大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)淺析

曾令恒

（廈門(mén)太古飛機(jī)工程有限公司， 福建 廈門(mén) 361000）

0 引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，專業(yè)技術(shù)操作水平越來(lái)越高，建筑行業(yè)也是如此。專業(yè)的設(shè)備輔助越來(lái)越普遍，鋼結(jié)構(gòu)的使用也越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于建筑行業(yè)。現(xiàn)代大跨度施工對(duì)技術(shù)支撐的依賴性更大，為了使有特色公共建筑滿足要求，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成為必然。

1 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的安裝概述

在現(xiàn)代建筑中大跨度大空間的建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越多，廈門(mén)太古飛機(jī)維修廠房五期擴(kuò)建工程（VB維修機(jī)庫(kù)），采用了大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)。機(jī)庫(kù)維修大廳包括鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合、鋼桁架結(jié)構(gòu)、屋面懸掛系統(tǒng)、小門(mén)平臺(tái)結(jié)構(gòu)及柱間支撐體系等施工的過(guò)程中采用滑移式承重架安裝技術(shù)。機(jī)庫(kù)維修大廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)面積161.6m*75m。網(wǎng)架網(wǎng)格為5.00m*5.05m，網(wǎng)架高度4.0,～ 7.78m，網(wǎng)架下弦凈高為27.00m,鋼拱架凈高為17.98m。桿件總重量為970.73噸；鋼球重量為363.31噸，柱間支撐為327.16噸。網(wǎng)架采用鋼管結(jié)構(gòu)，Q345B焊接空心球節(jié)點(diǎn)，空心球最大直徑為800mm；網(wǎng)架桿件鋼管采用Q345B直縫焊接鋼管或無(wú)縫鋼管；安裝工期為5個(gè)月順利完成。

機(jī)庫(kù)網(wǎng)架施工的過(guò)程中，所應(yīng)用的是工藝腳手架滑移方法，可以在原來(lái)的位置安裝。地面采用塊體制作的方法，使用行走式塔吊結(jié)合使用小跨吊裝塊體、構(gòu)件，使用履帶吊吊裝塊體和構(gòu)件，各項(xiàng)施工都在高空原來(lái)的位置進(jìn)行，包括補(bǔ)空、網(wǎng)架成型、固定支座等等。整體的安裝施工都按照規(guī)定的流程進(jìn)行，不能有任何的失誤。

塊體制作與單元拼裝的化分為四個(gè)滑移區(qū)域（見(jiàn)腳手架平面圖如下），使得高空作業(yè)量減少，施工的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)達(dá)到降低，而且還保證了施工人員安全。塊體制作與單元拼裝都是從短軸靠附建樓一端（H軸）向另一端（A軸機(jī)庫(kù)大門(mén)）方向按照進(jìn)行拼接；網(wǎng)架式腳手架跟著滑移。大廳的每單元網(wǎng)架的拼裝施工都在網(wǎng)架式腳手架上進(jìn)行，在進(jìn)行拼裝、滑移的時(shí)候，要嚴(yán)格按照工況驗(yàn)算進(jìn)行拼裝，之后，與大門(mén)拱架之間建立連接，構(gòu)成一個(gè)整體，確保整個(gè)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀，之后固定好支座。在高空安裝施工中，還需要在網(wǎng)架上設(shè)置一排支點(diǎn)，確保安裝單元與上一單元處于同一標(biāo)高上。

