大跨度鋼結構網架的施工安全和質量控制

馬敏慧

（廣東 深圳 518000）

具有大跨度特點的鋼結構已經逐漸廣泛應用于我國建筑行業，該現象不僅對我國建筑水平的提高具有重要意義，也在一定程度上為人們的生產生活提供了便利。然而，本工程在施工中卻依舊存在人員傷亡、產品質量受損等不和諧現象，這就限制了工程的正常發展。鑒于此，我們必須及時發掘有效的質量管理和安全控制方案，進而為問題的解決做出貢獻。

1 三機位機庫的工程施工概況和周圍環境概述

三機位機庫工程位于深圳寶安國際機場，本工程屋面網架平面呈長方形，東西向長度為135.2m，南北向寬度為43.1m。其中，屋面網架的主體結構為焊接球節點二層正放四角錐體系，網架矢高4.5～5.78m；在位于大門處（南側）沿東西向為鋼桁架體系。機庫立柱為鋼筋混凝土結構，其北側共有12個立柱（含轉角處）；東西側的網架下方各有5個立柱；南側鋼桁架結構跨度135.2m，為機庫大門。機庫東、西、北三側砼立柱之間設有砼柱作為間鋼支撐。可見該工程跨度之廣，范圍之大。同時，該機庫位于深圳，該地濱海，屬于亞熱帶氣候帶，全年氣溫在22.4℃左右，最高溫在35℃以上，同時，年降水量在1950mm左右，尤其是在雨季，降水頻繁，且多伴有雷電大風現象。這就給本地機場的工程施工帶來了天氣壓力，也將成為以后施工中，工人面臨的外部壓力之一。

2 鋼結構施工中的安全和質量管理措施

2.1 質量控制方案

首先，需要注意網架提升平臺的預埋件問題，必須把預埋件位置設置在后立柱下方，并要求具體高度為+18.000m；側向支撐時，標高不變，位置在提升梁正下方。采用整體提升方案施工，把屋蓋網架及大門桁架的上半部分在地面拼裝為整體。這一過程就要注意網架起拱的控制，根據二次深化設計要求，把網架起拱的標高控制為+1.000m，并依據球節點位置、直徑和起拱高度確定鋼管長度。其次，要做好誤差控制工作。每榀下弦節點、上弦節點焊接前，均應用水準儀、鋼卷尺測量高低度、水平度、幾何尺寸、撓度、做到每榀合格，整體合格；每安裝三到五榀再作一次全面復檢，以利發現問題及時處理。

按照施工方案，將已拼裝完成的單元整體提升2.5m后暫停提升，安裝大門桁架下半部分結構，待所有結構全部安裝完成后，將整個屋蓋鋼結構整體提升至設計標高。在整體提升過程中的誤差控制主要表現在：鋼絞線的垂直度誤差應控制在±1°以內；就支撐面而言，其標高誤差控制在0～-3.0mm范圍內，中心偏移最大為15.0mm；柱定位軸線的允許誤差范圍是3.0mm；柱垂直度的偏差則為L/1000且不大于10.0mm；螺栓露出長度誤差則須在0.0～30.0mm這一范圍內。同時，這一過程中，必須控制好整體提升同步性，為實現同步性，通過預先分析計算得到的網架結構整體提升過程中各吊點提升反力數值，依據計算數據對每臺液壓提升器的最大提升力進行相應設定。當遇到某吊點實際提升力有超出設定值趨勢時，液壓提升系統自動采取溢流卸載，使得該吊點提升反力控制在設定值之內，以防止出現各吊點提升反力分布嚴重不均，造成對永久結構及臨時設施的破壞。

網架整體同步提升過程中，液壓提升系統的同步性控制是穩定性控制的一個重要環節。首先是液壓同步提升系統設備自身設計的安全性保障。通過液壓回路中設置的液壓自鎖裝置以及機械自鎖系統，在液壓提升器停止工作或遇到停電、油管爆裂等意外情況時，液壓提升器能夠長時間鎖緊鋼絞線，確保被提升結構的安全。其次是保證液壓提升系統設備的完好性，在正式提升之前進行充分的調試，以確保其在整個提升過程中能夠將同步精度控制在預先設定的安全范圍之內。另外采用人工測量的方式進行輔助監控。提升前在每個吊點下方地面上設好測量點，提升過程中每提升一段距離（約5m），利用激光測距儀對每個吊點進行絕對高度測量，并進行高差比對。當相對最大高差大于預設數值時，立即通過手動控制的方式進行調整。

