異形大矢高網架結構制作安裝技術

邢建德

中國化學工程第十一建設有限公司 河南開封 475002

1 項目概況

新疆天雨煤化有限公司500 萬t/ a 煤分質清潔高效綜合利用項目的施工總承包單位為中國化學工程第十一建設有限公司（以下簡稱十一化建），主要裝置包括：270 萬t/ a 蘭炭裝置；26000Nm3/ h 荒煤氣制氫裝置；30 萬t/ a 煤焦油輕質化聯合裝置；相關配套工程及輔助生產設施。主要工程量為土方25 萬m3；混凝土7.5 萬m3；鋼筋9300 t；鋼材21000t；設備658 臺；管道達因口43 萬個。本項目施工重難點主要有：非標干式氣柜制作安裝；異形大矢高網架結構制作安裝；高溫、高壓管道焊接質量控制；壓縮機安裝質量控制。

該項目異形大矢高網架結構的屋面結構為螺栓球正方四角錐柱面網殼網架，結構型式：主結構采用三心圓柱面網殼結構。柱面網殼為標高1.5m 以上拱結構。2萬t 煤棚南北兩端設山墻，煤棚網架軸線尺寸為177m×84.4m，網架距地面高度為33m。圍護系統：全封閉單層壓型彩鋼板屋面，局部采光板。網殼山墻平面圖、網殼立面布置圖和施工現場平面布置圖分別見圖1、圖2 和圖3。

圖1 網殼山墻平面圖

圖2 網殼立面布置圖

圖3 施工現場平面布置圖

2 施工工藝流程

2.1 準備工作

（1）放線、驗線與基礎檢查。

（2）檢查柱頂平面情況，合格后方能在高空柱頂放線、驗線。

（3）由土建方提供柱頂軸線位置情況，網架安裝單位對提供的網架支撐點位置、尺寸進行復驗；軸線位置、標高尺寸符合設計要求以后，才能開始安裝。

（4）纜風繩固定點的位置、數量、高度應統一安排，尤其固定的位置要加固檢查，防止遇大風時發生松懈現象。

2.2 網殼安裝

網殼采用“先安裝山墻，以山墻作為筒殼安裝支撐+ 小單元錐地面拼裝+ 汽車吊提升高空安裝”的施工方法進行安裝。

（1）安裝山墻網架時，重點要考慮山墻安裝過程中在風荷載作用下的穩定性。十一化建采取網架安裝高度到20m 以上時設置纜風繩，纜風繩間距20m，共用4 根Φ20mm 的鋼絲繩，直到山墻網架安裝完成，再將纜風繩調整到位。

（2）從1、41 軸分別有兩個組開始安裝筒殼部分的網架，在底部安裝時要先將A 到U 軸的網架安裝好，并將支座焊接固定。逐步由下向上安裝網架，高空散裝選擇兩個作業組合兩臺吊車（兩臺均為25t）。吊車的選擇主要考慮其吊裝的高度。

（3）考慮到網架的安裝質量和網架的撓度值要符合規范，安裝山墻時必須保證山墻的網架基礎預埋件軸線和標高完全符合設計標準，A、U 軸線的網架支座的預埋件也必須符合設計要求。網架安裝沿著1 軸向41 軸方向順序安裝，每安裝一個軸距測量一次網架的撓度，合格后焊接固定支座，以確保網架安裝質量和網架的穩定性。

3 安裝操作要點

3.1 施工準備

網架安裝前，根據埋件布置圖復核土建施工單位設置的網殼支座埋件的平面位置和標高，支承面實際施工偏差應符合以下規定：位置為15.0mm；頂面標高0～0.3 mm；頂面水平度l/ 1000。

預埋件經復核符合設計及規范要求后，方可開始網殼安裝。

3.1.1 山墻網架安裝順序

用2 臺25t 吊車將地面拼裝好的起步單元網格提升安裝到山墻柱頂上，調整就位后安裝1- 5 軸弧面網殼；檢查符合設計及規范要求后，用2 臺25t 吊車吊組裝好的網架錐進行散裝；同時要將8 根纜風繩安裝好，確保山墻安裝過程中山墻在風荷載的作用下能保證穩定性。

具體安裝順序為：起步單元地面拼裝→起步單元提升→安裝支座→落座就位→安裝纜風繩→調整、緊固支座→焊接、驗收。

3.1.2 網架球節點的定位

網架球節點采用空間三維坐標定位，在球節點下設置一可微調（調節幅度為10cm）的自制可調螺旋千斤頂。此調節機構固定在工作平臺上，既可以作為網架安裝時的支撐點承受施工荷載，又可以調節網架球節點的坐標。圖4 為桿件螺栓安裝現場。

