正放四角锥螺栓球网架安装工艺技术

侯焕芝

（山西三建集团有限公司 山西长治 046000）

山西红山煤矿储煤棚主体结构为混凝土结构，屋面为正放四角锥螺栓球网壳结构，下弦柱点支撑形式，网架弦高27.5m，跨度47m，长度197m，网架厚度为2.2m，网架投影面积约9775m2。根据现场施工条件和网架为异形的特点，网架安装采用先地面分块拼装再高空对接合拢，形成一个稳定的结构单元后作为起步网架，然后整体网架采用高空悬挑安装的施工工艺。

1 施工总体思路

做好支承面标高、轴线复核等准备工作后，在地面分块拼装完起步网架，选用3台100T和1台130T全液压汽车吊进行高空吊装对接合拢，形成一个稳定结构单元。然后以起步网架为基础，向两侧用拼三角架和推三角架的高空悬挑工艺进行整体网架安装。

起步网架施工区域为A-C轴∕12-14轴范围内。起步网架拼装合拢共分2块Ⅰ号网架和Ⅱ号网架，再沿着11→1、15→23方向按小单元吊车高空悬挑完成结构安装，每个小单元由1个球4根杆件组成。

2 起步网架关键工艺技术

2.1 起步网架地面拼装

（1）起步网架施工特点就是在于将支座支承球在柱顶支座中转动，从而分块起步网架一端以支座支承球为轴另一端在吊车的作用下就可上下旋转，直至抬升到设计标高位置进行合拢拼装。

（2）Ⅰ号网架拼装时，先将支座按轴线位置固定在支承柱预埋螺栓上，再将支承点球直接搁置在支座中（待起步网架拼装合拢后再行焊接），以便球可以在支座中转动。以支座上的球为支撑旋转点，先将网架拼几节，然后利用25T吊车将末端抬高再拼几节后放下，将吊车向前移位再抬高再拼，以此类推，将网架向前拼装，直至拼到上弦杆15个节距位置，此时Ⅰ号网架拼装完毕。

（3）因考虑到Ⅰ号网架弧度大，跨度长的因素，为保证后续网架起吊的安全稳定性，控制网架扭曲变形，可采取如下措施进行加固，在12、14轴支座与起步网架末端倒数第三个下弦球之间用5T倒链和钢丝绳拉两道张紧绳，松紧程度以张紧绳刚绷紧为宜。

2.2 起步网架吊装技术计算分析

（1）起重机选择

根据设计软件自动生成的Ⅰ号网架吊点反力图，单个吊点67.3kN，约6.8t；起升高度为吊点高度28m+索具高度2m=30m，根据吊车机械性能表，QY100T汽车吊在起升高度40m、工作半径16m时，可吊重18t，网架在未装屋面板前受风面积较小，且吊重预留超过50%的余量，因此可满足吊装要求。

根据设计软件自动生成的Ⅱ号网架吊点反力图，网架重54.5kN，约为5.5t；起升高度，吊点高度11m+索具高度8m=20m，根据吊车机械性能表，QY130T汽车吊伸臂长度26m，工作半径16m，吊重31t，满足吊装要求。

（2）吊装钢丝绳选择

Ⅰ号网架吊装绳长度根据吊点位置，吊装角度拟计绳长为2m（双股）。根据吊装重量，钢丝绳所受拉力为67.3kN。查表选绳。选用6×37+1，d=22mm钢丝绳，其破断拉力为P=283kN，容许拉力T=P/K=283/6=47kN，（其中K=6为安全系数），双股的容许拉力为47kN×2=94kN>63.5kN，故Ⅰ号网架单个吊点选用22mm双股钢丝绳安全。

Ⅱ号网架吊装绳长度据吊点位置、吊装角度设计绳长为11m（双股）。根据吊装重量，钢丝绳所受拉力为54.5kN。查表选绳。选用6×37+1，d=24.0mm钢丝绳，其破断拉力为P=3336kN.容许拉力T=P/K=336/6=56kN，（其中K=6为安全系数），双股的容许拉力为56KN×2=112kN>54.5kN，故Ⅱ号网架单个吊点选用22mm双股钢丝绳安全。

2.3 起步网架吊装

（1）分块网架拼装完毕后，通过详细计算分析，选用3台100T和1台130T全液压汽车吊进行高空吊装对接合拢。首先用2台100T吊车抬吊将Ⅰ号网架末端慢慢向上抬起，让上弦支承球在支座中随着Ⅰ号网架末端抬起而慢慢滚动，直至网架被抬到设计安装位置。

