大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)研究

陳 軍 張 胥 楊榮強 張洪明 孟令智

1 幾種常見網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工技術(shù)

現(xiàn)代施工領(lǐng)域存在多種不同類型的網(wǎng)架安裝施工方法，如整體頂升法和高空散裝法等。每種安裝施工方法均具有不同的特點，適用于不同的建筑工程，需要根據(jù)具體情況選擇最佳的網(wǎng)架安裝施工方法，以確保工程施工質(zhì)量，詳見方法為：

1）整體吊裝。先在地面上拼裝全部網(wǎng)架，然后通過起重機將整個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)吊運到指定位置，以此完成網(wǎng)架安裝施工。該安裝施工技術(shù)開行路線短、停機點少，可進行其他環(huán)節(jié)施工作業(yè)。

2）整體提升法。在建筑柱子等結(jié)構(gòu)上安裝提升裝置，于地面完成網(wǎng)架拼裝，然后用提升裝置將整個網(wǎng)架提升至預(yù)設(shè)位置。該方法無須大量臨時支撐，施工效率快，施工周期較短。

3）整體頂升法。于地面完成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝，然后通過千斤頂逐漸將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提升到預(yù)設(shè)位置。該方法操作方便，有利于跟蹤網(wǎng)架結(jié)構(gòu)質(zhì)量，常用于重型屋蓋系統(tǒng)及支點較少的點支承網(wǎng)架。需要注意的是，若屋頂高度較高則不適用該方法。

4）高空滑移法。根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點，將整個網(wǎng)架分解成多個小模塊，再利用墻、柱等結(jié)構(gòu)上安裝的滑軌裝置，依次將所有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)運送至屋頂，最后在屋頂上對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進行拼裝。該方法具有施工周期短、有利于節(jié)約材料、對牽引設(shè)備要求較低等優(yōu)勢，常用于空間狹小的工業(yè)廠房工程。

5）高空散裝法。該方法直接在高空拼裝網(wǎng)架散件，常用于螺栓球節(jié)點的各種類型網(wǎng)架安裝工程。

6）分塊安裝法。通過起重機等設(shè)備將預(yù)先制作好的條狀、塊狀網(wǎng)架單元吊裝到預(yù)設(shè)位置，然后對各構(gòu)件進行拼裝，從而得到完整的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。該方法無須大量支架，可直接利用其他工程使用的吊裝設(shè)備，常用于中小型網(wǎng)架工程。

2 工程概況

本研究中，選擇玉溪卷煙廠就地技術(shù)改造項目作為研究對象。本項目位于云南省玉溪市紅塔區(qū)紅塔大道118 號紅塔集團玉溪卷煙廠紅塔廠區(qū)內(nèi)，總占地面積約504313 m2，總建筑面積約183039 m2，共由4 部分構(gòu)成，具體如表1 所示。

表1 工程具體情況

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工時，卷包一車間、制絲一車間采用高空散裝法，卷包三車間采用整體頂升法，兩種施工方式的原理、流程完全不同?；诖耍疚倪x擇卷包一車間進一步分析大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝施工。

3 大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工流程

3.1 前期準備

為了確保整個網(wǎng)架安裝工程施工質(zhì)量符合規(guī)定要求，應(yīng)做好前期準備工作，主要包括材料的采購與驗收。本工程施工過程中，所需材料包括螺栓球、套筒和釘絲等，施工單位應(yīng)詳細對各種材料進行市場調(diào)查，準確了解每種材料的價格、性質(zhì)，并通過橫向?qū)Ρ冗x取最佳的材料，并在材料入場前進行驗收，禁止不合格材料進入施工現(xiàn)場。通過鋼卷尺、經(jīng)緯儀等工具對現(xiàn)場進行測量，確定支座的標高與具體位置等信息，其中位置誤差應(yīng)控制在15 mm 以內(nèi)，水平度誤差應(yīng)控制在1‰以內(nèi)，若不符合要求，應(yīng)及時予以調(diào)整。按照前期測量信息完成支座安裝施工，通過鍛焊的方式將其與預(yù)埋件固定到一起。由于網(wǎng)架減震支座具有多方向的活動性，還應(yīng)通過定位螺栓進一步加固支座四周，以免后續(xù)出現(xiàn)位移問題[1]。

3.2 整體吊裝

3.2.1 吊裝點設(shè)置

卷包一車間網(wǎng)架吊裝過程中：A1區(qū)起步跨網(wǎng)架吊裝質(zhì)量為88.5 t，總質(zhì)量為789.368 t；A2 區(qū)起步跨網(wǎng)架吊裝質(zhì)量為70.54 t，總質(zhì)量為941.347 t，因此采用10 臺吊車。由于桿件呈對稱布置，選取相同的吊點。針對吊車的特性，結(jié)合索具的承載力，在網(wǎng)架上共設(shè)置20 個吊點，每個吊點應(yīng)與網(wǎng)架下弦螺栓球穩(wěn)定連接在一起，且應(yīng)符合受力要求。確定出吊點布置方案后，還要構(gòu)建出相應(yīng)的3D 模型，以判斷吊點是否合理。

