大跨度空间网架结构安装施工技术研究

2023-09-23杨荣强张洪明孟令智

中国建筑装饰装修 2023年17期

关键词：吊点网架高空

陈军张胥杨荣强张洪明孟令智

1 几种常见网架结构安装施工技术

现代施工领域存在多种不同类型的网架安装施工方法，如整体顶升法和高空散装法等。每种安装施工方法均具有不同的特点，适用于不同的建筑工程，需要根据具体情况选择最佳的网架安装施工方法，以确保工程施工质量，详见方法为：

1）整体吊装。先在地面上拼装全部网架，然后通过起重机将整个网架结构吊运到指定位置，以此完成网架安装施工。该安装施工技术开行路线短、停机点少，可进行其他环节施工作业。

2）整体提升法。在建筑柱子等结构上安装提升装置，于地面完成网架拼装，然后用提升装置将整个网架提升至预设位置。该方法无须大量临时支撑，施工效率快，施工周期较短。

3）整体顶升法。于地面完成网架结构的拼装，然后通过千斤顶逐渐将网架结构提升到预设位置。该方法操作方便，有利于跟踪网架结构质量，常用于重型屋盖系统及支点较少的点支承网架。需要注意的是，若屋顶高度较高则不适用该方法。

4）高空滑移法。根据网架结构特点，将整个网架分解成多个小模块，再利用墙、柱等结构上安装的滑轨装置，依次将所有网架结构运送至屋顶，最后在屋顶上对网架结构进行拼装。该方法具有施工周期短、有利于节约材料、对牵引设备要求较低等优势，常用于空间狭小的工业厂房工程。

5）高空散装法。该方法直接在高空拼装网架散件，常用于螺栓球节点的各种类型网架安装工程。

6）分块安装法。通过起重机等设备将预先制作好的条状、块状网架单元吊装到预设位置，然后对各构件进行拼装，从而得到完整的网架结构。该方法无须大量支架，可直接利用其他工程使用的吊装设备，常用于中小型网架工程。

2 工程概况

本研究中，选择玉溪卷烟厂就地技术改造项目作为研究对象。本项目位于云南省玉溪市红塔区红塔大道118 号红塔集团玉溪卷烟厂红塔厂区内，总占地面积约504313 m2，总建筑面积约183039 m2，共由4 部分构成，具体如表1 所示。

表1 工程具体情况

网架结构安装施工时，卷包一车间、制丝一车间采用高空散装法，卷包三车间采用整体顶升法，两种施工方式的原理、流程完全不同。基于此，本文选择卷包一车间进一步分析大跨度空间网架结构的安装施工。

3 大跨度空间网架结构安装施工流程

3.1 前期准备

为了确保整个网架安装工程施工质量符合规定要求，应做好前期准备工作，主要包括材料的采购与验收。本工程施工过程中，所需材料包括螺栓球、套筒和钉丝等，施工单位应详细对各种材料进行市场调查，准确了解每种材料的价格、性质，并通过横向对比选取最佳的材料，并在材料入场前进行验收，禁止不合格材料进入施工现场。通过钢卷尺、经纬仪等工具对现场进行测量，确定支座的标高与具体位置等信息，其中位置误差应控制在15 mm 以内，水平度误差应控制在1‰以内，若不符合要求，应及时予以调整。按照前期测量信息完成支座安装施工，通过锻焊的方式将其与预埋件固定到一起。由于网架减震支座具有多方向的活动性，还应通过定位螺栓进一步加固支座四周，以免后续出现位移问题[1]。

3.2 整体吊装

3.2.1 吊装点设置

卷包一车间网架吊装过程中：A1区起步跨网架吊装质量为88.5 t，总质量为789.368 t；A2 区起步跨网架吊装质量为70.54 t，总质量为941.347 t，因此采用10 台吊车。由于杆件呈对称布置，选取相同的吊点。针对吊车的特性，结合索具的承载力，在网架上共设置20 个吊点，每个吊点应与网架下弦螺栓球稳定连接在一起，且应符合受力要求。确定出吊点布置方案后，还要构建出相应的3D 模型，以判断吊点是否合理。

通过3D 模拟分析可以发现，本吊装方案变形量最大值约48.55 mm，最小值约39.8 mm。进一步计算可推导出构件的应力比为0.82，小于相关规范规定的1.0，符合要求，表明本工程可应用此吊装方法。

3.2.2 起重机选择

根据本工程网架的吊装要求，选择型号为QY130K 的汽车起重机，其参数如表2 所示。

3.2.3 吊点固定与试吊

确定出吊装方案与吊装设备后，按照设计吊点方案连接吊车与网架，吊索为Φ24.5 mm 的钢丝绳。检查索具与连接点，发现索具或连接点存在问题，应及时予以处理，以免后续出现高空坠落等问题，进而威胁现场施工人员的生命安全。需要注意，索具的最大承载力应高于50 kN。确保吊具与连接点无任何问题后，进行试吊操作，通过吊车的控制使网架缓慢抬起，待网架底部与地面相距约0.5 m时停止，静置10 min 以上。然后通过专业的仪器工具检测吊索、吊点的应力、变形量等，判断各方面实际值是否在设计值范围内。若不在设计值范围内，应进一步修改吊装方案，再次进行试吊实验，直到满足要求为止[2]。

