大跨度钢结构网架的施工安全和质量控制

马敏慧

（广东 深圳 518000）

具有大跨度特点的钢结构已经逐渐广泛应用于我国建筑行业，该现象不仅对我国建筑水平的提高具有重要意义，也在一定程度上为人们的生产生活提供了便利。然而，本工程在施工中却依旧存在人员伤亡、产品质量受损等不和谐现象，这就限制了工程的正常发展。鉴于此，我们必须及时发掘有效的质量管理和安全控制方案，进而为问题的解决做出贡献。

1 三机位机库的工程施工概况和周围环境概述

三机位机库工程位于深圳宝安国际机场，本工程屋面网架平面呈长方形，东西向长度为135.2m，南北向宽度为43.1m。其中，屋面网架的主体结构为焊接球节点二层正放四角锥体系，网架矢高4.5～5.78m；在位于大门处（南侧）沿东西向为钢桁架体系。机库立柱为钢筋混凝土结构，其北侧共有12个立柱（含转角处）；东西侧的网架下方各有5个立柱；南侧钢桁架结构跨度135.2m，为机库大门。机库东、西、北三侧砼立柱之间设有砼柱作为间钢支撑。可见该工程跨度之广，范围之大。同时，该机库位于深圳，该地滨海，属于亚热带气候带，全年气温在22.4℃左右，最高温在35℃以上，同时，年降水量在1950mm左右，尤其是在雨季，降水频繁，且多伴有雷电大风现象。这就给本地机场的工程施工带来了天气压力，也将成为以后施工中，工人面临的外部压力之一。

2 钢结构施工中的安全和质量管理措施

2.1 质量控制方案

首先，需要注意网架提升平台的预埋件问题，必须把预埋件位置设置在后立柱下方，并要求具体高度为+18.000m；侧向支撑时，标高不变，位置在提升梁正下方。采用整体提升方案施工，把屋盖网架及大门桁架的上半部分在地面拼装为整体。这一过程就要注意网架起拱的控制，根据二次深化设计要求，把网架起拱的标高控制为+1.000m，并依据球节点位置、直径和起拱高度确定钢管长度。其次，要做好误差控制工作。每榀下弦节点、上弦节点焊接前，均应用水准仪、钢卷尺测量高低度、水平度、几何尺寸、挠度、做到每榀合格，整体合格；每安装三到五榀再作一次全面复检，以利发现问题及时处理。

按照施工方案，将已拼装完成的单元整体提升2.5m后暂停提升，安装大门桁架下半部分结构，待所有结构全部安装完成后，将整个屋盖钢结构整体提升至设计标高。在整体提升过程中的误差控制主要表现在：钢绞线的垂直度误差应控制在±1°以内；就支撑面而言，其标高误差控制在0～-3.0mm范围内，中心偏移最大为15.0mm；柱定位轴线的允许误差范围是3.0mm；柱垂直度的偏差则为L/1000且不大于10.0mm；螺栓露出长度误差则须在0.0～30.0mm这一范围内。同时，这一过程中，必须控制好整体提升同步性，为实现同步性，通过预先分析计算得到的网架结构整体提升过程中各吊点提升反力数值，依据计算数据对每台液压提升器的最大提升力进行相应设定。当遇到某吊点实际提升力有超出设定值趋势时，液压提升系统自动采取溢流卸载，使得该吊点提升反力控制在设定值之内，以防止出现各吊点提升反力分布严重不均，造成对永久结构及临时设施的破坏。

网架整体同步提升过程中，液压提升系统的同步性控制是稳定性控制的一个重要环节。首先是液压同步提升系统设备自身设计的安全性保障。通过液压回路中设置的液压自锁装置以及机械自锁系统，在液压提升器停止工作或遇到停电、油管爆裂等意外情况时，液压提升器能够长时间锁紧钢绞线，确保被提升结构的安全。其次是保证液压提升系统设备的完好性，在正式提升之前进行充分的调试，以确保其在整个提升过程中能够将同步精度控制在预先设定的安全范围之内。另外采用人工测量的方式进行辅助监控。提升前在每个吊点下方地面上设好测量点，提升过程中每提升一段距离（约5m），利用激光测距仪对每个吊点进行绝对高度测量，并进行高差比对。当相对最大高差大于预设数值时，立即通过手动控制的方式进行调整。

