浅谈网架整体顶升法在工程中的应用

朱国平

1 工程概况

郑西客运专线三门峡南站位于河南省三门峡市，主体结构为钢筋混凝土框架结构，候车大厅顶部结构形式为焊接球节点正放四角锥网架，支撑形式为周边下弦多点支撑，结构平面尺寸为109.200 m×48.000 m，结构平面投影面积5 242 m2，总重量约372 t。

2 本工程网架安装方案的选择

目前我国在大跨度网架安装施工中的吊装方法主要有整体吊装法、整体提升法、整体顶升法、高空滑移法、高空散装法、分块安装法等几种。鉴于本工程的特点和现场实际情况，对网架的现场安装，采用将网架分两片在地面组装，分别利用顶升施工方法分片就位，最后中心部分对接的安装方案。该方案网架安装速度快，质量容易保证，且有利于各工种之间交叉施工对施工场地的需求。

3 工艺流程

本工程网架安装工程从原材料、施工过程以及安装完成后的检测等各个方面均进行了严格控制，工艺流程见图1。

4 现场施工安装

根据本工程的节点形式、网格形式、现场条件等，采用网架小单元预制，分两片组织、焊接、顶升、封边就位的施工方法。

4.1 网架组装

网架组装顺序为:放线、验线→安装下弦网格→安装腹杆及上弦网格→网架整体顶升→网架高空合龙→网架验收。

1)网架材料进场后，首先进行报验。经现场监理确认合格，可使用。同时，在现场按照网架下弦节点轴线位置在地面放线，砌设下弦节点承台。承台规格240×240，高度根据球节点规格不同随位置调整，使下弦杆件离地面高度在400 mm～600 mm范围内，承台示意图见图2。

3)下弦网格符合标准后，预制网架中心部位的四角锥体，锥体包含相互对应的4个上弦节点、4个上弦杆、4个腹杆，组焊牢固后定位于相对应的下弦节点球上。锥体由4条风缆绳临时固定，用经纬仪调节锥体方位同时安装锥体周围12个腹杆。

用钢卷尺测量矢高，确认无误后点焊牢固。

四角锥固定完成后，由四角锥向四周同时扩散组装上弦杆、腹杆组合单元，将散装的上弦杆、腹杆按照施工图纸顺序跟随小单元安装定位。

安装过程中随时跟踪检查每个单元网格的矢高和单元尺寸，核实杆件、球节点对应位置是否准确，确保无误装、漏装杆件。

4)网架组装全部完成后，对整体网架进行焊前全面检查，严格遵循原设计图纸和JGJ 7-91网架结构设计与施工规程的相关规定，对每个单元网格和整体总拼尺寸用钢卷尺精确检查，确定轴线尺寸满足设计要求，并作好检验记录，方可进行下一道工序。

4.2 网架焊接

本工程网架焊接有V形坡口、角焊缝两种形式。网架球节点与钢管杆件连接焊缝采用钢管端部开30°～40°坡口与节点球面相吻合，形成全位置V形坡口焊缝，等级为二级焊缝。焊接完成后对网架的拉杆与球的对接焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准JBJ/T 3034.1焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法的规定，其抽样检验数不少于焊口总数的20%。其他附件节点均采用角焊缝，焊缝等级为三级焊缝。所有焊缝均要进行外观检查，检查依据现行GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范二级焊缝质量标准，并做好检查记录，备案待查。

4.3 网架顶升

本工程采用分两片顶升，中心空中对接的施工方法。顶起支架以1 m为一个标准节，标准节与标准节间采用螺栓连接，拆卸十分方便。液压油缸为特制，推力为 628 000 MPa，高度约为1.6 m，行程1.1 m。顶升前夯实地面，砌设顶升支架承台，上铺20 mm钢垫板。在承台上安装顶升支架，上部与网架上弦节点顶紧。然后把油缸安装在支架与承台之间，经检查、调试后开始顶升。顶升行程大于1.0 m后停止顶升，在支架的下方续装一个标准节，然后油缸回落，使支架落在下面的承台基座上，油缸继续回落并取下油缸和顶升支架吊臂换到下一个标准节上，继续进行下一循环，如此往复，直到把网架顶升至设计标高。

网架顶升验算采用MST2006软件进行，顶升点验算步骤如下:

1)建立力学模型;2)把网架的杆件截面配置按照设计图输入;3)网架的支座约束按顶升点设置;4)对网架顶升支点进行验算，得出杆件的应力分布情况、顶升支点反力、网架挠度。如果有超应力的杆件出现，则必须对该杆件进行加固。

结论:根据计算机验算结果显示，本网架设置顶升点合理，没有超应力状况，无需加固或更换杆件，满足顶升支撑要求。

对于网架顶升，在整个施工过程中属关键环节。由专人现场指挥，专业吊装工种人员操作，测量人员同步配合控制同步顶升。

4.4 网架封边、对接以及安装就位

网架顶升到位后，将已预制好的小单元组装定位于相应位置，同时安装散拼的弦杆、腹杆。封闭后的网架边缘可进行焊接。

两片网架高空分别就位后，应调整网架对接网格的距离，为此应在网架上方安装几组倒链供横向调整使用。

检查网架整体标高，防止高低不匀。标高与水平距离先合格一端，安装插入弦杆连接，连接杆件可以随时修正尺寸，重开坡口，但是修正杆件长度不能大于5 mm，应尽量保持原有尺寸。调整办法是一边拉紧倒链，另一边放松倒链，使之距离逐步合格。

已调整的一侧杆件应逐步全部点固后，放松另一侧倒链，继续微调另一侧网架的标高。可利用千斤顶在支座的位置控制标高。注意此时的调整上升或下降应该是少量的，逐步地进行，不能连续。边调整，边观察已就位点固一侧网架的情况，防止开焊。

网架另一侧标高调整后，用倒链拉紧距离，初步检查就位情况，基本正确后，安装对接处弦杆、腹杆，点固。网架四周杆件合龙点固后，检查网架各部尺寸，并按顺序、焊接工艺规定进行焊接。

网架全部就位后，检测挠度，作好记录。

4.5 组装钢结构装饰桁架

装饰桁架位于网架⑤轴～⑥轴、[13]轴～[14]轴，结构形式是圆管柱和H型钢主梁、檩条组成。需对各部位连接节点进行细化设计后精确下料，加工安装。安装方法采用网架上直接搭设平台，空中散装。

安装全部完成后，对拼装过程碰损的油漆部位进行补涂。

5 结语

本工程网架工程从顶升设备安装、地面拼接到高空对接以及装饰桁架的安装共计58 d，安装完成后一次性通过验收，为今后同类工程的施工起到了借鉴作用。