大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構安裝技術淺析

曾令恒

（廈門太古飛機工程有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，專業(yè)技術操作水平越來越高，建筑行業(yè)也是如此。專業(yè)的設備輔助越來越普遍，鋼結構的使用也越來越廣泛地應用于建筑行業(yè)。現(xiàn)代大跨度施工對技術支撐的依賴性更大，為了使有特色公共建筑滿足要求，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結構的應用成為必然。

1 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構的安裝概述

在現(xiàn)代建筑中大跨度大空間的建筑結構越來越多，廈門太古飛機維修廠房五期擴建工程（VB維修機庫），采用了大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結構。機庫維修大廳包括鋼網(wǎng)架結構、鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合、鋼桁架結構、屋面懸掛系統(tǒng)、小門平臺結構及柱間支撐體系等施工的過程中采用滑移式承重架安裝技術。機庫維修大廳網(wǎng)架結構面積161.6m*75m。網(wǎng)架網(wǎng)格為5.00m*5.05m，網(wǎng)架高度4.0,～ 7.78m，網(wǎng)架下弦凈高為27.00m,鋼拱架凈高為17.98m。桿件總重量為970.73噸；鋼球重量為363.31噸，柱間支撐為327.16噸。網(wǎng)架采用鋼管結構，Q345B焊接空心球節(jié)點，空心球最大直徑為800mm；網(wǎng)架桿件鋼管采用Q345B直縫焊接鋼管或無縫鋼管；安裝工期為5個月順利完成。

機庫網(wǎng)架施工的過程中，所應用的是工藝腳手架滑移方法，可以在原來的位置安裝。地面采用塊體制作的方法，使用行走式塔吊結合使用小跨吊裝塊體、構件，使用履帶吊吊裝塊體和構件，各項施工都在高空原來的位置進行，包括補空、網(wǎng)架成型、固定支座等等。整體的安裝施工都按照規(guī)定的流程進行，不能有任何的失誤。

塊體制作與單元拼裝的化分為四個滑移區(qū)域（見腳手架平面圖如下），使得高空作業(yè)量減少，施工的風險系數(shù)達到降低，而且還保證了施工人員安全。塊體制作與單元拼裝都是從短軸靠附建樓一端（H軸）向另一端（A軸機庫大門）方向按照進行拼接；網(wǎng)架式腳手架跟著滑移。大廳的每單元網(wǎng)架的拼裝施工都在網(wǎng)架式腳手架上進行，在進行拼裝、滑移的時候，要嚴格按照工況驗算進行拼裝，之后，與大門拱架之間建立連接，構成一個整體，確保整個的結構穩(wěn)定狀，之后固定好支座。在高空安裝施工中，還需要在網(wǎng)架上設置一排支點，確保安裝單元與上一單元處于同一標高上。

大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱組合結構在滑移安裝技術上存在明顯的優(yōu)勢，所以在現(xiàn)代的大跨度網(wǎng)架建筑中廣泛應用。廈門太古飛機維修五期擴建廠房（五期B機庫）采用鋼網(wǎng)架與鋼拱架結構組合，是由中國航空航天設計研究院經(jīng)過對比新加坡國家航空公司樟宜機場機庫、首都機場306m四機位飛機庫而選定的，從維修工藝，結構受力特點，技術經(jīng)濟比選等方面綜合選擇鋼網(wǎng)架與鋼拱架結合空間結構，而拱架的水平推力在兩拱腳支座處采用預應力鋼筋混凝土拉桿結構，混凝土強度等級為C50，預應力鋼筋采用高強低松弛，無粘結鋼絞線，鋼絞線的強度等級為 1860MPa ;預應力拉桿受力大，長度 160多米，工作面小，工序又多，而且和鋼拱架連接很復雜，參與單位也較多，特別是這種超長預應力采用兩端同時張拉的應力和應變等參數(shù)的控制難度是相當大的，因此需要各單位通力協(xié)作，高度重視，精心組織管理、檢查和校核才能確保其位置、標高及斷面的準確。[1][2][3]

