大跨度球節(jié)點網(wǎng)架整體提升技術(shù)要點分析

王 林 梅

(山西汾陽網(wǎng)架建設(shè)有限公司，山西 汾陽 032200)

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和建筑行業(yè)施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)成為輕型大跨度屋面的主要型式之一，大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)用的范圍也越來越廣，目前大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于大型加油站、體育場館、火車站候車大廳、機(jī)場航站樓等人流量較大的建筑物或構(gòu)筑物中。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有安裝速度快、承載能力高、質(zhì)輕、成本低等優(yōu)點。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)一般為工廠預(yù)制，整跨或分跨運(yùn)輸至施工現(xiàn)場經(jīng)現(xiàn)場的連接、整體吊裝等工序?qū)⒕W(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝于設(shè)計指定位置。在現(xiàn)場吊裝施工時，由于施工現(xiàn)場的各種不確定性因素影響，施工現(xiàn)場成為產(chǎn)生施工安全隱患的主要產(chǎn)生地之一。為確保人員安全的前提下，保質(zhì)保量的按施工合同約定交工，是施工單位和監(jiān)理單位相關(guān)負(fù)責(zé)人應(yīng)盡的義務(wù)。本文通過對某工程大跨度球節(jié)點網(wǎng)架整體提升施工技術(shù)案例進(jìn)行分析，總結(jié)出在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提升前、中、后三階段的施工控制要點，為以后類似的施工項目提供一定的技術(shù)參考。

1 工程案例

某鋼結(jié)構(gòu)廠房，設(shè)計使用122 m×90 m的雙層正放四角錐鋼網(wǎng)架，該網(wǎng)架的網(wǎng)格尺寸為6 m×6 m。由于廠房為三面鋼柱設(shè)計，分別為西、南、北三方向設(shè)置鋼柱，東側(cè)未設(shè)置鋼柱，因此鋼網(wǎng)架為三面支撐，三面鋼柱共計31根。該廠房鋼網(wǎng)架下弦標(biāo)高為28 m，而東側(cè)廠房入口處設(shè)置反梁，此處鋼網(wǎng)架下弦標(biāo)高為21 m，鋼網(wǎng)架上弦最高處標(biāo)高為34.2 m。鋼網(wǎng)架節(jié)點為焊接空心球節(jié)點，所有支座均使用球鉸支座，所有鋼材均使用Q345B級鋼。

2 提升方案比選

該鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼網(wǎng)架下弦標(biāo)高最低處為21 m，最高處為28 m；柱頂標(biāo)高最低處為20.3 m，最高處為27.3 m，最高處與最低處相差7 m。因此在吊裝提升時，若一次性提升到位則部分網(wǎng)架的胎架高度需增加7 m，極大的增加了施工的難度和危險系數(shù)；若兩次累計提升到位，則經(jīng)濟(jì)性和安全性均得到有效保障。該工程使用兩次累計提升到位的方法是先將東側(cè)入口處網(wǎng)架與其他網(wǎng)架的上弦部分組裝到位，使用大型液壓提升系統(tǒng)將組裝好的上弦部分提升至標(biāo)高8 m的位置，之后再將下弦部分分別組裝到位，將東側(cè)入口處上弦桿的起吊點置換至下弦桿上后將網(wǎng)架整體提升至設(shè)計標(biāo)高位置。國家相關(guān)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，大型網(wǎng)架整體提升工程屬于具有一定規(guī)模的危險性分部工程，在進(jìn)行施工時必須組織專家論證。編制施工組織設(shè)計方案后，施工單位隨機(jī)組織具有一定資歷的、知名的、具有豐富施工經(jīng)驗的專家對該分部工程進(jìn)行專家論證，專家們一致通過該施工方案，并提出相應(yīng)的西部優(yōu)化設(shè)計。施工單位在監(jiān)理單位的監(jiān)督和指導(dǎo)下對原施工方案進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化并進(jìn)行施工。