（2）选用130T吊车将Ⅱ号网架拎起地面反向旋转至安装区域，将对应的上弦球安入支座内，再松钩将网架末端搁置在地面上，然后再用100T吊车和130T将Ⅱ号网架也慢慢抬吊至设计安装位置。最后按总体网架弧线角度调节好两端高低度，与Ⅰ号网架对接合拢（即安装中间空出的一节）。合拢时I号网架应使其略高于设计标高约100mm，先对接下弦杆（共2根），然后腹杆（共4根），对接过程I号网架吊钩缓慢下降，最后对接上弦（共3根）。

（3）合拢后，吊车松钩前应检查支座球部位是否有变形或移位，在高空作业的三人中应派两人从相反方向撤下时检查各节点是否安装到位，套筒是否有松动。松钩时各吊车要轻缓小幅度松钩，随时注意网架变形情况。

（4）起步网架成型后，及时对网架的挠度进行测量，看起步网架是否在吊装过程中有过大的变形。根据规范要求，挠度值不应大于跨度尺寸的1/250。

2.4 起步网架吊装注意事项

（1）拼装时杆件与球必须安装设计和施工规范要求完全拧紧到位，吊装前逐一检查，确保无一处遗漏。

（2）所有吊点的着力点都必须在螺栓球正中部位，不能让高强螺杆或杆件受力。

（3）对接时安排高空作业人员三名，吊装前将钢爬梯可靠固定于II号网架下弦供人员上下。

（4）支座的临时固定应安全可靠，地脚锚栓的双螺母应拧紧到位，支座底板及侧向板与埋件间每边的焊缝总长度不小于100mm，焊缝高度不小于10mm。

（5）吊车占位场地进行硬化，确保吊车吊装时支点不下陷，对吊装索具及钢丝绳进行检查，确认符合要求方可使用。

（6）对吊车刹车系统及安全闸进行检查，确认完好方可试吊起吊，吊车司机在吊装时严禁离开作业操作室。

（7）对吊车司机及参加吊装所有人员要进行安全技术交底，设置专人指挥吊装，统一指挥号令进行起吊及对接。提升时同步进行，统一信号步调一致，控制室应控制起重吊装受力情况，保证抬吊的两台吊车受力一致。

3 整体网架安装关键工艺技术

网架拼装前精确放线，确定螺栓球的水平面相对精确位置，作为定位球，其他球以定位球为基准取相对尺寸，进行拼装。在部分下弦节点处设置拼装支承点，以保证安装刚度，拼装所用支承应保证强度，防止下沉和网架变形。安装顺序，起步网架安装完成后，整体由一端推进，安装到头后再返回向另一端安装，具体安装时，由两个安装小组从两端低处向高处安装，在顶端合拢。

（1）首先在吊车下方的场地地面上拼装小单元网架，每个小单元有1个球4根杆件组成。利用QY25T吊车将原先在地面已组装好的小单元四角锥（小单元四角锥通常为一个上弦球、2根上弦杆、2根腹杆或一个下弦球、2根下弦杆、2根腹杆组成）在高空顺延起步网架沿A、B轴两侧方向对接散装。从A（B）轴沿着网架弧度往B（A）轴方向先装下弦三角锥，到头后再接着安装上弦三角锥，以此循环反复。

（2）网架安装之前，必须对支座进行临时固定，并派专人随时检查。吊装时，吊起小单元，缓缓提升至空中最佳安装位置，由施工人员根据安装图纸实行局部网架和起吊构件的对接。对接时迅速将螺栓对准相应的球孔，用扳手或管钳将此杆件拧紧到位，在拧紧过程中，腹杆队员晃动杆件，以使杆件与球完全拧紧到位。

（3）移动吊车进行下一吊工作，并在安装过程中不断检查安装情况，保证螺丝拧紧到位，在每个柱距网架安装结束时，检查误差情况并及时处理，防止误差积累，直至全部完成。

（4）焊接：全部网架安装完成后，进行支座底板与埋件间、支座板与支座球间的焊接。

4 质量通病防治

通病一：施工人员看错编号或找错构件，造成拼错杆件、螺栓球。

防治措施：安装前技术员按图纸对每个构件编号进行复核，确保无误。

通病二：累积误差过大及轴线偏差，导致支座中线偏出轴线位置。

防治措施：安装前对轴线进行复核，每个螺栓都要全部拧紧到位，不能有丝毫缝隙。

通病三：安装方法不当，以及累计误差过大，造成网架整体挠度过大，超过设计标准。

防治措施：安装时为避免误差累积，在施工过程中由专业人员进行全过程定点跟踪测量，在杆件、螺栓球安装过程中，每天早、晚各进行一次测量，记录控制点标高和垂直度误差，并将成果进行分析研究后，将处理方案提供给施工人员，由施工人员及时调整和控制误差。

5 结语

山西红山煤矿储煤棚屋面正放四角锥螺栓球钢网架通过采用高空悬挑法拼装网架，使网架如期合拢，取得了理想的效果，实践表明，此项工艺技术不仅技术先进合理，操作简便，而且安全可靠，就位精度较高。