一種大跨度料棚網(wǎng)架的施工方法實(shí)踐和應(yīng)用

姜志勇

【摘要】新疆國泰新華準(zhǔn)東電廠干煤棚和河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司料棚網(wǎng)架及維護(hù)工程，屋蓋結(jié)構(gòu)形式均為螺栓球鋼網(wǎng)架三心圓拱形筒殼形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格形式為正方四角錐雙層網(wǎng)架，柱點(diǎn)支承，兩跨布局，工程跨度大，軸線尺寸分別為（87m×2跨）174m寬×168m長（準(zhǔn)東電廠）和（92.5m×2跨185m寬×208m長，為單曲面弧形筒殼。此類工程安裝安裝精度要求高、安裝難度大。本文詳細(xì)介紹了一種安全高效的施工方法，謹(jǐn)供業(yè)內(nèi)同行參考。

【關(guān)鍵詞】大跨度; 網(wǎng)架; 料棚; 施工

目前環(huán)保政策趨緊，大跨度鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架更加廣泛的應(yīng)用于冶金、電力以及水泥建材等很多行業(yè)的物料儲存大棚的建筑中。新疆國泰新華淮東一期2x350mw動(dòng)力站工程干煤棚網(wǎng)架及維護(hù)工程，屋蓋結(jié)構(gòu)形式為螺栓球鋼網(wǎng)架三心圓拱形筒殼形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)格形式為正方四角錐雙層網(wǎng)架，柱點(diǎn)支承。兩跨布局，中柱頂部設(shè)網(wǎng)架梁一道和筒殼網(wǎng)架連為一體。邊部支座點(diǎn)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂標(biāo)高為+0.35米，支座間距為8米。

1.工程施工方案簡述

本工程料棚網(wǎng)架的地面組裝和高空拼裝過程中，各構(gòu)件的受力狀況與設(shè)計(jì)受力狀況是不同的，安裝過程中的主要施工工況均需計(jì)算核定。本工程跨度大、矢高高，在組裝和拼裝過程中的剛度、穩(wěn)定性、吊點(diǎn)反力、撓度、桿件內(nèi)力等進(jìn)行施工驗(yàn)算，必要時(shí)需采取加固措施。

料棚采用中部起始段拼裝就位，從起始段向東向西兩側(cè)高空散裝，最后施工山墻。

安裝具體順序?yàn)椋浩鸩骄W(wǎng)架安裝→網(wǎng)架高空散裝→檁條安裝→屋面、封沿安裝→采光帶、風(fēng)機(jī)安裝。

本工程起步網(wǎng)架安裝為工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，為了縮短工期多創(chuàng)造工作面，計(jì)劃從中間11軸到13軸間網(wǎng)架作為起步網(wǎng)架。具體步驟如下：

1.1從11-13軸的支座處網(wǎng)格單元開始拼裝，拼裝時(shí)用汽車吊進(jìn)行網(wǎng)架端部提升以便網(wǎng)架安裝單元拼裝，見下圖：

1.2繼續(xù)沿跨度方向安裝。為了減少起吊重量，至支座起第10顆上弦球開始兩側(cè)各少裝一排上弦和下弦球。

1.3利用50噸汽車吊邊提升邊繼續(xù)安裝網(wǎng)架，保證施工人員在地面進(jìn)行網(wǎng)架拼裝，至如下圖形狀。同時(shí)將B軸線上一個(gè)柱距的網(wǎng)架大梁在地面平躺安裝好。

網(wǎng)架地面拼裝示意圖：

1.4將地面拼裝好的網(wǎng)架梁用150噸吊車吊至就位位置。

1.5利用6臺150噸吊車將地面拼裝好的各片網(wǎng)架高空組裝好，如下圖所示。

1.6網(wǎng)架高空合攏后檢查網(wǎng)架支座就位情況，可以利用倒鏈和吊車微調(diào)，使網(wǎng)架支座位置符合設(shè)計(jì)要求，隨后進(jìn)行支座焊接。

1.7卸載。

1.8第一穩(wěn)定單元完成后，分兩個(gè)作業(yè)面分別向兩長度方向采用高空散裝法安裝，直至網(wǎng)架安裝完畢。

2.安裝設(shè)備選擇

2.1網(wǎng)架合攏前最不利工況（如下圖）

2.1.1? 12-14軸、A-B軸網(wǎng)架重量約為57噸;按下列工況，提升力應(yīng)為39.41噸;

2.1.2吊裝高度為38.55米，吊裝幅度小于9米。

2.2選用2臺150噸全液壓汽車吊，在吊臂伸長43.1米，吊裝幅度為9米時(shí)每臺吊車能夠起重27噸，兩臺吊車起重量為2×27×0.8=43.2噸大于39.41噸。

2.3鋼絲繩計(jì)算

2.3.1安全繩用鋼絲繩計(jì)算：經(jīng)過查對網(wǎng)架安裝在進(jìn)行安裝過程中的施工人數(shù)，該安全繩上共有施工人數(shù)10人，按最多人數(shù)考慮，網(wǎng)架安全用鋼絲繩最大拉力為10×0.75kN=7.5kN。鋼絲繩外包塑套。