圖4 現場安裝桿件螺栓

3.1.3 網架安裝方法和檢驗要求

網架結構的安裝采用地面散裝法施工。網架拼裝過程中零部件垂直運輸采用25t 汽車吊，用經緯儀對各控制節點進行中心位置控制，其主要過程如下：

3.1.3.1 測量定位和支座安裝

先對預埋件上支座中心點（高差、軸線偏移）進行測量定位，確保滿足要求后劃出中心軸線位置；再根據定位軸線用汽車吊或人工把支座布置在柱頂預埋件上，然后再一次用經緯儀測定支座位置，準確后即可對支座用螺栓進行臨時定位固定。

3.1.3.2 零部件就位

在網架安裝前，要先把網架零部件適當放置，妥善存放在拼裝場地。零部件的就位采用汽車吊進行。

3.1.3.3 網架安裝

網架從低端開始安裝，先安裝支座，再安裝下弦一榀網格，然后依次為腹桿和上弦桿。如中間有桿件放入困難，可用千斤頂微頂網架下弦球進行調節。安裝時應墊實下弦球，確保下弦節點不發生位移，同時邊安裝邊用全站儀對各控制節點進行測量定位。圖5 為螺栓端部處理示意圖。

圖5 螺栓球端部處理示意圖

（1）下弦桿與球的組裝：根據安裝圖的編號，墊平、墊實下弦球的安裝平面，將下弦桿件與球連接并一次擰緊到位。

（2）腹桿與上弦球的組裝：腹桿與上弦球應形成一個向下四角錐，腹桿與上弦球的連接必須一次擰緊到位。但腹桿與下弦球的連接不能一次擰緊到位，其主要是為安裝上弦桿起松口服務。

（3）上弦桿的組裝：上弦桿的安裝順序應由內向外傳，上弦桿與球擰緊應與腹桿和下弦球擰緊依次進行。

（4）檁條系統可隨結構網架同步安裝, 工作平臺和四周檐口構造支架在相應網架安裝后及時安裝。

（5）與支座安裝定位是網架控制點之一，必須用全站儀進行準確定位。

在整個網架安裝過程中，要特別注意下弦球的墊實、軸線的準確、高強螺栓的擰緊程度，以及撓度及幾何尺寸的控制。安裝過程中檢驗員要隨時檢查桿件編號、損傷、幾何尺寸、螺栓擰緊和撓度等。

待網架安裝后檢驗合格，即可緊跟著進行油漆涂裝。

3.1.4 調整、緊固

（1）累積滑移安裝網架，應隨時測量檢查網架質量。包括檢查下弦和上弦網格尺寸及對角線，檢查網架縱向長度、橫向長度、網格矢高。在各臨時支點未拆除前，若出現偏差還能調整。

（2）檢查網架整體撓度，可以通過上弦與下弦尺寸的調整來控制撓度值。

（3）網架在安裝過程中應隨時檢查各臨時支點的下沉情況，如有下降，應及時加固，防止出現下墜現象。

（4）網架檢查、調整后，應對網架高強度螺栓進行重新緊固。

3.1.5 支座底板焊接與驗收

（1）檢查網架整體尺寸合格后，還要檢查支座位置是否在軸線上，以及偏移尺寸。網架安裝時尺寸的累積誤差應該兩邊分散，防止一側支座就位正確，另一側支座偏差過大。

（2）檢查網架標高、矢高，網架標高以四周支點為準，各支點尺寸誤差應在標準規范以內。

（3）檢查網架的撓度。

鋼網架結構總拼裝完成及屋面工程完成后，應分別測量其撓度值，所測的撓度值不應超過相應設計值的1.15 倍。因本網架工程的跨度大于為24m，撓度測量時，以網架支座為原點，測量網架下弦中間一點及下弦跨度的四等分點的撓度。用鋼尺、水準儀實測。

3.1.6 網架安裝注意事項

（1）為確保施工安全，屋面檁條和端頭刮板的安裝，以及現場油漆的涂裝工作應在網殼安裝前完成。

（2）每安裝完成一塊網殼后，由安裝隊進行自檢。自檢合格后，上報項目部驗收，在項目部驗收合格的基礎上，再由監理、業主進行驗收。

（3）網殼安裝累積誤差控制：網殼安裝之前，對網架結構支座定位軸線的位置、支座錨栓進行復核，對不符合要求的提前處理；網殼安裝時，采用水準儀、經緯儀進行精確定位；網殼桿件加工時，桿件長度采用負公差；邊安裝邊測量，通過調整套筒的長度以減小累積誤差。

