wěn)定性，降低對原結構的影響，方便頂升系統(tǒng)設備安裝和工作。采用網(wǎng)架頂升施工工藝，需要在地面位置原位拼裝網(wǎng)架，并對千斤頂設計位置地面進行硬化平整，然后在千斤頂位置安裝頂升支撐架和頂升千斤頂，做好液壓同步頂升系統(tǒng)安裝。尤其是要注重調試系統(tǒng)工作，采用分級加載的方式進行預加載，直到網(wǎng)架結構脫離拼裝胎架、頂升到一定高度后，在空中停留觀測一段時間，大約為12 h，保證網(wǎng)架結構始終處于水平狀態(tài)。在保證安全措施到位、頂升系統(tǒng)良好的情況下，進行網(wǎng)架整體同步頂升。當網(wǎng)架結構頂升到距離設計標高約5 cm 時停止頂升，對各吊點標高進行調整，使其頂升到設計標高，然后安裝周邊鋼柱，卸載，拆除液壓頂升系統(tǒng)以及其他臨時措施，完成頂升作業(yè)[2]。

2.3.2 頂升流程

在已經(jīng)安裝好的網(wǎng)架球節(jié)點下方安放頂升設備，找出頂點中心位置。安裝頂升支架支座和液壓頂升器，支架座用規(guī)格為HM250 mm×250 mm×9 mm×14 mm 的H 鋼組合制作的“十”字架與“井”字架，用4 個M20 的螺栓和兩塊圓弧夾板將頂升器底座固定在頂升支座架上。做好頂點地基處理，基礎頂面標高為-0.6 m，共29 個頂升點。將頂升帽放置千斤頂活塞上方球頭上，外部套裝頂升架，頂升架上部通過頂升球節(jié)點支座與網(wǎng)架節(jié)點球連接在一起。做好支撐架組裝工作，通過鋼銷將支撐架耳朵和頂升拉桿連接起來，啟動總控或每臺泵站上的供油按鈕，使千斤頂油缸活塞上升，當活塞上升高度稍大于一個標準節(jié)高度后停止，即進行下一節(jié)支架桿件組裝。根據(jù)本工程特點，頂升過程中，將上弦球作為頂升點，支架與頂升點球連接后，利用規(guī)格為4×φ14 mm 的鋼絲繩將網(wǎng)架下弦球與頂升支架進行連接，形成一個穩(wěn)定的體系。頂升架每6 m 增加設纜風繩4 根/ 層，一端提前連接至網(wǎng)架下弦球上，另一端連接在頂升架上，頂升至6 m 第1 次增加纜風，根據(jù)高度依次增加。千斤頂回油卸載，使網(wǎng)架頂升力轉移到頂升支架上，取出鋼銷，收回活塞，再連接下面支架耳朵，再次頂出，循環(huán)往復，從而將網(wǎng)架頂升至就位高度。

2.3.3 同步控制

鋼結構網(wǎng)架頂升的關鍵在于同步控制，如果存在傾斜和偏移，不僅會對頂升支架的受力狀態(tài)產(chǎn)生不同程度的副作用，而且還會影響網(wǎng)架結構自身受力情況。重新分布構件應力，不利于結構自身和頂升施工，所以，需要嚴格控制相鄰點位間高差，一般情況下不能超過15 mm，保證網(wǎng)架頂升的同步性和穩(wěn)定性。操作人員可以通過液壓同步控制系統(tǒng)對網(wǎng)架頂升過程相關數(shù)據(jù)進行分析，并發(fā)布相關控制指令。應使用同一型號的液壓千斤頂，并采用一個液壓泵站系統(tǒng)統(tǒng)一控制。在正式頂升前，需要對所有千斤頂進行頂緊力檢測，保證頂緊力相同，同時，通過安裝功率表結合互感器調整千斤頂預緊力，達到相同狀態(tài)。利用標尺、水準儀、經(jīng)緯儀等測量工具，開展頂升過程觀測。采用多點集成電路控制箱同步控制所有液壓千斤頂，也可以單獨控制某個千斤頂，實現(xiàn)精準化控制。將頂升支架分別編號，在每組支架旁5 m 范圍內設置測量點。在頂升施工時，安排專業(yè)監(jiān)測人員，實時監(jiān)測千斤頂工況。網(wǎng)架和支架的位置是相對固定的，通過相鄰2 個千斤頂活塞頂桿頂出長度監(jiān)測，以及網(wǎng)架下方計量標尺的實時觀測，能夠及時發(fā)現(xiàn)異常情況，并利用對講系統(tǒng)溝通協(xié)調。

2.3.4 糾偏處理

保持網(wǎng)架頂升過程中的同步性至關重要，如果各支點間出現(xiàn)升差，不但會使柱頂壓力和桿件內力發(fā)生變化，而且還會讓網(wǎng)架出現(xiàn)偏移狀況，導致千斤頂和結構桿件受力不均造成嚴重危害，所以，提升高差控制更重要的是減小網(wǎng)架偏移程度。影響網(wǎng)架偏移的因素除了頂升不同步的原因之外，還與柱子剛度有關，要根據(jù)影響因素和實際情況采取有效的預防措施。在施工過程中，可能會出現(xiàn)許多不確定性，導致偏差不可避免，在偏差產(chǎn)生后，要采取行之有效的應對措施。如果偏差不大，可以讓千斤頂頂出時稍微傾斜，產(chǎn)生水平作用力，也可以在鋼柱肢導向板與十字梁之間塞鋼楔，鋼楔隨著頂升施工而不斷上升，在千斤頂回油時，通過錘擊鋼楔能夠達到糾偏的目的。如果偏差已經(jīng)較大，則需要用倒鏈固定四點手拉進行糾正。網(wǎng)架頂升施工過程要同步加強校正、糾偏處理，保持網(wǎng)架的水平度和平穩(wěn)度。安排專人對網(wǎng)架各方面變化進行觀測。當某個千斤頂與其他千斤頂不在同一水平面上時，必須立即停止施工，對千斤頂進行水平調試，達到水平要求后才能繼續(xù)施工。

2.3.5 頂升塔架

頂升塔架必須滿足相關技術規(guī)范和安全要求。通過精確放線，保證塔架位置對稱均勻，滿足網(wǎng)架受力需求，同時，保證塔架安裝的垂直度要求。地面定位中心點要與塔架中心點垂直投影相吻合，防止在頂升過程中出現(xiàn)受力中心偏移導致安全事故的發(fā)生。在頂升塔架組裝過程中，應及時將斜撐及螺栓安裝好，做到均勻緊固，為了避免頂升塔架稱重后出現(xiàn)中心點偏移的情況，需要在拔桿端部使用攬風繩串聯(lián)緊固，緊固時，要注意攬風繩受力的均勻性，并通過卡扣卡牢固，端部要與建筑物梁柱可靠連接。

3 結語

綜上所述，冷鏈物流基地廠房規(guī)模較大，采用鋼結構網(wǎng)架設計形式比較常見，能夠保證空間結構受力效果，為基地生產(chǎn)、運輸提供便利條件。由于鋼結構網(wǎng)架體積較大，施工難度較高，運用同步頂升技術有利于減少高空作業(yè)、加快施工速度、保證施工質量和安全。為了保證施工效果，必須對頂升、卸載過程中的關鍵環(huán)節(jié)加強控制，通過科學組織管理，實現(xiàn)工程建設的綜合效益。