2 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構難點重點

2.1 連接方法

鋼結構組合連接方法有三種：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接。本工程網(wǎng)架桿件與接點球或支座采用球焊接連接；在鋼拱架部分有兩種連接方式，桁架柱體（拱架腳）部分采用10.9級40Cr鋼高強螺栓拼裝連接，鋼大門桁架結構和鋼大門頂拱架結構采用鋼管與節(jié)點球焊接連接。必須選用承重結構鋼材，空心球及支座球、網(wǎng)架鋼管采用Q345-B鋼材；采用E50系列焊條；自動焊接的和焊劑應采用H08A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，或H08Mn焊絲配合中錳型、高錳型焊劑或H10MnZ焊絲配合無錳型或低錳型焊劑。網(wǎng)架下弦球的吊車節(jié)點型鋼、鋼板、封板、錐頭和套筒采用QQ235-B鋼材；檁條、圍護結構采用QQ235-A鋼材；采用E43系列焊條；自動焊接的和焊劑應采用H08、H08A、H08E焊絲配合中錳型、高錳型焊劑，或H08Mn、H08MnA焊絲配合無錳型、低錳型焊劑。鋼管與球的連接采用剖口等強度對接焊，空心球焊縫、鋼管與球連接焊縫、支座節(jié)點焊縫、鋼管拼接焊縫、吊車懸掛節(jié)點焊縫均為一級結構焊縫，需 100%進行超聲波探傷，焊工須經(jīng)過焊接工藝考核合格或經(jīng)過全位置焊接培訓考試合格取得焊工證后才能施焊。

2.2 網(wǎng)架安裝

網(wǎng)架安裝采用塔式吊車，塊體吊裝就位后用1.5噸倒鏈臨時固定，塊體間散裝桿件補空，從下弦開始，之后是腹桿，然后是上弦，之后是點焊與正式焊接次序，拼裝的次序都是相同的，單元安裝次序由中跨向兩邊跨進行，逐單元安裝。塊體吊裝必須四點綁扎，其中有兩點用于3.2噸倒鏈進行斜放調(diào)整邊緣塊體在指定的位置之后，需要將支座臨時固定，采用電焊的方法，或者使用螺栓固定，支座不能產(chǎn)生位移。每個單元拼裝都含檁條，先網(wǎng)架、檁托、再檁條。每拼裝、焊接完成一個單元，進行測量、檢查、核對合格后，填寫單元驗收記錄，多方驗收合格后腳手架方可滑移離開，進行下一單元拼裝。

2.3 網(wǎng)架式腳手架滑移

1滑移牽引方式

（1）、滑移軌道是將鋼軌與滾輪組合，滑移軌道安裝平直度和水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。

（2）、牽引設備使用5噸的倒鏈2臺，均為手動操作，在設置的過程中所采用的方式需要重點技術因素：雖然腳手架支座附近桿件的受力的分布保持均衡狀態(tài)，但是可以避免負面的應力影響；將滑移速度控制在每分鐘50mm，要保持平穩(wěn)狀態(tài)。

（3）、滑輪組牽引點需要固定在軌道上，軌道對反向力可以起到一定的承擔作用。

2、滑移計算

（1）、網(wǎng)架式腳手架、板以及附加腳手管等等的總體重量是70噸。

（2）、腳手架滑移所采用的滾動摩擦方法，摩擦阻力會相應地減少。此時，控制軌道的水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。滾動凈摩擦系數(shù)是0.04，阻力系數(shù)是1.15，所需要的總牽引力按照如下的公式計算，為：

Ft=μ*η* Gok

Ft=0.04*1.15*700

Ft=32.2 KN

每條軌道上所需的牽引力為：F= Ft/2=32.2/2=16.1 KN

（3）、5噸倒鏈可提供的牽引拉力S=50KN，大于16.1KN牽引設備所能提供的牽引力滿足腳手架滑移的需要。

3、滑移步驟

（1）、每次安裝網(wǎng)架以及完成焊接之后，安裝主檁條和次檁條，之后是補刷面漆，經(jīng)過驗收合格之后，將千斤頂使網(wǎng)架降下，要求支承點之間不能緊挨著，處于地面的支承點，松開腳手架，然后進入到腳手架施工狀態(tài)。