通過3D 模擬分析可以發(fā)現(xiàn)，本吊裝方案變形量最大值約48.55 mm，最小值約39.8 mm。進一步計算可推導出構(gòu)件的應(yīng)力比為0.82，小于相關(guān)規(guī)范規(guī)定的1.0，符合要求，表明本工程可應(yīng)用此吊裝方法。

3.2.2 起重機選擇

根據(jù)本工程網(wǎng)架的吊裝要求，選擇型號為QY130K 的汽車起重機，其參數(shù)如表2 所示。

3.2.3 吊點固定與試吊

確定出吊裝方案與吊裝設(shè)備后，按照設(shè)計吊點方案連接吊車與網(wǎng)架，吊索為Φ24.5 mm 的鋼絲繩。檢查索具與連接點，發(fā)現(xiàn)索具或連接點存在問題，應(yīng)及時予以處理，以免后續(xù)出現(xiàn)高空墜落等問題，進而威脅現(xiàn)場施工人員的生命安全。需要注意，索具的最大承載力應(yīng)高于50 kN。確保吊具與連接點無任何問題后，進行試吊操作，通過吊車的控制使網(wǎng)架緩慢抬起，待網(wǎng)架底部與地面相距約0.5 m時停止，靜置10 min 以上。然后通過專業(yè)的儀器工具檢測吊索、吊點的應(yīng)力、變形量等，判斷各方面實際值是否在設(shè)計值范圍內(nèi)。若不在設(shè)計值范圍內(nèi)，應(yīng)進一步修改吊裝方案，再次進行試吊實驗，直到滿足要求為止[2]。

3.2.4 吊裝過程

試吊結(jié)束后，可正式進行網(wǎng)架屋蓋的吊裝施工。吊車停放時，與邊跨的距離控制在約10 m，吊臂應(yīng)與水平線呈45°夾角，提升高度峰值23.84 m。吊裝施工時，需要注重以下4 個方面：第1，根據(jù)網(wǎng)架重量、吊裝高度等信息設(shè)置合理的吊升速度，選擇最佳的旋轉(zhuǎn)角度，并實時測量吊升高度，以保證整個吊裝施工順利進行，提升支座定位的精確度。第2，網(wǎng)架上吊時，下方地面嚴禁任何人員進入，并安排專人在現(xiàn)場指揮，避免出現(xiàn)網(wǎng)架高空墜落的情況。第3，在網(wǎng)架跨中區(qū)域分別設(shè)置一些臨時支撐，用于降低網(wǎng)架的撓度，以免網(wǎng)架吊裝卸載前出現(xiàn)跨中變形問題，確保網(wǎng)架的整體質(zhì)量。第4，當網(wǎng)架吊運至設(shè)計位置后，以水準儀為主要工具對網(wǎng)架進行4 分點撓度檢測，判斷網(wǎng)架撓度是否符合相關(guān)規(guī)定要求。若不符合要求，則應(yīng)通過旋轉(zhuǎn)吊機角度進行調(diào)整。

3.3 高空散裝施工

3.3.1 散裝構(gòu)件拼裝

整體吊裝結(jié)束后，完成高空散裝施工部分，散裝吊裝單元對接節(jié)點均采用雙扣安全帶。為了確定最佳的起吊方案，應(yīng)在起吊前進行試吊實驗，以使構(gòu)件受力點、索具等符合要求，提升后續(xù)吊裝的安全性。散裝構(gòu)件達到預(yù)設(shè)位置后，先對接上弦水平桿件，使得整個網(wǎng)架水平尺寸更為精確，再對接腹桿，以確保整個網(wǎng)架結(jié)構(gòu)符合規(guī)定要求[3]。

3.3.2 網(wǎng)架單元拼接

利用散裝構(gòu)件的拼裝形成網(wǎng)架單元，以扒桿吊為主要工具將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)吊裝到指定位置。安裝時，由右側(cè)開始逐漸向左側(cè)推進，整個安裝過程均要進行檢測，以確保各構(gòu)件的角度、位置符合設(shè)計方案要求，提升整個網(wǎng)架單元的拼接質(zhì)量。在連接高強螺栓與螺栓球時，需要以扭轉(zhuǎn)扳手為主要工具，將兩者擰緊，不可存在松動現(xiàn)象，避免建筑工程后續(xù)使用時出現(xiàn)問題。網(wǎng)架安裝結(jié)束后，通過專用的儀器設(shè)備分別檢測網(wǎng)架的標高、撓度、變形量等，判斷各方面指標是否符合規(guī)定要求。若不符合要求，應(yīng)提前予以適當調(diào)整，以保證網(wǎng)架安裝的合理性。判斷網(wǎng)架無任何問題后，應(yīng)在其頂部適當位置安裝檁托，以提升支座螺栓的緊固性，避免支座受到后續(xù)施工活動的干擾而出現(xiàn)脫落等問題。完成上述所有操作且網(wǎng)架工程驗收合格后，施工單位可拆除臨時支撐，以免干擾后續(xù)其他施工活動。