液壓同步提升施工技術采用傳感監測和計算機集中控制，通過數據反饋和控制指令傳遞，可全自動實現同步動作、負載均衡、姿態矯正、應力控制、操作閉鎖、過程顯示和故障報警等多種功能。通過計算機人機界面的操作，可以實現自動控制、順控（單行程動作）、手動控制以及單臺提升器的點動操作，從而達到整體提升安裝工藝中所需要的同步提升、空中姿態調整、單點毫米級微調等特殊要求。

將集群的10臺液壓提升器中的任意一臺提升速度和行程位移值設定為標準值，作為同步控制策略中速度和位移的基準。在計算機的控制下，其余液壓提升器分別以各自的位移量來跟蹤比對主令點，根據兩點間位移量之差ΔL進行動態調整，保證各吊點在提升過程中始終保持同步。

此外，對于鋼結構的焊接施工而言，要保證焊縫邊緣圓滑過渡到母材，表面不允許有深度大于1mm的堅鋭凹槽（發現缺陷應采用打磨除銹或清銹后作焊補處理等），搭接角焊縫的焊腳應與部件厚度相同；有裂縫時（焊縫咬邊具體控制應滿足：深度≤0.5mm、咬邊長度≤焊縫總長度10%，且小于100mm，焊縫兩側咬邊累計長度≤焊縫總長度的15%；角焊縫≤20%），負責人應按同一類型的焊縫條數計算百分比，要把探傷長度控制在200mm以下。

其次，要控制好整體提升的落位準確度、標高和軸線控制。為保證落位準確，就要做好穩定工作，要把平面內、外穩定值均設為310MPa，把整體提升最大反力值控制在418kN，為保證提升平臺的側向穩定，要在兩片支架之間增設連桿（連桿選用規格為Φ140mm×4mm的鋼管，材質為Q345B）；提升梁標高位于預埋件正上方1950mm處；提升軸線要保證與兩次提升加固桿件所在三角形高線垂直，穿過提升球的球心，位于前立柱和后立柱的中心。具體過程如下圖所示：

圖1 網架提升示意圖

2.2 安全措施

2.2.1 負責人要監控好整體提升器材的可靠度

培養員工對整體提升過程中的提升梁、立柱、液壓機設備的檢查習慣，保證液壓提升器器材配備類型控制為YS-SJ-405和YS-SJ-75，并注意檢查大型設備腳手架的基礎是否牢固，并做好鋼絞線的質量檢查，以提高整體提升的安全系數。

2.2.2 大風到來之前加固臨時支撐腳手架

從深圳當地氣候方面來說，在大風到來之前，負責人應對高聳的臨時支撐腳手架等進行加固，及時清除表面的施工廢料和各種輕質物品。當風力大于5級時，工作人員應停止室外作業。

2.2.3 施工人員要佩戴安全帽

高溫天氣時，以遮蔽陽光，安裝工必須要戴好手套，高空操作人員要隨時系好安全帶。

2.2.4 注意用電

在用電方面，工地必須配備三相五線制的保護接零系統，使用具有專用保護的TN-S線路（該線路是“專用保護零線”，不得與工作零線相混用）；當檢修電力設備時，工人應先斷電，并使用手持電動工具、絕緣鞋、手套。工人架設橡皮電纜時，應沿墻壁或電桿設置。同時，施工隊要保證電焊機等設備外殼按規程接地，以防止觸電事故發生。

3 鋼結構施工中要注意的問題

3.1 電力方面

工人在使用機電設備時，要嚴格實行“一機一閘一漏一箱”制，保證四項指標的單一性，嚴禁一閘多機及超負荷運行。

3.2 器械方面

工人要在砂輪機、電鉆上加裝漏電保護開關；對于電焊機、干燥機等發熱設備員工要將其放在通風、干燥的地方，包好焊鉗、把線和裸露接頭保證無漏電現象。

3.3 在氧氣和乙炔的使用方面

工作人員必須檢查兩個氣瓶間距是否在10m以上，使用點火器進行點火。最后，工人也要做好焊接材料防潮工作，尤其是對正在施焊的焊縫部位，要在雨期遮蓋防護棚，直至焊縫完全冷卻到常溫。

4 結語

我國跨度較大的鋼結構建設在質量和安全上仍有很多問題，我們應該從這些問題出發，不斷探索，從而為我國建筑事業的發展做出應有的貢獻。

[1]張秀玉.整體滑移式腳手架架設高空大跨度鋼網架施工技術[J].鐵道標準設計，2010（7）: 124-127.

[2]劉俠.論鋼結構網架施工過程和安裝注意事項[J].建筑知識：學術刊，2012（2）: 77-78.