大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱組合結(jié)構(gòu)在滑移安裝技術(shù)上存在明顯的優(yōu)勢(shì)，所以在現(xiàn)代的大跨度網(wǎng)架建筑中廣泛應(yīng)用。廈門(mén)太古飛機(jī)維修五期擴(kuò)建廠房（五期B機(jī)庫(kù)）采用鋼網(wǎng)架與鋼拱架結(jié)構(gòu)組合，是由中國(guó)航空航天設(shè)計(jì)研究院經(jīng)過(guò)對(duì)比新加坡國(guó)家航空公司樟宜機(jī)場(chǎng)機(jī)庫(kù)、首都機(jī)場(chǎng)306m四機(jī)位飛機(jī)庫(kù)而選定的，從維修工藝，結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選等方面綜合選擇鋼網(wǎng)架與鋼拱架結(jié)合空間結(jié)構(gòu)，而拱架的水平推力在兩拱腳支座處采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土拉桿結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C50，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高強(qiáng)低松弛，無(wú)粘結(jié)鋼絞線，鋼絞線的強(qiáng)度等級(jí)為 1860MPa ;預(yù)應(yīng)力拉桿受力大，長(zhǎng)度 160多米，工作面小，工序又多，而且和鋼拱架連接很復(fù)雜，參與單位也較多，特別是這種超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力采用兩端同時(shí)張拉的應(yīng)力和應(yīng)變等參數(shù)的控制難度是相當(dāng)大的，因此需要各單位通力協(xié)作，高度重視，精心組織管理、檢查和校核才能確保其位置、標(biāo)高及斷面的準(zhǔn)確。[1][2][3]

2 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)難點(diǎn)重點(diǎn)

2.1 連接方法

鋼結(jié)構(gòu)組合連接方法有三種：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接。本工程網(wǎng)架桿件與接點(diǎn)球或支座采用球焊接連接；在鋼拱架部分有兩種連接方式，桁架柱體（拱架腳）部分采用10.9級(jí)40Cr鋼高強(qiáng)螺栓拼裝連接，鋼大門(mén)桁架結(jié)構(gòu)和鋼大門(mén)頂拱架結(jié)構(gòu)采用鋼管與節(jié)點(diǎn)球焊接連接。必須選用承重結(jié)構(gòu)鋼材，空心球及支座球、網(wǎng)架鋼管采用Q345-B鋼材；采用E50系列焊條；自動(dòng)焊接的和焊劑應(yīng)采用H08A、H08E焊絲配合高錳型焊劑，或H08Mn焊絲配合中錳型、高錳型焊劑或H10MnZ焊絲配合無(wú)錳型或低錳型焊劑。網(wǎng)架下弦球的吊車節(jié)點(diǎn)型鋼、鋼板、封板、錐頭和套筒采用QQ235-B鋼材；檁條、圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用QQ235-A鋼材；采用E43系列焊條；自動(dòng)焊接的和焊劑應(yīng)采用H08、H08A、H08E焊絲配合中錳型、高錳型焊劑，或H08Mn、H08MnA焊絲配合無(wú)錳型、低錳型焊劑。鋼管與球的連接采用剖口等強(qiáng)度對(duì)接焊，空心球焊縫、鋼管與球連接焊縫、支座節(jié)點(diǎn)焊縫、鋼管拼接焊縫、吊車懸掛節(jié)點(diǎn)焊縫均為一級(jí)結(jié)構(gòu)焊縫，需 100%進(jìn)行超聲波探傷，焊工須經(jīng)過(guò)焊接工藝考核合格或經(jīng)過(guò)全位置焊接培訓(xùn)考試合格取得焊工證后才能施焊。

2.2 網(wǎng)架安裝

網(wǎng)架安裝采用塔式吊車，塊體吊裝就位后用1.5噸倒鏈臨時(shí)固定，塊體間散裝桿件補(bǔ)空，從下弦開(kāi)始，之后是腹桿，然后是上弦，之后是點(diǎn)焊與正式焊接次序，拼裝的次序都是相同的，單元安裝次序由中跨向兩邊跨進(jìn)行，逐單元安裝。塊體吊裝必須四點(diǎn)綁扎，其中有兩點(diǎn)用于3.2噸倒鏈進(jìn)行斜放調(diào)整邊緣塊體在指定的位置之后，需要將支座臨時(shí)固定，采用電焊的方法，或者使用螺栓固定，支座不能產(chǎn)生位移。每個(gè)單元拼裝都含檁條，先網(wǎng)架、檁托、再檁條。每拼裝、焊接完成一個(gè)單元，進(jìn)行測(cè)量、檢查、核對(duì)合格后，填寫(xiě)單元驗(yàn)收記錄，多方驗(yàn)收合格后腳手架方可滑移離開(kāi)，進(jìn)行下一單元拼裝。