4 施工控制措施

4.1 質(zhì)量控制

為了確保整個網(wǎng)架安裝施工質(zhì)量符合規(guī)定要求（表3），從以下4 個方面進行控制：

表3 網(wǎng)架安裝誤差要求表

1）網(wǎng)架通常由諸多構(gòu)件拼接而成，每個構(gòu)件拼接時均會存在一定誤差，導致網(wǎng)架出現(xiàn)較大的積累誤差，影響整個網(wǎng)架的施工質(zhì)量。網(wǎng)架安裝施工時，為了控制積累誤差，應(yīng)隨時檢測拼裝完的網(wǎng)架，并根據(jù)檢測結(jié)果進行調(diào)節(jié)，確保網(wǎng)架整體誤差處于規(guī)定范圍內(nèi)。其中：對角線誤差應(yīng)控制在±3 mm 范圍內(nèi)；下弦節(jié)點偏移量應(yīng)控制在±2 mm 范圍內(nèi)；整體橫縱偏差應(yīng)控制在±2 mm 范圍內(nèi)[4]。

2）整體下弦拼接完成后測量其尺寸，必要情況下需要通過經(jīng)緯儀進行校正，并以水平儀為主要工具測量各點位的高低差，進而作出相應(yīng)調(diào)整，提升網(wǎng)架的精確度。

3）為了保證整個工程順利進行，在下弦拼接前，應(yīng)根據(jù)圖紙內(nèi)容分別賦予對應(yīng)構(gòu)件相應(yīng)的編號，并按照編號依次運輸?shù)浆F(xiàn)場，防止由于構(gòu)件數(shù)量過多而影響網(wǎng)架的組裝效率。

4）開展技術(shù)交底工作，由設(shè)計人員詳細向施工人員講解設(shè)計方案內(nèi)容。若施工人員遇到不懂的地方，設(shè)計人員應(yīng)及時講解，以提升他們對設(shè)計方案的了解程度，保證后續(xù)施工活動更好地進行。

4.2 安全控制

網(wǎng)架安裝施工屬于高空作業(yè)，若出現(xiàn)安全事故，不僅影響工程順利進行，而且還會威脅現(xiàn)場施工人員的生命安全。

因此，本工程施工時還應(yīng)做好安全控制工作。第1，網(wǎng)架吊運前，必須觀察并計算吊點、索具等的受力情況，防止后續(xù)因受力過大而導致網(wǎng)架結(jié)構(gòu)掉落。第2，整個施工過程中，必須在現(xiàn)場安排專人巡視施工現(xiàn)場，判斷是否有無關(guān)人員進入。若發(fā)現(xiàn)，應(yīng)及時將其清出現(xiàn)場，以免出現(xiàn)突發(fā)事件。必要情況下，將網(wǎng)架安裝施工現(xiàn)場圍擋起來，并在外部掛設(shè)危險警示牌，以阻止其他無關(guān)人員進入。同時，觀察索具或吊點處是否出現(xiàn)異響。若有異響則應(yīng)在第一時間上報給現(xiàn)場指揮長，由指揮長與其他相關(guān)人員協(xié)商，及時解決存在的隱患，避免發(fā)生更嚴重的問題[5]。第3，組建專業(yè)的現(xiàn)場安全管理小組，由該小組全面監(jiān)測施工現(xiàn)場，及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的違規(guī)操作問題，向相關(guān)人員指正并做出相應(yīng)的處罰，以提升整個現(xiàn)場作業(yè)的安全性。第4，注重施工現(xiàn)場的風速檢測，并根據(jù)風速水平調(diào)節(jié)施工方案。如果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場風速超過15 m/s，應(yīng)暫停施工，避免網(wǎng)架高空飄蕩增加索具和吊點的受力，防止因大風導致網(wǎng)架掉落。

5 結(jié)語

現(xiàn)代建筑工程建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)工程要求，結(jié)合施工現(xiàn)場、施工單位技術(shù)水平等因素，設(shè)計出最佳的大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工方案，以此為網(wǎng)架安裝施工提供指導，確保網(wǎng)架安裝施工活動順利進行，提升整個屋頂?shù)氖┕べ|(zhì)量。