選擇鋼絲繩直徑為8mm;強(qiáng)度等級1470MPa;

6×19+1; 纖維芯; 查表：

鋼絲繩破斷拉力總和Pg=31.2×1.134=35.38kN

【P】=35.38×0.82/3.5=40333N=8.28KN

安全系數(shù)K=3.5

換算系數(shù)α=0.82

則允許拉力

8.28 kN >7.5kN

結(jié)論：安全繩選用直徑為8mm的鋼絲繩是安全的、滿足要求。

2.3.2網(wǎng)架約束用鋼絲繩計(jì)算

經(jīng)過施工實(shí)際模擬驗(yàn)算，網(wǎng)架約束安全用鋼絲繩最大拉力為15kN。選擇鋼絲繩直徑為15.5mm;強(qiáng)度等級1470MPa;6×19+1;纖維芯;查表：

鋼絲繩破斷拉力總和

【P】=141.75×0.82/3.5=33.21KN

安全系數(shù)K=3.5

換算系數(shù)α=0.82

則其允許拉力

33.21 kN >15kN

結(jié)論：拉接用鋼絲繩選用直徑為15.5mm的鋼絲繩是安全的、滿足要求。

2.3.3吊車用鋼絲繩驗(yàn)算

每個(gè)吊車起吊重量不超過25噸，按25噸計(jì)算

選用6×37，直徑為26mm鋼絲繩。

鋼絲繩的驗(yàn)算：

主吊點(diǎn)鋼絲繩受載計(jì)算

S=W/n/sin60=25/4/0.866=7217（㎏）

S-單根繩索承受的拉力;W-吊物重量;n-吊索根數(shù)。選擇6×37+1-170? φ26㎜鋼絲繩;查表其破斷力總和為500500（N）;考慮鋼絲之間受載不均系數(shù)0.82。安全系數(shù)為500500÷72170×0.82≈6（倍）。安全系等于規(guī)范規(guī)定的6倍的要求。安全！

按上述步驟進(jìn)行起步跨吊裝施工，邊安裝邊對各控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測量定位。網(wǎng)架安裝誤差控制與消除，節(jié)點(diǎn)的定位、變形、幾何尺寸的檢查、測量和控制。網(wǎng)架安裝存在焊接變形、安裝溫度變形、安裝精度變形，因此在安裝過程中會產(chǎn)生和安裝累計(jì)誤差。因此，在網(wǎng)架安裝時(shí)必須采取如下措施：

（1）利用全站儀、經(jīng)緯儀控制網(wǎng)架的定位精度;

（2）網(wǎng)架安裝時(shí)以直線狀前進(jìn)，最后由線形成面;

（3）網(wǎng)架每安裝一榀后，必須全部測量一次，在安裝下一榀網(wǎng)架時(shí)，采用反誤差的方式來消除前一榀的安裝誤差;

安裝結(jié)束后的測量

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)總拼及屋面完工后，分別測量其撓度值或豎向位移值，所測得的撓度值或豎向位移值不得超過設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求。

在項(xiàng)目部全體成員和業(yè)主支持下，該工程分項(xiàng)工程合格率100%，分項(xiàng)工程優(yōu)良率不小于90%，按國家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)確保鋼結(jié)構(gòu)工程一次交驗(yàn)合格。

新疆國泰新華準(zhǔn)東電廠的干煤棚于2017年施工完畢，稍后的河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司的料場大棚的跨度更大長度更長，施工難度又有所增加，但是按照上述施工方法也順利安裝。

上面的兩張圖片為河北龍鳳山鑄業(yè)的料棚起步吊裝照片。

通過新疆國泰和河北龍鳳山兩個(gè)大跨度鋼網(wǎng)架工程施工的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對網(wǎng)架施工的質(zhì)量和安全控制主要措施總結(jié)如下：

網(wǎng)架吊裝時(shí)，應(yīng)進(jìn)行吊裝工況驗(yàn)算，分析網(wǎng)架桿件內(nèi)力是否滿足吊裝要求。

吊裝時(shí)，吊裝點(diǎn)的個(gè)數(shù)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行重心位置的計(jì)算。吊裝過程中確保網(wǎng)架桿件不變形。當(dāng)天吊裝的網(wǎng)架要形成一個(gè)穩(wěn)定的空間體系。

合攏部分的網(wǎng)架施工，對已經(jīng)安裝好的網(wǎng)架進(jìn)行監(jiān)測。保證已經(jīng)安裝好的網(wǎng)架不至產(chǎn)生較大的撓度、溫度變形和施工變形。

參考文獻(xiàn)

[1]羅堯治. 《大跨度儲煤結(jié)構(gòu)—設(shè)計(jì)與施工》，2007中國電力出版社;

[2] 《拱形鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，2011，中國建筑工業(yè)出版社

（作者單位：江蘇華海鋼結(jié)構(gòu)有限公司）

【中圖分類號】TU356

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1671-3362（2019）05-0066-04