3.2.4 吊装过程

试吊结束后，可正式进行网架屋盖的吊装施工。吊车停放时，与边跨的距离控制在约10 m，吊臂应与水平线呈45°夹角，提升高度峰值23.84 m。吊装施工时，需要注重以下4 个方面：第1，根据网架重量、吊装高度等信息设置合理的吊升速度，选择最佳的旋转角度，并实时测量吊升高度，以保证整个吊装施工顺利进行，提升支座定位的精确度。第2，网架上吊时，下方地面严禁任何人员进入，并安排专人在现场指挥，避免出现网架高空坠落的情况。第3，在网架跨中区域分别设置一些临时支撑，用于降低网架的挠度，以免网架吊装卸载前出现跨中变形问题，确保网架的整体质量。第4，当网架吊运至设计位置后，以水准仪为主要工具对网架进行4 分点挠度检测，判断网架挠度是否符合相关规定要求。若不符合要求，则应通过旋转吊机角度进行调整。

3.3 高空散装施工

3.3.1 散装构件拼装

整体吊装结束后，完成高空散装施工部分，散装吊装单元对接节点均采用双扣安全带。为了确定最佳的起吊方案，应在起吊前进行试吊实验，以使构件受力点、索具等符合要求，提升后续吊装的安全性。散装构件达到预设位置后，先对接上弦水平杆件，使得整个网架水平尺寸更为精确，再对接腹杆，以确保整个网架结构符合规定要求[3]。

3.3.2 网架单元拼接

利用散装构件的拼装形成网架单元，以扒杆吊为主要工具将网架结构吊装到指定位置。安装时，由右侧开始逐渐向左侧推进，整个安装过程均要进行检测，以确保各构件的角度、位置符合设计方案要求，提升整个网架单元的拼接质量。在连接高强螺栓与螺栓球时，需要以扭转扳手为主要工具，将两者拧紧，不可存在松动现象，避免建筑工程后续使用时出现问题。网架安装结束后，通过专用的仪器设备分别检测网架的标高、挠度、变形量等，判断各方面指标是否符合规定要求。若不符合要求，应提前予以适当调整，以保证网架安装的合理性。判断网架无任何问题后，应在其顶部适当位置安装檩托，以提升支座螺栓的紧固性，避免支座受到后续施工活动的干扰而出现脱落等问题。完成上述所有操作且网架工程验收合格后，施工单位可拆除临时支撑，以免干扰后续其他施工活动。

4 施工控制措施

4.1 质量控制

为了确保整个网架安装施工质量符合规定要求（表3），从以下4 个方面进行控制：

表3 网架安装误差要求表

1）网架通常由诸多构件拼接而成，每个构件拼接时均会存在一定误差，导致网架出现较大的积累误差，影响整个网架的施工质量。网架安装施工时，为了控制积累误差，应随时检测拼装完的网架，并根据检测结果进行调节，确保网架整体误差处于规定范围内。其中：对角线误差应控制在±3 mm 范围内；下弦节点偏移量应控制在±2 mm 范围内；整体横纵偏差应控制在±2 mm 范围内[4]。

2）整体下弦拼接完成后测量其尺寸，必要情况下需要通过经纬仪进行校正，并以水平仪为主要工具测量各点位的高低差，进而作出相应调整，提升网架的精确度。

3）为了保证整个工程顺利进行，在下弦拼接前，应根据图纸内容分别赋予对应构件相应的编号，并按照编号依次运输到现场，防止由于构件数量过多而影响网架的组装效率。

4）开展技术交底工作，由设计人员详细向施工人员讲解设计方案内容。若施工人员遇到不懂的地方，设计人员应及时讲解，以提升他们对设计方案的了解程度，保证后续施工活动更好地进行。

4.2 安全控制

网架安装施工属于高空作业，若出现安全事故，不仅影响工程顺利进行，而且还会威胁现场施工人员的生命安全。

因此，本工程施工时还应做好安全控制工作。第1，网架吊运前，必须观察并计算吊点、索具等的受力情况，防止后续因受力过大而导致网架结构掉落。第2，整个施工过程中，必须在现场安排专人巡视施工现场，判断是否有无关人员进入。若发现，应及时将其清出现场，以免出现突发事件。必要情况下，将网架安装施工现场围挡起来，并在外部挂设危险警示牌，以阻止其他无关人员进入。同时，观察索具或吊点处是否出现异响。若有异响则应在第一时间上报给现场指挥长，由指挥长与其他相关人员协商，及时解决存在的隐患，避免发生更严重的问题[5]。第3，组建专业的现场安全管理小组，由该小组全面监测施工现场，及时发现现场的违规操作问题，向相关人员指正并做出相应的处罚，以提升整个现场作业的安全性。第4，注重施工现场的风速检测，并根据风速水平调节施工方案。如果发现现场风速超过15 m/s，应暂停施工，避免网架高空飘荡增加索具和吊点的受力，防止因大风导致网架掉落。