拔桿式提升技術施工應用

張巍（吉林大學第二醫院，長春130021）

拔桿式提升技術施工應用

張巍
（吉林大學第二醫院，長春130021）

某體育館鋼結構工程由橢圓球面網殼結構和門式剛架結構組成，工程跨度、覆蓋面積較大，場地內無法使用吊車進行吊裝，經研究對比，采用現場放樣拼裝，空中組對，利用拔桿式提升技術安裝。

雙層網殼；空中組對；拔桿式提升技術

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.160

1 工程概況

某體育館鋼結構工程由橢圓球面網殼結構和門式剛架結構組成。橢圓球面網殼為雙層經緯線型網殼，網殼跨度96.4m，內表面高度24.0m，網殼坐落在（標高4.750m）環梁上，總重量683t。

2 施工難點

該工程跨度、覆蓋面積較大，場地內無法使用吊車進行吊裝。并且安裝工期要求緊，不能采用傳統搭設腳手架方式施工，桁架吊裝成為本工程的施工難點。

3 方案選擇

針對工程特點和難點，吊裝方法選擇必須保證技術安全切實可行，對多種施工方案在安全可靠性、質量控制、工期控制、技術、生產工藝及成本投入5個方面進行了比較分析后，認為采用現場放樣拼裝、空中組對、利用拔桿絞磨分步提升的施工作業方案最為合理。

4 測量放線

本工程測量的主要項目包括定位軸線、標高、垂直度、彎曲矢高及整體幾何尺寸，安裝測量誤差需符合測量規范允許偏差[1]。

布設平面控制網，根據土建單位提供縱橫兩條控制線，采用直角坐標法定出主軸控制線，在距建筑物適宜距離內建立矩形控制點網。

高程引測，根據土建單位提供的基準點作為施工高程測設基準。

5 拔桿設計和安裝

5.1 拔桿定位

1）依據圖紙及吊裝方案，將吊裝方案中的拔桿位置在現場放樣定位，根據縱橫水平控制線，經復線無誤后，在施工現場利用全站儀及經緯儀設置水平控制網，將拔桿的圖紙坐標位置定位于現場。

2）根據土建給出的高程控制線，經復線無誤后，測出拔桿位置處柱腳標高，計算出拔桿長度。

5.2 拔桿設計

依據圖紙及吊裝方案，吊裝拔桿高33m，采用8根φ478mm、10根φ630mm圓鋼管，材質為Q235，每根拔桿重5.05t；吊索采用φ40mm鋼絲繩；跑繩、纜風繩采用6×19φ21.5mm鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強度1700N/mm2，鋼絲繩破段拉力為298kN[2]。攬風繩外端系于自制地錨端。拔桿布置如圖1所示。

5.3 拔桿驗算

拔桿設計需要進行整體穩定及底部加固等驗算，驗算主要內容如下：（1）外圈拔桿強度及穩定設計驗算；（2）內圈拔桿強度及穩定設計驗算；（3）拔桿底部加固設計；（4）混凝土板底部加固支撐計算；（5）底部地基承載力驗算；（6）吊點耳板設計及計算；（7）混凝土板底部加固支撐計算；（8）底部地基承載力驗算；（9）封頭繩及攬風繩設計及驗算；（10）地錨的計算，包括在垂直分力作用下的穩定性、在水平分力作用下側向土的強度、地錨橫木的計算；（11）吊裝所用鋼絲繩的允許拉力驗算；（12）吊裝綁扎鋼絲繩驗算。

圖1 拔桿布置圖

5.4 拔桿安裝

按照設計現場放樣定位拔桿，拔桿準確的水平位置可避免吊裝過程中拔桿與桁架相碰相刮現象。拔桿豎起后利用2臺經緯儀以水平90°夾角觀察拔桿豎直方向的垂直度。

6 橢圓球面網殼結構鋼結構吊裝

6.1 桁架提升第一階段

中央部分35.4m直徑范圍先制作胎架，利用拔桿將事先已組對好的單片桁架吊至胎架上，對桁架進行拼裝組對，拼裝組對后用6根拔桿進行整體提升到上表面標高為23.0m后停止提升。中央網殼整體提升就位后，可作為外圍管桁架組對的基點。同時外圍的桁架于地面進行放樣組對，為下一環的拼裝做準備。

6.2 桁架提升第二階段

以第一階段已完成部分為基準拼裝組對中央部分直徑為75.334m的剩余桁架（除第一階段已提升部分），如圖2a所示，拼裝完成后，利用增設的12根拔桿和第一部分的6根拔桿，對已完成的直徑為75.334m的中央部分同時進行整體提升。提升至頂標高為26.0m設計標高停止提升，提升后三維效果如圖2b所示。

圖2 第二階段桁架吊裝提升圖

6.3 桁架第三階段提升

第二階段對拼裝完畢后，將其提升到頂標高26.0m，與外圍主桁架進行組對，外圍的桁架于圈梁外側的平臺上組裝，利用自制拔桿吊裝外圍桁架與內側已吊裝就位的網殼拼接，部分桁架可用吊車吊裝拼接，當整個網殼拼裝完畢后整體就位，焊接支座與埋件板。采用對稱安裝的施工順序，保持整體平衡。

6.4 網殼結構調整

該方案的最大優越性在于，可以隨時監測結構微變及其應力狀態。如撓度觀測和動力測試。應用電測原理及手段，將結構內力搜集、分析、整理。形成報告。參照應力比作出局部調整。對網殼中央部分微調標高與角位移。改善工況，保證結構始終處于最佳受力狀態。

6.5 吊裝驗算

6.5.1 重心計算

吊裝構件時能夠確定出構件的重心位置，能有效地防止構件起吊過程中傾斜翻轉。根據形心計算公式，計算出形心位置，對于密度均勻物體，形心即物體的質心。計算結果可作為吊裝參考。根據理論計算數據作為實際吊裝技術指導，作好吊裝施工前的技術準備工作。考慮施工現場實際需要，在具體實施的方案中選擇“試吊平衡法”確定構件的重心，根據重心位置確定吊點位置，保證起吊時構件的平穩安全、防止翻轉發生危險。

6.5.2 吊裝驗算

（1）桁架桿件應力,根據吊點布置圖，進行桁架吊裝的模擬驗算；（2）桁架桿件位移：施工模擬吊裝過程中的位移計算，其中最大Z向位移為12.6mm，撓度為1/1095；（3）吊點處的反力：根據施工模擬，計算每個吊裝吊點反力。通過計算，此種吊裝方案結構的剛度和強度滿足要求。

7 結語

通過嚴格的計算和施工過程質量控制，吊裝過程順利，質量驗收合格。說明采用現場放樣拼裝、空中組對、拼裝后利用拔桿絞磨部分提升后階段拼裝的施工作業方案適用本工程，節約了工程造價和施工周期，值得在后續施工中推廣應用。

【1】G月50026—2007工程測量規范[S].

【2】中國建筑工業出版社.建筑施工手冊（第四版）[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.

Application of Pulling Rod Type Lifting Technology

ZHANG Wei
(The Second Hospital of Jilin University,Changchun,130021,China)

As teel structure gymnasium consists of ellipsoidal surface reticulated shell and portal frame structure. This engineering has a largespan and large area, it can not hoist with hoisting machine in the field.After discussing and comparing, it used the technology of laying off in site,assembly in air and pulling rod type lifting.

double-layer reticulated shell;assembly in air;pulling rod type lifting technology

TU758

B

1007-9467（2016）12-0142-02

2016-10-31

張巍（1980～），男，吉林長春人，工程師，從事建筑工程管理研究。