3 專項檢測施工

專項檢測施工包括對原材料的檢測、焊縫的無損檢測、鋼絞線強(qiáng)度的檢測、柱腳混凝土強(qiáng)度的檢測和安全網(wǎng)沖擊強(qiáng)度檢測。對原材料檢測主要是對制作球節(jié)點的鋼材、無縫鋼管和焊接時使用的焊條等成品或半成品的合格證和現(xiàn)場復(fù)檢，確定原材料滿足設(shè)計要求后方可進(jìn)行下一步焊接、組裝施工。對焊縫的無損檢測主要是對鋼網(wǎng)架中所有焊接位置委托第三方檢測機(jī)構(gòu)使用超聲波法進(jìn)行檢測，若焊接位置存在缺陷則要求工廠進(jìn)行返修處理，直至滿足設(shè)計和規(guī)范要求后方可運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。對鋼絞線強(qiáng)度進(jìn)行檢測主要是對提升設(shè)備所使用的鋼絞線強(qiáng)度進(jìn)行取樣檢測，抽檢結(jié)果若滿足鋼絞線出廠合格證明上的強(qiáng)度要求后方可運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。對柱腳混凝土強(qiáng)度的檢測主要是對鋼柱與基礎(chǔ)連接的杯口內(nèi)細(xì)石混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，安裝鋼柱時施工單位應(yīng)預(yù)留同配合比、同盤內(nèi)的混凝土試塊，供后續(xù)檢測時使用。對安全網(wǎng)沖擊強(qiáng)度進(jìn)行檢測主要是對組裝完成后的鋼網(wǎng)架下部鋪設(shè)的安全網(wǎng)的沖擊強(qiáng)度進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求后方可安裝安全網(wǎng)。

4 鋼網(wǎng)架提升前的聯(lián)合驗收

鋼網(wǎng)架提升前的聯(lián)合驗收主要包括對鋼網(wǎng)架拼接成品的質(zhì)量驗收、對提升設(shè)施的安全驗收、對其他輔助措施的驗收。

鋼網(wǎng)架在施工現(xiàn)場組裝完成后由監(jiān)理單位組織各參加單位的專業(yè)負(fù)責(zé)人按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定對廠房和網(wǎng)架所有承重構(gòu)件、鋼材涂層厚度、柱垂直度等進(jìn)行一系列抽檢，若抽檢結(jié)果不滿足設(shè)計和規(guī)范要求時，應(yīng)組織施工單位對其進(jìn)行相應(yīng)整改，整改后滿足設(shè)計和規(guī)范要求后方可進(jìn)行下一步施工。

鋼網(wǎng)架在提升前需使用鋼絞線將鋼網(wǎng)架與提升設(shè)備進(jìn)行連接并固定，因此驗收時需對現(xiàn)場使用的鋼絞線的外觀缺陷進(jìn)行檢查，除此之外還應(yīng)對施工人員上下爬梯的穩(wěn)固性、柱頂腳手板的牢固性、安全繩的佩戴及質(zhì)量情況、影響提升的雜物等進(jìn)行一系列檢查，檢查通過后方可對安全方面進(jìn)行驗收。

提升鋼網(wǎng)架時的輔助設(shè)施主要包括反向攬風(fēng)地錨、柱頂綁扎點、防水平位移的倒鏈等，監(jiān)理單位在驗收時還應(yīng)對這些輔助設(shè)施進(jìn)行驗收檢查，所有上述項目均驗收通過后方可進(jìn)行提升施工。

5 鋼網(wǎng)架提升施工

在對鋼網(wǎng)架進(jìn)行提升施工時，應(yīng)對鋼網(wǎng)架進(jìn)行預(yù)提升、第一次提升施工和第二次提升施工三道施工工序。

5.1 預(yù)提升施工

預(yù)提升施工主要是對提升設(shè)備的考驗和對鋼絞線預(yù)張拉，如在預(yù)提升時分別以設(shè)計升力值的20%,40%,60%,80%,90%,95%,100%進(jìn)行加載，加載至升力值的100%后將鋼網(wǎng)架整體提升200 mm，以確保鋼網(wǎng)架整體脫離胎架。預(yù)提升前應(yīng)確保鋼網(wǎng)架下方無工作人員，確保人員安全。

