淺談拔桿提升技術在焊接球網殼施工中的應用

邱軍鋒 王戰飛 任博

(陜西建工集團機械施工有限公司,陜西西安 710000)

淺談拔桿提升技術在焊接球網殼施工中的應用

邱軍鋒 王戰飛 任博

(陜西建工集團機械施工有限公司,陜西西安 710000)

本文結合具體工程經驗,闡述拔桿系統在焊接球網殼結構中的應用,重點說明提升過程中的操作要點,為相關工程技術人員提供參考。

焊接球 拱形網殼 累積提升 同步

1 工程概況

1.1 本工程結構型式

雙層網殼落地拱結構，兩端設山墻，墻上預留皮帶廊洞口及通道口。

(1)網架形式：焊接球節點正放四角錐網架，網格尺寸為4m×4m，網架矢高為3.0m;

(2)網架尺寸：跨度94m，縱向長度128m，拱高34.095m，覆蓋面積12032m2;

(3)支承形式：上下弦對邊多點支承，支座與埋件焊接，為剛性連接。

1.2 本工程特點及難點

(1)本工程跨度較大，結構用鋼量較大，焊接量大，施工工期短，綜合技術難度較大。

(2)解決辦法及措施：本工程擬采用分單元地面拼裝、累積提升、高空對接法進行安裝。最大限度地減少高空作業量，確保網架焊接質量，縮短工期，取得最大安全效益與經濟效益。

2 方案確定

2.1 本工程采用的方案及特點

(1)本工程擬采用分單元地面拼裝、累積提升、高空對接法進行安裝。最大限度地減少高空作業量，確保網架焊接質量，縮短工期，取得最大安全效益與經濟效益。

(2)傳統安裝方法是先搭設腳手架操作平臺，由支座向跨中安裝，最后合攏于跨中。本方法充分利用拱形網殼的結構穩定性特點(包含局部結構穩定性)，由拱形網殼結構頂部開始起拼、焊接，采用拔桿系統提升并依次向兩側延伸安裝，中部拱頂逐次抬高，直至達到設計標高，支座就位，完成單元網殼安裝。其特點如下：(a)網殼拼裝、焊接大部分在地面進行，無須搭設大型腳手架，能夠確保安裝質量;(b)減少高空作業量，有效降低安全風險;(c)網殼提升采用拔桿系統，對整個場地要求相對較低;(d)結構安裝工期大幅縮短;(e)降低工程成本，經濟效益顯著。

2.2 本工程主要提升方法簡介

(1)根據網架結構特點、外形尺寸、現場場地情況及拔桿系統提升技術要求，本工程計劃將兩個干煤棚網架沿縱向各劃分為兩個單元，(1)---(16)軸線、(17)---(33)軸線，共4個單元進行提升安裝，單元尺寸分別為94m×60m兩個、94m×64m兩個。

(2)每個單元重量不超過300噸，經驗算宜采用8根Φ820×14拔桿(靠近拱中心線四根拔桿高度為38.5米，靠近兩側基礎軸線的四根拔桿高度為28.5米)，分單元提升安裝。

(3)首先在網架拱中心兩側約20米各設置2根主拔桿，在拱中心約38.5米位置各設立2根主拔桿，共計8根主拔桿。

(4)起步網架(網架中部弧度平滑段)在磚垛基礎胎膜拼裝焊接完成后，先用輔助拔桿提升，拼裝提升到兩側高度38.5米主拔桿位置時改用主拔桿進行提升，邊拼裝邊提升到外圍高度28.5米主拔桿，改用8根Φ820×14主拔桿同時提升。

(5)直至全部拼裝完成，在提升至就位標高后進行支座就位，然后卸載拆除拔桿，進行下一個單元的吊裝。

(6)提升動力采用5噸慢速卷揚機通過走兩組6門滑輪組實現。

3 施工操作要點

3.1 操作要點

3.1.1 確定提升方案

(1)單元劃分(2#干煤棚網架為例)：沿縱向劃分1軸---16軸，17軸---33軸兩個單元，平面尺寸為94m×64m、94m×60m，最大單元提升重量約300t，即包括部分主次檁條及維修馬道件重量;(2)起步網架平面尺寸為22.782m×64m、22.782m×60m，測放網架下弦球縱橫軸線，設置磚垛基礎胎膜，拼裝、焊接起步網架(基準網架)，然后采用4組Φ420×10輔助拔桿提升拼裝;(3)主提升設備采用8組Φ820×14拔桿，提升動力采用5噸慢速卷揚機走滑輪組，隨著網架不斷拼裝延伸，重量不斷增大，拔桿數量對稱增加調整，滿足提升重量要求。

3.1.2 施工現場準備

(1)網殼投影面以下為主要拼裝場地，所以要求無影響施工的障礙物;(2)地面要平整壓實，有條件的情況下墊鋪砂子并硬化地面(采用機械壓實)，便于施工和小雨天氣搶工期;(3)根據施工方案對現場進行測量放線，包括基礎預埋件的標高、軸線位置定位，確定拼裝起始位置;(4)對拔桿位置、纜風繩錨固點、卷揚機錨固點進行特殊處理，滿足其承載力要求。

