大型體育場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管滑移安裝技術(shù)

張巖濤，薛宏軍，駱發(fā)江，李 鵬，李 艷，王 震，曾 進(jìn)，哈金鵬

(中建三局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430040)

1 工程概況

青海省海東體育中心工程由體育場(chǎng)和體育游泳館組成，總建筑面積為63 345m2，主體為框架結(jié)構(gòu)，其中體育場(chǎng)屋蓋為鋼桁架，體育游泳館屋蓋為鋼網(wǎng)架。由于體育游泳館的比賽大廳、泳池大廳為封閉空間，鋼網(wǎng)架內(nèi)設(shè)有排煙、空調(diào)送風(fēng)系統(tǒng)，共計(jì)21個(gè)風(fēng)管，其中體育館14個(gè)、游泳館7個(gè)，其截面尺寸為1 250mm×800mm，每個(gè)風(fēng)管長(zhǎng)約60m。

鋼網(wǎng)架設(shè)計(jì)無設(shè)備層，且需安裝大量通風(fēng)管道，在保證安全、考慮工期及降低成本的情況下，在跨度60m、高24m的鋼網(wǎng)架內(nèi)安裝風(fēng)管成為本項(xiàng)目的施工難點(diǎn)。通過對(duì)各種方案分析對(duì)比，確定在風(fēng)管底部安裝滑移支架，通過導(dǎo)軌將風(fēng)管滑移至指定位置，將風(fēng)管滑移體系與工字鋼導(dǎo)軌焊接固定是行之有效的施工方式。

2 施工原理

1)根據(jù)暖通圖，在鋼網(wǎng)架圖紙上進(jìn)行風(fēng)管定位，找出風(fēng)管支架安裝所涉及的下弦球。

2)因鋼網(wǎng)架下弦球標(biāo)高不一，需對(duì)其進(jìn)行復(fù)核，確定導(dǎo)軌支撐梁支墩的下料高度。在地面施焊，將導(dǎo)軌支撐梁、支墩焊接成整體。采用卷揚(yáng)機(jī)將導(dǎo)軌支撐梁體系提升至安裝位置固定。

3)根據(jù)導(dǎo)軌支撐梁跨度，現(xiàn)場(chǎng)加工工字鋼導(dǎo)軌，采用卷揚(yáng)機(jī)將工字鋼導(dǎo)軌提升至導(dǎo)軌支撐梁處，再使用倒鏈調(diào)整方向并安裝，如圖1所示。

圖1 支撐梁及導(dǎo)軌安裝平面

4)在工字鋼導(dǎo)軌的一端搭設(shè)平臺(tái)，依次組裝風(fēng)管，將組裝完成的風(fēng)管固定在裝有滾輪的風(fēng)管支架上，沿導(dǎo)軌方向推動(dòng)。重復(fù)上述步驟依次對(duì)風(fēng)管進(jìn)行組對(duì)安裝，直到風(fēng)管到達(dá)指定位置，最后將風(fēng)管滑移體系與工字鋼導(dǎo)軌焊接固定，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管安裝剖面

3 主要施工技術(shù)

工藝流程為：施工準(zhǔn)備→風(fēng)管定位→導(dǎo)軌支撐梁下料及拼裝→導(dǎo)軌支撐梁安裝→工字梁導(dǎo)軌地面拼裝→工字鋼導(dǎo)軌安裝→風(fēng)管滑移支架制作→風(fēng)管安裝操作平臺(tái)搭設(shè)→風(fēng)管組裝固定及滑移→風(fēng)管滑移體系與導(dǎo)軌固定。

3.1 風(fēng)管定位

1)水平定位 鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工完成并卸荷，經(jīng)監(jiān)測(cè)無變形后，及時(shí)進(jìn)行穿插施工。根據(jù)暖通藍(lán)圖，在鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架內(nèi)進(jìn)行風(fēng)管定位，確定風(fēng)管走向，根據(jù)風(fēng)管大小，結(jié)合鋼網(wǎng)架下弦桿、腹桿組成三角形空間，確定風(fēng)管布置位置。

本項(xiàng)目風(fēng)管尺寸為1 250mm×800mm，兩下弦球中心距為3 750mm，上弦球距下弦桿垂直距離為3 000mm，為確保風(fēng)管在三角形空間內(nèi)正常安裝，將風(fēng)管水平居中布置。