5.2 第一次提升

預(yù)提升過程中未發(fā)現(xiàn)其他異常后，應(yīng)在預(yù)提升結(jié)束后的12 h后進(jìn)行第一次提升施工，第一次提升前應(yīng)對鋼網(wǎng)架自身連接部位和提升設(shè)備是否存在異常，確保完全正常后方可進(jìn)行第一次提升施工。第一次提升時的提升速率應(yīng)小于83 mm/min，將鋼網(wǎng)架整體提升至標(biāo)高8 m位置處停止提升，將廠房東側(cè)入口處的吊點經(jīng)計算通過后變更至臨近位置，且對該部位下部進(jìn)行相應(yīng)的臨時支撐，之后再安裝東側(cè)入口處的桁架下半部分，安裝完畢后再將更變至臨近位置的吊點置換至東側(cè)入口處桁架的下半部分。在兩次變更廠房東側(cè)入口處的吊點時，施工單位安排專人對鋼網(wǎng)架的沉降和位移變形進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果表明：變更全過程中鋼網(wǎng)架基本無明顯的沉降和位移變形。

5.3 第二次提升

上述工作圓滿完成后，應(yīng)立即對所焊接的桁架進(jìn)行超聲波無損探傷檢測，檢測合格后方可涂防火漆、防銹漆及面漆等，監(jiān)理檢查通過后方可進(jìn)行二次提升。二次提升前的準(zhǔn)備工作同第一次提升時相同，提升速率使用提升設(shè)備微機(jī)的微調(diào)功能，將各吊點勻速、穩(wěn)定的起吊至各柱設(shè)計標(biāo)高處，之后再根據(jù)鋼網(wǎng)架的撓度變形將某起吊點的提升高度進(jìn)行微調(diào)，從而確保球節(jié)點穩(wěn)定、無裂縫的坐落在柱頂設(shè)置的鉸支座上。

對于具有下翻構(gòu)件的大跨度球節(jié)點網(wǎng)架整體提升工程，應(yīng)首先考慮使用二次提升技術(shù)。二次提升技術(shù)可在一次提升至指定高度后再安裝下翻構(gòu)件，不僅節(jié)約臨時支撐的相關(guān)費用，同時還節(jié)約工期，提高了施工的安全性，較大程度的提高施工企業(yè)的盈利水平。

6 鋼網(wǎng)架的就位和固定施工

將鋼網(wǎng)架二次提升至指定標(biāo)高位置后，將網(wǎng)架和廠房東側(cè)入口處的桁架與柱連接的桿件等安裝就位后，對提升設(shè)備各吊點按反力從大到小依次進(jìn)行卸載施工，卸載后立即安裝該節(jié)點與柱相連的桿件，卸載與安裝同步進(jìn)行。焊接連接桿件后立即對該桿件焊縫進(jìn)行超聲波無損探傷檢測，檢測合格后方可進(jìn)行下一步施工。

所有網(wǎng)架球鉸支座與鋼柱連接就位后，對各鋼柱的雙向垂直度進(jìn)行量測，判斷垂直度偏差是否滿足《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》的相關(guān)要求，若滿足《規(guī)范》要求則直接將球鉸支座圍焊至鋼柱頂上；若不滿足《規(guī)范》要求則應(yīng)使用千斤頂將鋼柱調(diào)直，調(diào)直后再進(jìn)行相應(yīng)的圍焊施工。

7 結(jié)語

本文通過對某工程下翻桁架梁式大跨度球節(jié)點網(wǎng)架整體提升的施工技術(shù)進(jìn)行研究，對施工前的提升方案比選，最終一致通過使用二次提升法進(jìn)行施工，可極大程度的提高施工的安全性、降低施工成本、確保施工質(zhì)量。可為以后相應(yīng)的類似工程提供一定的借鑒和參考。

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