（2）、要保證該滑移處于同步狀態(tài)，相互之間使用講機聯(lián)系。如果存在不同步的問題的時候，相互之間的差距超過30毫米，就要調(diào)整時間。

（3）、在每個滑移單元的終點位置都要設置陰進器，防止超滑；每次腳手架滑移到指定的位置，就需要按照規(guī)定將攬風繩拉設好；兩臺倒鏈型號要保持相同，鋼絲繩均為φ21mm[4]。

3 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構移動式承重架滑移技術的優(yōu)點

本研究的過程是廈門太古飛機維修中心五期擴建（B機庫）工程項目。工程項目所在具體位置是廈門航空工業(yè)區(qū)內(nèi)，太古五期東南側，總占地面積101847.813平方米，總建筑面積45791.64平方米；停機坪面積47862.57平方米，其中大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合空間結構機庫維修大廳面積12075平方米。在網(wǎng)架與拱架組合結構施工采用移動式承重架滑動技術優(yōu)點總結如下四點。

3.1 提高綜合施工效率

在建筑工程施工之前，設計人員和施工人員都要做好各項準備工作，對安裝施工技術要充分熟悉，準備好建設材料，還要多方位引薦國內(nèi)外的先進的管理措施，多層次借鑒先進的管理經(jīng)驗，做好工程施工現(xiàn)場的勘察調(diào)查工作，使建筑施工組織設計有較高的可靠性。將團隊成員的積極性激發(fā)起來，是他們的聰明才智得以充分發(fā)揮；掌握過硬本領，立足崗位成長、成材。形成一個執(zhí)行力強的團隊。施工組織設計合理，前期籌備充分，設備資源優(yōu)化配置，上級主管部門檢查、督促、落實本工程大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構滑移網(wǎng)架腳手架安裝技術，施工中各級工作人員，各工種通力協(xié)作，為廠房其它空間提供工作面，實現(xiàn)“平面流水”，“立體交叉”,主體工程、輔助工程的相互銜接和配合作業(yè)。

3.2 節(jié)約施工成本

企業(yè)要長期穩(wěn)定地生存下去，就要創(chuàng)造交流稿的經(jīng)濟效益，這也是企業(yè)發(fā)展的基本條件。企業(yè)要獲得經(jīng)濟效，就需要在乎思想上提高重視程度，合理設計技術方案，提高管理效能，并落實到具體工作中。施工組織設計和各種施工方案的制定過程中，要針對工程實際認真研究，設計多個方案，進行比對、選擇，丟與施工組織設計和方案要充分考慮，確保其可行性以及合理性。按照本項目的設計特點以及施工現(xiàn)場的具體情況，嚴格管理制度，崗位責任制；節(jié)約了腳手架搭設時間，材料和施工設備占用時間；機械化程度提高，減少了人力勞動力；將組織、計劃、實施方面與人員、機械、材料有機結合，降低了施工成本，在該工程實施過程中取得較好的經(jīng)濟效益。

3.3 加快工程進度

合理的施工方案是確保工程順利必要條件，使工程作業(yè)事半功倍。好的安裝方案需結合詳細周密的計劃和前期準備工作，全面檢查工程質(zhì)量，對于所存在的潛在問題及時提出，錯誤之處及時糾正，跟蹤檢查特殊的工序以及所采用的施工工藝技術，保證工序合格。大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結構吊裝拆架卸載后撓度、變形都在設計允許范圍內(nèi)，比預定計劃提前十多天驗收，順利進行機庫維修大廳的機塢安裝和行車設備安裝。

4 結束語

通過上面的研究可以明確，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結構移動式承重架吊裝難度大。在實際建筑工程吊裝施工的過程中，吊裝之前對于所有的設備以及施工環(huán)境都要進行檢查，加強同步吊裝的控制工作。當?shù)跹b就位之后，按照規(guī)定的順序進行大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結構的卸荷，加載后鋼拱架跨中和網(wǎng)架跨中的撓度；拱架拱腳水平位移、沉降觀測；網(wǎng)架支座底板均勻受力情況和垂直墻面的轉(zhuǎn)動方向觀測，各項復測數(shù)據(jù)合格，全過程質(zhì)量監(jiān)管都要符合有關標準。