2)豎向定位 本項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架為拱形結(jié)構(gòu)，下弦球標(biāo)高不一，為確保風(fēng)管滑移安裝，軌道須水平，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)下弦球球頂標(biāo)高，最終確定風(fēng)管頂部距上弦球底部1 395mm，如圖3所示。

圖3 風(fēng)管定位

3.2 導(dǎo)軌支撐梁下料及拼裝

為實(shí)現(xiàn)風(fēng)管導(dǎo)軌在鋼網(wǎng)架內(nèi)水平安裝，需在鋼網(wǎng)架內(nèi)安裝導(dǎo)軌支撐梁(采用200mm×200mm×5mm方管,長(zhǎng)4 150mm)。根據(jù)風(fēng)管在鋼網(wǎng)架內(nèi)豎向定位及每跨下弦球球頂標(biāo)高，采用焊接鋼管(SC150)作為導(dǎo)軌支撐梁支墩，并找平。對(duì)不同位置支墩進(jìn)行編號(hào)、下料。在地面焊接已編號(hào)的支墩與導(dǎo)軌支撐梁,過程中須保證導(dǎo)軌支撐梁支墩下料精度。

3.3 導(dǎo)軌支撐梁安裝

在風(fēng)管安裝位置的頂部上弦球上固定1個(gè)定滑輪，利用卷揚(yáng)機(jī)通過定滑輪將拼裝好的導(dǎo)軌支撐梁提升至網(wǎng)架下弦球處，為保證安裝精度，用倒鏈微調(diào)，采用水平尺監(jiān)測(cè)，確保導(dǎo)軌支撐梁水平，再焊接固定支墩與下弦球。

重復(fù)上述步驟，完成每跨導(dǎo)軌支撐梁安裝，過程中采用紅外線抄平，控制其安裝高度，保證各跨支撐梁頂標(biāo)高一致。

3.4 工字鋼導(dǎo)軌地面拼裝

根據(jù)導(dǎo)軌支撐梁跨度及風(fēng)管寬度，用I16，└63現(xiàn)場(chǎng)拼裝導(dǎo)軌。導(dǎo)軌長(zhǎng)度與支撐梁跨度一致，為 7 500mm，寬度與風(fēng)管寬度一致，為1 250mm。為防止導(dǎo)軌吊裝過程中產(chǎn)生變形，從而影響安裝，在導(dǎo)軌間每隔2.5m用└63拉結(jié)。

若進(jìn)場(chǎng)單根工字鋼長(zhǎng)度不足7.5m，2根工字鋼采用手工焊焊接，在工字鋼腰部采用120mm×200mm×10mm鋼板進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，并滿焊。

3.5 工字鋼導(dǎo)軌安裝

在已安裝的支撐梁上部，同風(fēng)管走向的網(wǎng)架上弦桿上安裝2個(gè)定滑輪，其間距同支撐梁跨度。利用卷揚(yáng)機(jī)通過定滑輪將拼裝好的工字鋼導(dǎo)軌提升至支撐梁處，架設(shè)紅外水平儀，使用倒鏈微調(diào)導(dǎo)軌位置、方向，保證工字鋼導(dǎo)軌位于支撐梁中間，并監(jiān)測(cè)導(dǎo)軌安裝的順直度，最后將導(dǎo)軌與支撐梁焊接固定。

工字鋼導(dǎo)軌長(zhǎng)度同支撐梁跨度，與支撐梁焊接固定時(shí)，導(dǎo)軌端頭應(yīng)在支撐梁中間。重復(fù)上述步驟，完成工字鋼導(dǎo)軌的安裝，最后對(duì)導(dǎo)軌接頭打磨處理，以便后續(xù)風(fēng)管滑移安裝時(shí)能順利向前推動(dòng)，工字鋼導(dǎo)軌如圖4所示。

圖4 工字鋼導(dǎo)軌

3.6 風(fēng)管滑移支架制作

風(fēng)管滑移支架由水平支架(└50)、U形擋板(定制10mm厚成品U形鋼板，兩側(cè)帶孔)、滾輪(定制帶軸的成品滾輪)組成，按風(fēng)管寬1 250mm，水平支架下料長(zhǎng)度為1 350mm。在U形擋板外側(cè)距水平支架兩端頭35mm處，焊接固定擋板與支架(見圖5)。在固定好的U形擋板中間安裝滾輪，完成風(fēng)管滑移支架制作。