2.3 網(wǎng)架式腳手架滑移

1滑移牽引方式

（1）、滑移軌道是將鋼軌與滾輪組合，滑移軌道安裝平直度和水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。

（2）、牽引設(shè)備使用5噸的倒鏈2臺(tái)，均為手動(dòng)操作，在設(shè)置的過(guò)程中所采用的方式需要重點(diǎn)技術(shù)因素：雖然腳手架支座附近桿件的受力的分布保持均衡狀態(tài)，但是可以避免負(fù)面的應(yīng)力影響；將滑移速度控制在每分鐘50mm，要保持平穩(wěn)狀態(tài)。

（3）、滑輪組牽引點(diǎn)需要固定在軌道上，軌道對(duì)反向力可以起到一定的承擔(dān)作用。

2、滑移計(jì)算

（1）、網(wǎng)架式腳手架、板以及附加腳手管等等的總體重量是70噸。

（2）、腳手架滑移所采用的滾動(dòng)摩擦方法，摩擦阻力會(huì)相應(yīng)地減少。此時(shí)，控制軌道的水平度偏差控制在5mm以內(nèi)。滾動(dòng)凈摩擦系數(shù)是0.04，阻力系數(shù)是1.15，所需要的總牽引力按照如下的公式計(jì)算，為：

Ft=μ*η* Gok

Ft=0.04*1.15*700

Ft=32.2 KN

每條軌道上所需的牽引力為：F= Ft/2=32.2/2=16.1 KN

（3）、5噸倒鏈可提供的牽引拉力S=50KN，大于16.1KN牽引設(shè)備所能提供的牽引力滿足腳手架滑移的需要。

3、滑移步驟

（1）、每次安裝網(wǎng)架以及完成焊接之后，安裝主檁條和次檁條，之后是補(bǔ)刷面漆，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收合格之后，將千斤頂使網(wǎng)架降下，要求支承點(diǎn)之間不能緊挨著，處于地面的支承點(diǎn)，松開(kāi)腳手架，然后進(jìn)入到腳手架施工狀態(tài)。

（2）、要保證該滑移處于同步狀態(tài)，相互之間使用講機(jī)聯(lián)系。如果存在不同步的問(wèn)題的時(shí)候，相互之間的差距超過(guò)30毫米，就要調(diào)整時(shí)間。

（3）、在每個(gè)滑移單元的終點(diǎn)位置都要設(shè)置陰進(jìn)器，防止超滑；每次腳手架滑移到指定的位置，就需要按照規(guī)定將攬風(fēng)繩拉設(shè)好；兩臺(tái)倒鏈型號(hào)要保持相同，鋼絲繩均為φ21mm[4]。

3 大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)移動(dòng)式承重架滑移技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

本研究的過(guò)程是廈門(mén)太古飛機(jī)維修中心五期擴(kuò)建（B機(jī)庫(kù)）工程項(xiàng)目。工程項(xiàng)目所在具體位置是廈門(mén)航空工業(yè)區(qū)內(nèi)，太古五期東南側(cè)，總占地面積101847.813平方米，總建筑面積45791.64平方米；停機(jī)坪面積47862.57平方米，其中大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合空間結(jié)構(gòu)機(jī)庫(kù)維修大廳面積12075平方米。在網(wǎng)架與拱架組合結(jié)構(gòu)施工采用移動(dòng)式承重架滑動(dòng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下四點(diǎn)。

