高速公路收费站天棚网架分条分块法安装施工

2021-03-06席利利

科学技术创新 2021年4期

关键词：天棚网架杆件

席利利

（甘肃省平凉高速公路处，甘肃平凉744000）

1 基本工况

1.1 天棚结构形式

凤口收费站收费天棚长125m，宽21m，一层建筑高12.35m，投影面积2530.36 平方米，结构形式为正放四角锥螺栓球节点（图1）碳钢网架，采用下弦柱点支承，共有12 根钢构支承柱,网架整体支承在柱顶部，采用檩拖找坡。

荷载作用在节点上，杆件不承受横向荷载，上弦恒荷载0.40KN/m2，活荷载（不上人）0.50KN/m2，下弦恒荷载0.20KN/m2，檩条活荷载0.50KN/m2。

图1 螺栓球节点

1.2 螺栓球受力原理

1.2.1 受力原理

螺栓球节点受力形式与网架的安装工艺密切相关，其根据杆件受力不同（受拉或受压），传力路线和零件作用也不同：当杆件受拉时，传力路线为：拉力→杆件→锥头→螺栓→钢球，此况下，套筒不受力；当杆件受压时，传力路线为：压力→杆件→锥头→套筒→钢球，此况下，螺栓不受力。

1.2.2 螺栓球节特点

a.适应性强，不产生附加的节点偏心；

b.避免大量的现场焊接工作量；

c.运输和安装方便；

d.零部件多，加工精度要求高；

e.工序复杂，制造费用较高。

2 施工工艺

2.1 安装工艺流程

天棚网架安装前确保支座安装位置正确，然后根据起重运输难程度选择整体吊装或高空散装的方案，安装完成后检查测量并验收，具体安装工艺流程如下：（图2）。

图2 天棚网架安装工艺

2.2 天棚网架安装前工作

2.2.1 原材料的检查验收

天棚网架安装前对高强螺栓、螺栓球、杆件等进行质量成品验收，严格按照《钢结构工程施工质量验收规范》规定执行，超出允许偏差的构件禁止使用，主要构件检查内容及注意事项如下：高强螺栓：成品不允许任何部位、任何深度或任何长度的淬火裂纹，检查型号有无漏装和错装，出厂合格证、扭矩系数或紧固轴力（预拉力）的检验报告是否齐全，并按规定作紧固轴力或扭矩系数复验。螺栓球：表面应光滑，用放大镜观察不得有裂纹、麻点及过烧现象。杆件：长度、管径、厚度有无偏差。焊接材料：检查品种、规格、性能，质量合格证明文件、检验报告及中文标志等是否齐全，有疑问的应进行抽样复验。

2.2.2 基础施工

凤口收费站收费天棚采用钻孔灌注桩，混凝土强度等级C30，桩径700mm，有效桩长12.55m，成桩工艺采用旋挖干作业成孔灌注，施工前采用堆载法试桩。基础为三桩承台基础（图3），基础定位的精确度是后期天棚网架能否准确、顺利安装的决定性因素，在承台施工中必须进行多级复核，采取有效措施保证地脚螺栓和预埋板的埋设位置定位准确。

图3 基础详图（单位：mm）

2.2.3 支座的安装

12 个承台基础上安装钢柱，天棚网架支座与钢柱顶预埋钢板焊接连通（图4），预埋钢板与柱子内也是焊接连通，安装时再次复核轴线标高。

图4 支座示意图（单位：mm）

3 天棚网架安装

整体吊装法：按照设计图纸，在地面将天棚网架一次性拼装成型，采用起重设备吊装就位，整体固定在支座上。一般适用于网架尺寸较小，且施工场地不受限制的工况。高空散装法：搭设操作平台，选择合理的拼装顺序（从一端向另一端；从中间向两端，从中部向四周），在平台上直接拼接天棚网架构件（或小拼单元）。此法网架整体受力自然，一般适用于起重运输较困难的地区，或小拼单元用起重机吊至设计位置的工况，但施工进度较慢。分条分块法：在地面把天棚网架拼成条状或块状扩大单元体，再用起重设备吊装到设计位置，空中分段拼接为整体。根据网架的结构形式、起重机性能、现场条件，多方论证优化方案，确定切实可行的安装方法。风口收费站天棚网架采用分条分块法施工，沿长跨方向分为3 段，即40+45+40m 三跨，在高空进行总拼施工，但需对主桁架进行拼装施工验算。

3.1 单元划分原则

根据天棚网架支座数量及位置分布情况，沿天棚网架长跨或横向分割若干矩形区段和单元，确保分割后的单元具有足够的刚度，并保证自身的受力属性和几何尺寸不变，本工程网架杆件设计最大拉力/压力为397.17/-354.14KN。

3.2 地面拼接

拼装顺序：下弦节点→下弦杆→复杆及上弦节点→上弦杆→校正→全部拧紧螺栓。按照设计图纸，对网架上下弦杆、腹杆、螺栓球进行编号，一般从一端开始，以一个网格为一排，逐排步进，校正前的各个工序螺栓均不拧紧，如经试拼确有把握时，也可以一次拧紧，套筒与球之间不允许出现裂缝，所有接缝和多余的栓孔应用油腻子密塞。地面拼接时，在节点下设置支撑，以确保天棚网架杆件不发生变形。