大跨度螺栓球形网架拼接与安装施工技术

2018-03-26雷秀清

建材与装饰 2018年52期

雷秀清

（山西三建集团有限公司 046000）

1 工程概况

某工程为储料仓工程，主体网架采用正放四角锥、螺栓球节点圆柱面网壳形式。网架长为150m，跨度为71.995m，弧度高为22m，总高度24.369m。网架投影面积10799.25m2，平面尺寸71.995m×150m，支承方式为上弦柱点支承。屋面系统采用0.6mm厚840型彩钢板与2.5mm厚FPR采光板间隔布置的网架屋面，屋面防水等级为Ⅱ级，屋面外板采用防腐板。

该地区基本雪压值为0.35kN/m2，地面粗糙度为B类；建筑抗震设防类别为标准设类.抗震设防烈度为Ⅶ度；设计基本加速度为0.10g，所在场地设计地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类。安全等级为二级；结构设计使用年限为50年。

因储料仓施工场地为建筑回填土、无法使用脚手架，而且网架跨度大，弧度高的情况下，还要必须保证架体的稳定性，拼接安装的安全性，网架位置的准确性及施工时间的有效利用。经过多方的考察研究、论证，采用大跨度螺栓球形网架拼接与安装施工工艺，确保工程的安全和质量，缩短工期，节约资金，降低了施工成本。

2 项目主要特点及难点

作为煤基油能源项目储料仓及输送系统工程的大型储煤仓，煤仓结构要求跨度大、净空高、覆盖面积广，以满足存储和作业空间。其特点及难点主要包括：

（1）工程跨度大：跨度为71.995m。

（2）钢网架制作及安装工程量大：杆件几何尺寸不一、数量较多，安装精度要求高，运输、安装难度大。

（3）储料仓工程由独立的螺栓球网壳组成，在地面组装和高空拼装过程中，各构件的受力状况与设计受力状况各不相同，施工工况需计算核定。

（4）网架跨度大、矢高高、支撑处标高相对较高，在组装和拼装过程中的刚度、稳定性、吊点反力、挠度、杆件内力等须进行施工验算，必要时需采取加固措施。

（5）杆件型号及截面尺寸相对较多，要求对施工组织、工厂生产调度、构件运输调度等进行精密组织，协调生产，以保证顺利安装。

（6）钢网架安装工况需根据安装计算，以满足拆除临时支撑后的杆件内力低于设计内力；同时，钢网架挠度控制和材料垂直运输也是本工程的难题之一。

（7）施工工期较短，安装质量控制难度较大。

3 施工技术

网架安装前，对支承面标高、轴线进行认真复核，做好图示记录。首先在地面分块拼装完起步网架，再利用1台大吨位汽车吊两两配合抬吊进行空中对接，形成一个稳定结构单元。在起步网架形成稳定结构单元后，以起步网架为基础，向两侧用拼三角架和推三角架的高空散装方法安装大部分网架。

（1）首先在地面分块拼装完起步网架，起步网架施工区域为A-M轴/12～14轴范围内。起步网架拼装合拢共分2块。

为保证后续网架起吊的安全稳定性，控制网架扭曲变形，Ⅰ号和Ⅱ号起步网架下部基础可扩大至12～15轴，Ⅰ、Ⅱ号网架均先在地面拼装，其中Ⅰ号在施工区域场地内拼装，Ⅱ号网架因Ⅰ号网架占地原因可在该区域旁侧场地就近反向拼装。

（2）起步网架地面拼装

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。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）起步网架吊装

①分块网架拼装完毕后，通过详细计算分析，决定选用2台和1台汽车吊进行高空吊装对接合拢。首先用吊车抬吊将Ⅰ号网架末端以1m/s匀速向上抬起，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因由于Ⅰ号网架需用2台25T汽车吊在俩侧站位抬吊，Ⅱ号网架在旁侧拼装后不能平移到施工区域，必须在Ⅰ号网架抬起至设计标高时反向旋转进入施工区域。选用50T吊车将Ⅱ号网架拎起地面反向旋转至安装区域（见图1），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50T吊车和25T吊车将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）（见图2）（图1为平面图，图2为立面图）。

图1 Ⅱ号网架旋转就位示意图

图2 起步网架对接合拢示意图

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。起步网架成型后，要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。

（4）大跨度螺栓球形网架拼接与安装施工质量验收

①施工检测控制点

架体的稳定性，拼接安装的安全性，网架位置的准确性及施工时间的有效利用。

②质量验收标准

a.主控项目

A.分条、分块单元拼装长度大于20m符合规范及要求。

B.钢网架、网壳结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，且所测的挠度值符合规范及设计要求。

b.一般项目

A.钢网架、网壳结构安装完成后纵向、横向长度、支座中心偏移、多点支承网架、网壳相邻支座高差、支座最大高差符合规范及设计要求。

B.钢网架、网壳结构安装完成后，其节点及杆件表面干净，无明显的疤痕、泥砂和污垢。螺栓球节点将所有接缝用油腻子填嵌严密.并将多余螺孔密封。

C.螺栓球节点网架、网壳总拼完成后，高强度螺栓与球节点紧固连接，连接处无间隙、松动等未拧紧现象。

（3）允许偏差项目及检验方法