液压同步提升施工技术采用传感监测和计算机集中控制，通过数据反馈和控制指令传递，可全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能。通过计算机人机界面的操作，可以实现自动控制、顺控（单行程动作）、手动控制以及单台提升器的点动操作，从而达到整体提升安装工艺中所需要的同步提升、空中姿态调整、单点毫米级微调等特殊要求。

将集群的10台液压提升器中的任意一台提升速度和行程位移值设定为标准值，作为同步控制策略中速度和位移的基准。在计算机的控制下，其余液压提升器分别以各自的位移量来跟踪比对主令点，根据两点间位移量之差ΔL进行动态调整，保证各吊点在提升过程中始终保持同步。

此外，对于钢结构的焊接施工而言，要保证焊缝边缘圆滑过渡到母材，表面不允许有深度大于1mm的坚鋭凹槽（发现缺陷应采用打磨除锈或清锈后作焊补处理等），搭接角焊缝的焊脚应与部件厚度相同；有裂缝时（焊缝咬边具体控制应满足：深度≤0.5mm、咬边长度≤焊缝总长度10%，且小于100mm，焊缝两侧咬边累计长度≤焊缝总长度的15%；角焊缝≤20%），负责人应按同一类型的焊缝条数计算百分比，要把探伤长度控制在200mm以下。

其次，要控制好整体提升的落位准确度、标高和轴线控制。为保证落位准确，就要做好稳定工作，要把平面内、外稳定值均设为310MPa，把整体提升最大反力值控制在418kN，为保证提升平台的侧向稳定，要在两片支架之间增设连杆（连杆选用规格为Φ140mm×4mm的钢管，材质为Q345B）；提升梁标高位于预埋件正上方1950mm处；提升轴线要保证与两次提升加固杆件所在三角形高线垂直，穿过提升球的球心，位于前立柱和后立柱的中心。具体过程如下图所示：

图1 网架提升示意图

2.2 安全措施

2.2.1 负责人要监控好整体提升器材的可靠度

培养员工对整体提升过程中的提升梁、立柱、液压机设备的检查习惯，保证液压提升器器材配备类型控制为YS-SJ-405和YS-SJ-75，并注意检查大型设备脚手架的基础是否牢固，并做好钢绞线的质量检查，以提高整体提升的安全系数。

2.2.2 大风到来之前加固临时支撑脚手架

从深圳当地气候方面来说，在大风到来之前，负责人应对高耸的临时支撑脚手架等进行加固，及时清除表面的施工废料和各种轻质物品。当风力大于5级时，工作人员应停止室外作业。

2.2.3 施工人员要佩戴安全帽

高温天气时，以遮蔽阳光，安装工必须要戴好手套，高空操作人员要随时系好安全带。

2.2.4 注意用电

在用电方面，工地必须配备三相五线制的保护接零系统，使用具有专用保护的TN-S线路（该线路是“专用保护零线”，不得与工作零线相混用）；当检修电力设备时，工人应先断电，并使用手持电动工具、绝缘鞋、手套。工人架设橡皮电缆时，应沿墙壁或电杆设置。同时，施工队要保证电焊机等设备外壳按规程接地，以防止触电事故发生。

3 钢结构施工中要注意的问题

3.1 电力方面

工人在使用机电设备时，要严格实行“一机一闸一漏一箱”制，保证四项指标的单一性，严禁一闸多机及超负荷运行。

3.2 器械方面

工人要在砂轮机、电钻上加装漏电保护开关；对于电焊机、干燥机等发热设备员工要将其放在通风、干燥的地方，包好焊钳、把线和裸露接头保证无漏电现象。

3.3 在氧气和乙炔的使用方面

工作人员必须检查两个气瓶间距是否在10m以上，使用点火器进行点火。最后，工人也要做好焊接材料防潮工作，尤其是对正在施焊的焊缝部位，要在雨期遮盖防护棚，直至焊缝完全冷却到常温。

4 结语

我国跨度较大的钢结构建设在质量和安全上仍有很多问题，我们应该从这些问题出发，不断探索，从而为我国建筑事业的发展做出应有的贡献。

[1]张秀玉.整体滑移式脚手架架设高空大跨度钢网架施工技术[J].铁道标准设计，2010（7）: 124-127.

[2]刘侠.论钢结构网架施工过程和安装注意事项[J].建筑知识：学术刊，2012（2）: 77-78.