圖5 風(fēng)管滑移支架制作

3.7 風(fēng)管安裝操作平臺(tái)搭設(shè)

在風(fēng)管安裝的一端，采用鋼管或成品移動(dòng)架搭設(shè)操作平臺(tái)，其平臺(tái)作業(yè)高度與工字鋼導(dǎo)軌一致，平臺(tái)作業(yè)面需容納2人及2節(jié)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)管。

3.8 風(fēng)管組裝固定及滑移

根據(jù)風(fēng)管支架間距規(guī)范要求(支架間距≤3m)，本項(xiàng)目風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)節(jié)為1.25m，按間距2.5m設(shè)置滑移支架。在地面對(duì)風(fēng)管標(biāo)準(zhǔn)節(jié)進(jìn)行編號(hào)，從首節(jié)開始，每隔一節(jié)安裝滑移支架，支架置于風(fēng)管中間。

利用卷揚(yáng)機(jī)或倒鏈將風(fēng)管按編號(hào)運(yùn)輸至操作平臺(tái)，將首節(jié)風(fēng)管水平放置于導(dǎo)軌上，調(diào)整風(fēng)管位置，使?jié)L輪位于導(dǎo)軌中間，用螺栓固定第2節(jié)風(fēng)管與首節(jié)風(fēng)管，人工向前推動(dòng)一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離；用螺栓固定第3節(jié)風(fēng)管與第2節(jié)風(fēng)管，繼續(xù)向前推動(dòng)一標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離，重復(fù)上述步驟依次對(duì)風(fēng)管進(jìn)行組對(duì)安裝，直到風(fēng)管到達(dá)指定位置，風(fēng)管滑移如圖6所示。

圖6 風(fēng)管滑移

3.9 風(fēng)管滑移體系與導(dǎo)軌固定

風(fēng)管就位后，為防止風(fēng)管脫軌，在風(fēng)管兩端將滑移支架U形擋板與工字鋼導(dǎo)軌焊接，做最終固定。

4 施工效果

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

建筑工程施工成本主要包括各種人工、設(shè)備及材料成本等，采用網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管滑移安裝技術(shù)，相比于常規(guī)搭設(shè)滿堂架，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在降低人工和材料成本，具體經(jīng)濟(jì)效益分析如表1所示。

表1 經(jīng)濟(jì)效益分析 萬元

常規(guī)滿堂架搭設(shè)施工，架體搭設(shè)、拆除35d，風(fēng)管安裝30d，合計(jì)65d；采用此風(fēng)管滑移工法，通過卷揚(yáng)機(jī)、倒鏈等簡(jiǎn)易設(shè)備僅需45d即可完成風(fēng)管安裝，縮短施工周期，降低成本。

4.2 社會(huì)效益

鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管滑移安裝技術(shù)，可解決體育場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管安裝難題，在地面拼裝、操作平臺(tái)組裝滑移，降低高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保證作業(yè)人員安全，縮短施工工期，提高施工效率，受到監(jiān)理、建設(shè)單位一致好評(píng)，具有很大的應(yīng)用價(jià)值。

5 結(jié)語

大型體育場(chǎng)館鋼網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管滑移安裝技術(shù)，與常規(guī)搭設(shè)滿堂架或使用登高車安裝風(fēng)管方法相比，節(jié)省了大量人工、材料、機(jī)械，降低成本；采用抱箍將風(fēng)管與滑移支架鉸接固定，通過滑移支架底部滾輪、U形擋板將風(fēng)管水平放置于工字鋼導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌、支撐梁、支墩與下弦球焊接，形成風(fēng)管與鋼網(wǎng)架整體體系，與傳統(tǒng)風(fēng)管固定方法相比，可減少振動(dòng)及噪聲；有效解決傳統(tǒng)安裝帶來的施工周期長(zhǎng)、支架生根難、操作難度大等問題，實(shí)現(xiàn)無設(shè)備層的鋼網(wǎng)架內(nèi)風(fēng)管安裝，具有很強(qiáng)的實(shí)際操作性，可為后續(xù)類似工程施工提供參考。