3.1 提高綜合施工效率

在建筑工程施工之前，設(shè)計(jì)人員和施工人員都要做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，對(duì)安裝施工技術(shù)要充分熟悉，準(zhǔn)備好建設(shè)材料，還要多方位引薦國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)的管理措施，多層次借鑒先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，做好工程施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察調(diào)查工作，使建筑施工組織設(shè)計(jì)有較高的可靠性。將團(tuán)隊(duì)成員的積極性激發(fā)起來(lái)，是他們的聰明才智得以充分發(fā)揮；掌握過(guò)硬本領(lǐng)，立足崗位成長(zhǎng)、成材。形成一個(gè)執(zhí)行力強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)。施工組織設(shè)計(jì)合理，前期籌備充分，設(shè)備資源優(yōu)化配置，上級(jí)主管部門(mén)檢查、督促、落實(shí)本工程大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)滑移網(wǎng)架腳手架安裝技術(shù)，施工中各級(jí)工作人員，各工種通力協(xié)作，為廠房其它空間提供工作面，實(shí)現(xiàn)“平面流水”，“立體交叉”,主體工程、輔助工程的相互銜接和配合作業(yè)。

3.2 節(jié)約施工成本

企業(yè)要長(zhǎng)期穩(wěn)定地生存下去，就要?jiǎng)?chuàng)造交流稿的經(jīng)濟(jì)效益，這也是企業(yè)發(fā)展的基本條件。企業(yè)要獲得經(jīng)濟(jì)效，就需要在乎思想上提高重視程度，合理設(shè)計(jì)技術(shù)方案，提高管理效能，并落實(shí)到具體工作中。施工組織設(shè)計(jì)和各種施工方案的制定過(guò)程中，要針對(duì)工程實(shí)際認(rèn)真研究，設(shè)計(jì)多個(gè)方案，進(jìn)行比對(duì)、選擇，丟與施工組織設(shè)計(jì)和方案要充分考慮，確保其可行性以及合理性。按照本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，嚴(yán)格管理制度，崗位責(zé)任制；節(jié)約了腳手架搭設(shè)時(shí)間，材料和施工設(shè)備占用時(shí)間；機(jī)械化程度提高，減少了人力勞動(dòng)力；將組織、計(jì)劃、實(shí)施方面與人員、機(jī)械、材料有機(jī)結(jié)合，降低了施工成本，在該工程實(shí)施過(guò)程中取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 加快工程進(jìn)度

合理的施工方案是確保工程順利必要條件，使工程作業(yè)事半功倍。好的安裝方案需結(jié)合詳細(xì)周密的計(jì)劃和前期準(zhǔn)備工作，全面檢查工程質(zhì)量，對(duì)于所存在的潛在問(wèn)題及時(shí)提出，錯(cuò)誤之處及時(shí)糾正，跟蹤檢查特殊的工序以及所采用的施工工藝技術(shù)，保證工序合格。大跨度鋼網(wǎng)架與鋼拱架組合結(jié)構(gòu)吊裝拆架卸載后撓度、變形都在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)，比預(yù)定計(jì)劃提前十多天驗(yàn)收，順利進(jìn)行機(jī)庫(kù)維修大廳的機(jī)塢安裝和行車設(shè)備安裝。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)移動(dòng)式承重架吊裝難度大。在實(shí)際建筑工程吊裝施工的過(guò)程中，吊裝之前對(duì)于所有的設(shè)備以及施工環(huán)境都要進(jìn)行檢查，加強(qiáng)同步吊裝的控制工作。當(dāng)?shù)跹b就位之后，按照規(guī)定的順序進(jìn)行大跨度鋼網(wǎng)架-鋼拱架組合結(jié)構(gòu)的卸荷，加載后鋼拱架跨中和網(wǎng)架跨中的撓度；拱架拱腳水平位移、沉降觀測(cè)；網(wǎng)架支座底板均勻受力情況和垂直墻面的轉(zhuǎn)動(dòng)方向觀測(cè)，各項(xiàng)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)合格，全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)管都要符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。