3.1.3 提升系統確定

(1)吊裝設備制作與組合：拔桿拼裝，拔桿拼裝前應對吊點位置再次檢測。依據吊點設置，先檢查地基承載能力并固定安裝拔桿專用底盤(如不滿足要求，根據現場地質情況采取適當措施加強處理。擬在扒桿立足位置挖長2米，寬2米，深1米的基坑，用三七灰土換填，分層夯實進行處理)。然后將扒桿從地面開始進行對接組裝。安裝時檢查各連接處的焊接質量，并需保證上下拔桿中心對齊，焊接完成后，根據焊縫長度加設4-6塊鋼板，以增強焊縫強度。焊接處必須由專職焊工按工藝施焊。

吊具組合。拔桿組合完成后，將滑輪組固定在拔桿上并穿入牽引繩。并將纜風繩按聯系角度連接卡固。全部就緒后用纜風繩固定垂直，并將拔桿的纜風繩互相聯系張緊。外圍纜風繩根據現場情況具體確定設置位置，按照驗算確定的吊點位置卡固角度繩，并保證各吊點均衡受力。

(2)卷揚機安裝：卷揚機的固定：卷揚機牢固安裝于專設地錨上，根據現場地質情況采取適當處理措施，擬開挖地錨長度4米、寬1.4米、深1.2米用混凝土澆筑，設置埋件，埋件頂部用160槽鋼焊接找平。一組地錨安裝兩臺卷揚機，共四組。安裝時要保證卷揚機卷筒的中心對準拔桿底部的導向滑輪，避免吊裝時速度不同，卷揚機底盤要求平整，不允許傾斜，主繩通過的道路要求暢通無阻，如有障礙必須拆除。

3.1.4 網架單元拼裝提升

網架組裝：組裝前依據設計圖紙和土建軸線精確放線，確定網架球節點投影位置，并確定提升支架的安裝位置。組裝前砌筑網架組裝磚垛平臺，每個磚垛平臺平面尺寸為370mmx370mm，高度根據網架弧度設定，磚垛用水泥砂漿找平。磚垛平臺也可用鋼管或其它材料代用，但必須有足夠強度與穩定性。

精確放線，磚垛平臺砌筑完成后，要根據設計圖紙的幾何尺寸和土建提供的軸線精確放線，確定網架節點投影位置，同時用水平儀進行找平，以確保位置的正確。

3.1.5 整體結構就位固定根據現場場地實際情況、網架幾何尺寸及基礎與網架的相對位置，考慮網架桿件與基礎干涉，網架就位前采取以下措施：(1)網架提升到基礎附近時由于桿件和基礎干涉，網架單元距離地面有一定高度，采取剛性支撐在單元四角及兩側中間部位設置支撐點。由于本工程地處海邊，大風天氣較多，在網架單元提升及焊接固定時，在單元四角及兩側部位均勻對稱設置倒鏈進行固定，增加單元的穩定性。(2)網架單元全部拼裝完成后按照設計位置固定好支座，通過調整周圍的倒鏈調整網架單元與支座位置的相對尺寸，通過調整中部四組主拔桿及外側四組主拔桿提升力調整網架單元跨度尺寸，使得兩側網架支座球同時就位。

3.2 操作注意事項

3.2.1 吊索的綁扎

(1)吊索綁扎在下弦球節點上，分4點綁扎，吊點反力經過設計驗算滿足要求，提升吊點位置及數量見文中所述。

(2)吊具檢查：在各受力吊索具初步受力狀態下，對所有的吊具，卡具及吊點位置進行全面復查，確保吊裝順利進行。

(3)試吊：各節點、吊具安裝就緒，吊裝過程障礙物全部清除后，進行網架試吊。在整體網架提升離開支承點200mm高時，測量各吊點標高，調整到一致，錨固各活動點并卡牢。檢查各吊具受力后的工作狀態，在確保各受力點萬無一失后方可正式起吊。

(4)正式起吊：由吊裝總指揮發出正式起吊信號，同步控制臺操作人員啟動控制開關，提升開始。各個吊點運行要同步，提升速度45mm/分鐘。相鄰吊點間的高差不得大于100mm。提升至預定高度后，將牽引繩與扒桿底部固定。就位封邊構件安裝完后，先將卷揚機主繩收緊，打開拔桿底部鎖卡，同步徐徐下降，同時倒鏈配合，使網架準確就位。完成后即可依次拆除吊裝設備。

3.2.2 網殼提升及卸載時的同步性要求

(1)網殼在整體提升過程中要保證各個提升點均勻受力，要求各提升點速度均勻、同步;(2)提升前進行技術及安全交底，對提升注意事項講解到位，使各相關人員明晰提升時的溝通方式及代表意義;(3)人員設置總指揮，觀察員，各提升組組長。由總指揮下達提升命令，觀察員負責對拔桿工作狀態、網架提升狀態密切監測，及時向總指揮報告;(4)網架結構的提升，同步控制是關鍵環節。在提升過程中，網架的偏移和傾斜對拔桿的受力狀態都有不同程度的影響，還會影響網架結構自身的受力狀況，使構件應力產生重新分布，對結構吊裝和結構自身都極為不利。因此，必須保證在吊裝過程中同步提升，相鄰吊點間的高差不得大于100mm。控制方法：在結構下部四角設置標尺，采用水平儀隨時監控同步性，隨時調整過大的偏差，每提升1m控制性的調整一次各拔桿的提升高度。

4 結語

在本工程實例中，經過施工前進行周密計算和嚴格的施工方案，采取拔桿系統分單元提升的方法是成功的，不僅能夠保證網殼安裝的施工質量、安全和進度，而且經濟效益顯著，因此采用拔桿系統分單元提升焊接球網殼的安裝方法具有一定的綜合效益和社會效益。