大跨度球节点网架整体提升技术要点分析

2018-03-24王林梅

山西建筑 2018年5期

王林梅

(山西汾阳网架建设有限公司，山西汾阳 032200)

随着经济的飞速发展和建筑行业施工技术的不断进步，大跨度网架结构成为轻型大跨度屋面的主要型式之一，大跨度网架结构应用的范围也越来越广，目前大跨度网架结构主要应用于大型加油站、体育场馆、火车站候车大厅、机场航站楼等人流量较大的建筑物或构筑物中。网架结构具有安装速度快、承载能力高、质轻、成本低等优点。网架结构一般为工厂预制，整跨或分跨运输至施工现场经现场的连接、整体吊装等工序将网架结构安装于设计指定位置。在现场吊装施工时，由于施工现场的各种不确定性因素影响，施工现场成为产生施工安全隐患的主要产生地之一。为确保人员安全的前提下，保质保量的按施工合同约定交工，是施工单位和监理单位相关负责人应尽的义务。本文通过对某工程大跨度球节点网架整体提升施工技术案例进行分析，总结出在网架结构提升前、中、后三阶段的施工控制要点，为以后类似的施工项目提供一定的技术参考。

1 工程案例

某钢结构厂房，设计使用122 m×90 m的双层正放四角锥钢网架，该网架的网格尺寸为6 m×6 m。由于厂房为三面钢柱设计，分别为西、南、北三方向设置钢柱，东侧未设置钢柱，因此钢网架为三面支撑，三面钢柱共计31根。该厂房钢网架下弦标高为28 m，而东侧厂房入口处设置反梁，此处钢网架下弦标高为21 m，钢网架上弦最高处标高为34.2 m。钢网架节点为焊接空心球节点，所有支座均使用球铰支座，所有钢材均使用Q345B级钢。

2 提升方案比选

该钢结构厂房钢网架下弦标高最低处为21 m，最高处为28 m；柱顶标高最低处为20.3 m，最高处为27.3 m，最高处与最低处相差7 m。因此在吊装提升时，若一次性提升到位则部分网架的胎架高度需增加7 m，极大的增加了施工的难度和危险系数；若两次累计提升到位，则经济性和安全性均得到有效保障。该工程使用两次累计提升到位的方法是先将东侧入口处网架与其他网架的上弦部分组装到位，使用大型液压提升系统将组装好的上弦部分提升至标高8 m的位置，之后再将下弦部分分别组装到位，将东侧入口处上弦杆的起吊点置换至下弦杆上后将网架整体提升至设计标高位置。国家相关现行规范规定，大型网架整体提升工程属于具有一定规模的危险性分部工程，在进行施工时必须组织专家论证。编制施工组织设计方案后，施工单位随机组织具有一定资历的、知名的、具有丰富施工经验的专家对该分部工程进行专家论证，专家们一致通过该施工方案，并提出相应的西部优化设计。施工单位在监理单位的监督和指导下对原施工方案进行相应优化并进行施工。

3 专项检测施工

专项检测施工包括对原材料的检测、焊缝的无损检测、钢绞线强度的检测、柱脚混凝土强度的检测和安全网冲击强度检测。对原材料检测主要是对制作球节点的钢材、无缝钢管和焊接时使用的焊条等成品或半成品的合格证和现场复检，确定原材料满足设计要求后方可进行下一步焊接、组装施工。对焊缝的无损检测主要是对钢网架中所有焊接位置委托第三方检测机构使用超声波法进行检测，若焊接位置存在缺陷则要求工厂进行返修处理，直至满足设计和规范要求后方可运输至施工现场。对钢绞线强度进行检测主要是对提升设备所使用的钢绞线强度进行取样检测，抽检结果若满足钢绞线出厂合格证明上的强度要求后方可运输至施工现场。对柱脚混凝土强度的检测主要是对钢柱与基础连接的杯口内细石混凝土强度进行检测，安装钢柱时施工单位应预留同配合比、同盘内的混凝土试块，供后续检测时使用。对安全网冲击强度进行检测主要是对组装完成后的钢网架下部铺设的安全网的冲击强度进行检测，检测结果满足设计要求后方可安装安全网。

4 钢网架提升前的联合验收

钢网架提升前的联合验收主要包括对钢网架拼接成品的质量验收、对提升设施的安全验收、对其他辅助措施的验收。

钢网架在施工现场组装完成后由监理单位组织各参加单位的专业负责人按照《钢结构工程施工质量验收规范》的相关规定对厂房和网架所有承重构件、钢材涂层厚度、柱垂直度等进行一系列抽检，若抽检结果不满足设计和规范要求时，应组织施工单位对其进行相应整改，整改后满足设计和规范要求后方可进行下一步施工。

钢网架在提升前需使用钢绞线将钢网架与提升设备进行连接并固定，因此验收时需对现场使用的钢绞线的外观缺陷进行检查，除此之外还应对施工人员上下爬梯的稳固性、柱顶脚手板的牢固性、安全绳的佩戴及质量情况、影响提升的杂物等进行一系列检查，检查通过后方可对安全方面进行验收。

提升钢网架时的辅助设施主要包括反向揽风地锚、柱顶绑扎点、防水平位移的倒链等，监理单位在验收时还应对这些辅助设施进行验收检查，所有上述项目均验收通过后方可进行提升施工。

5 钢网架提升施工

在对钢网架进行提升施工时，应对钢网架进行预提升、第一次提升施工和第二次提升施工三道施工工序。

5.1 预提升施工

预提升施工主要是对提升设备的考验和对钢绞线预张拉，如在预提升时分别以设计升力值的20%,40%,60%,80%,90%,95%,100%进行加载，加载至升力值的100%后将钢网架整体提升200 mm，以确保钢网架整体脱离胎架。预提升前应确保钢网架下方无工作人员，确保人员安全。

5.2 第一次提升

预提升过程中未发现其他异常后，应在预提升结束后的12 h后进行第一次提升施工，第一次提升前应对钢网架自身连接部位和提升设备是否存在异常，确保完全正常后方可进行第一次提升施工。第一次提升时的提升速率应小于83 mm/min，将钢网架整体提升至标高8 m位置处停止提升，将厂房东侧入口处的吊点经计算通过后变更至临近位置，且对该部位下部进行相应的临时支撑，之后再安装东侧入口处的桁架下半部分，安装完毕后再将更变至临近位置的吊点置换至东侧入口处桁架的下半部分。在两次变更厂房东侧入口处的吊点时，施工单位安排专人对钢网架的沉降和位移变形进行监测，监测结果表明：变更全过程中钢网架基本无明显的沉降和位移变形。

5.3 第二次提升

上述工作圆满完成后，应立即对所焊接的桁架进行超声波无损探伤检测，检测合格后方可涂防火漆、防锈漆及面漆等，监理检查通过后方可进行二次提升。二次提升前的准备工作同第一次提升时相同，提升速率使用提升设备微机的微调功能，将各吊点匀速、稳定的起吊至各柱设计标高处，之后再根据钢网架的挠度变形将某起吊点的提升高度进行微调，从而确保球节点稳定、无裂缝的坐落在柱顶设置的铰支座上。

对于具有下翻构件的大跨度球节点网架整体提升工程，应首先考虑使用二次提升技术。二次提升技术可在一次提升至指定高度后再安装下翻构件，不仅节约临时支撑的相关费用，同时还节约工期，提高了施工的安全性，较大程度的提高施工企业的盈利水平。