圖6 為山墻現場吊裝圖。

圖6 山墻現場吊裝

3.2 高空散裝

根據安裝順序，將網架分成許許多多的小單元。本工程以一個球三根桿件為一個單元，兩個單元組成一令網格。在較平整地面上進行三角架的組裝，由吊具依次吊至設計位置，再由高空作業人員完成節點的連接。

拼三角架的具體方法：先配好該處的球和桿件，一名隊員找準球孔位置，分別對接兩根腹桿，用扳手或管鉗擰套筒螺栓；接著由一名隊員抱一上弦桿(朝天桿)，另一名隊員迅速將螺栓對準相應的球孔，用扳手或管鉗將此上弦桿擰緊到位。在擰緊過程中，腹桿隊員晃動桿件，以使桿件與球完全擰緊到位。此后，再裝另一根上弦桿(翅膀)，找準球孔，將螺栓擰緊到位。

現場高空散裝見圖7。

圖7 現場高空散裝

3.3 調整、緊固

高空散裝法安裝網架，應隨時測量檢查網架質量，檢查下弦網格尺寸及對角線，上弦網格尺寸及對角線，以及網架縱向長度和橫向長度。及時發現問題，及時調整。

網架檢查調整后，應對網架高強度螺栓進行重新緊固。

網架高強螺栓緊固后，應將套筒上的定位小螺栓擰緊鎖定。

3.4 支座焊接與驗收

網架整體尺寸檢查合格后，檢查支座位置是否在軸線上，以及偏移尺寸。網架安裝時尺寸的累積誤差應該兩邊分散，防止一側支座就位正確，另一側支座偏差過大。

（1）檢查網架標高、矢高。網架標高以四周支點為準，各支點尺寸誤差應在標準規范以內。

（2）檢查網架撓度。

（3）各部尺寸合格后，進行支座焊接,支座過度板與預埋件的焊縫高度要達到規范要求。

（4）支座焊接后應擰緊支座螺栓。支座標高有誤差通過過度板進行調節，軸線有誤差通過補賞預埋件或增加過度板的方式調節。

4 質量控制措施

4.1 質量控制要點

為保證工程質量符合要求，網架制作及安裝中的控制要點包括構件的幾何尺寸、焊縫質量、加工精度、安裝定位精度和施工現場焊接質量。

4.2 質量檢驗

工程開工前，按質保體系要求編制質量計劃，其中包括檢驗試驗計劃。建立本工程在施工過程中的質量檢驗方法，以國家現行施工技術、質量驗收規程、規范為依據，從對原材料的質量檢驗開始，到施工過程每一分部分項工程的質量檢驗直至竣工，進行全過程的質量檢測。

4.3 質量檢驗控制內容

工序交接時的質量檢驗，即對本工程重要的工序，在自檢、互檢的基礎上，組織專職質量員進行工序交接檢查。

隱蔽工程的質量檢驗驗收，凡是屬于隱蔽工程的均應檢查符合規范要求后方能隱蔽。

已完項目成品保護檢查，即檢查成品有無保護措施，或保護措施是否可靠。

發揮質量保證體系作用，堅持質量保證體系正常運轉，認真把好“三查四定”關。

作好質量目標控制，以質量指標控制為目的，以影響指標因素控制為手段，切實加強質量控制的“三級管理”。

安裝前認真向施工班組進行施工方案和技術交底，使所有參與人員熟悉磨煤機安裝技術要求。

熟悉設計圖紙、隨機設備技術文件、使用安裝說明書、施工及驗收技術規范。在施工各階段一定做好對施工班組的技術交底。

施工的每道工序，施工班組必須做好記錄，有允差要求的項目，必須和質檢人員進行共檢，合格后方可進行下道工序的施工。

5 小結

采用本工藝，十一化建順利完成新疆天雨項目部2萬t 煤棚的承建工作。該煤棚的覆蓋面積約16200m2，平面展開面積約22000m2，軸線長度為180m，跨度為90m，建筑高度為33.5m。煤棚采用雙層螺栓球節點網殼網架結構，共用桿件10752 根、螺栓套筒21504 個、螺栓球2781 個、錐頭21504 個。該工程具有設計合理、節省鋼材、施工方便、實用美觀等優點。

高空散裝網架施工操作簡單，工程質量有保證；將組裝和吊裝兩道工序合并一起，人員在網架上操作，安全可靠；能保證網殼網架按照設計要求準確就位，保證桿件軸力與設計軸力符合，任何工種經短期培訓都可以參加網殼網架拼裝。不僅節省了大量腳手架的搭設和拆除工作，而且避免整體大跨距吊裝帶來的安全風險。