大跨度网架结构累积提升施工安装施工技术

发表时间:2020/8/18   来源:《工程管理前沿》2020年第6卷11期   作者:余传波
[导读] 本文针对某大跨度网架累积整体提升的安装方法、安装要点进行阐述。
        摘  要  本文针对某大跨度网架累积整体提升的安装方法、安装要点进行阐述。
        关键词  钢网架  体育馆  整体提升 累积提升
         1、工程概况
        西安电子科技大学南校区体育馆项目位于西安市长安区西沣路兴隆段266号,结构形式为钢筋混凝土框架结构,地上2层(局部4层),地下1层,建筑高度23.6m(外檐口高度);设计为中型乙级体育馆(座位数5996座,其中固定坐席3552个,活动坐席2444个(主席台60个,无障碍坐席12个);
        体育馆屋面采用钢网架结构,平面投影呈圆形,屋盖网架跨度为86.0m,建筑结构高度23.60m,网架投影面积为9178㎡。网架为螺栓球节点+焊接球节点网架结构,单个网格呈正放四角锥形,网架最大厚度为5.0m。网架支承形式为下弦点支撑,支座形式为抗震球铰支座;网架螺栓球最大直径为220mm;焊接球最大直径为750mm,最大壁厚为26mm,弦杆和腹杆最大截面尺寸为?254x12。

         2、安装方法的选用
        本工程网架中心顶部最高点标高为+24.200m,若采用分件高空散装,不但组装、焊接工作量大、现场机械设备很难满足吊装要求,而且所需高空组拼胎架难以搭设,存在很大的安全、质量风险;加上高空散装施工的难度较大,不利于钢结构现场安装的安全、质量以及工期的控制,故根据以往类似工程的成功经验,我们采用“累积外扩提升”的安装方法进行屋盖网架结构的安装,即钢网架提升单元在其投影面正下方的地面上拼装成型,同时,在首层(标高+0.000)处,利用支撑架设置提升平台作为提升施工上吊点,在提升上吊点正下方对应的网架下弦球位置安装提升临时吊具作为下吊点,上下吊点间通过专用底锚和专用钢绞线连接,然后利用液压同步提升系统将钢结构提升单元整体提升至设计安装位置,并与预装段牛腿等连接,完成安装。
         3、提升准备和网架拼装
        (1)主要设备
        配合本工程施工工艺的创新性,主要使用如下关键技术和设备:①YS-SJ-180型180T液压提升器;②YS-SJ-75型75T液压提升器;③YS-PP-15型液压泵源系统;④ YS-CS-01型计算机同步控制及传感检测系统。
        (2) 提升临时支架及横梁
        采用门型格构式支架,单个格构架截面1.2m*1.2m,支架主肢管采用P114*6钢管,腹杆截面为P63*4,钢管提升支架顶标高24.000m,提升下吊点与上吊点L>3m。
        提升支架顶部设置提升横梁。其中,75T提升器对应提升梁中间开孔D=120mm,并设置加劲板,75T提升器底座直径D=310mm;180T提升器提对应升梁中间开孔D=170mm,并设置加劲板,180T提升器底座直径D=450mm。

         (3)提升下吊点临时吊具
        提升吊点对应下弦球统一替换为焊接球节点,下吊点采用焊接球临时措施具体形式如下图所示:
     
          (4)提升替换杆
        由于提升工况和网架设计状态差异较大,根据建模计算,提升过程中网架会有部分杆件应力比超限,此部分杆件需要进行替换。替换杆件经过计算直接反映到网架安装图中。
         (5)网架地面拼装施工步骤

       
         (6)网架拼装精度控制措施
         ①、每榀下弦节点、上弦节点焊接前,均应用水准仪、钢卷尺测量高低度、水平度、几何尺寸、挠度、做到每榀合格,整体合格。
         ②、每拼装三到五榀再作一次全方面复检,以利发现问题及时处理。
         ③、整体拼装后,作一次全面检查和测量,确保不留下任何问题。
        ④、在整个网壳拼装过程中,要特别注意下弦焊接节点的垫实、轴线的准确、焊缝质量、挠度及几何尺寸的控制。
         4、网架提升施工流程
        第一步:中央提升区域网架地面拼装,同时对看台上部区域局部满堂操作架进行搭设,并对提升支架和提升临时措施进行安装和调试,准备提升施工。



体育馆中间区域网架提升就位示意图
        第四步:采用汽车吊在体育馆外围分片吊装施工檐口悬挑网架结构,以及幕墙桁架柱结构,体育馆钢结构安装完成。

       
        5、网架安装误差的消除与控制措施
         (1)根据多年施工经验,采用计算机分析误差样本的方法,在深化设计中考虑由此引起的误差。
        (2)根据温度变化,计算出热胀冷缩的数值,在网架深化设计出图及施工过程中考虑。
        (3)采用用激光全站仪进行定位测量,每拼装完成一个分区单元后、每安装完一个分区单元后均进行一次测量,将每次的测量结果与设计图纸进行比对,并分析误差及时加以调整和消除;待整个屋盖施工完成后再进行一次最终测量,并将测量结果提交设计院与设计计算模型进行比对,确保网架结构的挠度值符合规范要求。
        (4)选择合理的合拢时间进行网架结构的合拢,并在合拢处采用可调节点连接。
        (5)待全部钢结构安装施工完毕后,进行整体测量,并做好测量成果报告。
        6、结语
        大跨度网架结构的安装方法有很多种,针对本工程周边环境复杂、结构造型要求较高的特点,恰当选取安装方法,确保了整体的施工质量和施工进度,取得了良好的经济和社会效益,为今后类似工程的安装提供一定的参考。

参考文献:
(1)周观根,郑孝瑾,游桂模,等:郑州新郑国际机场T2航站楼主楼钢屋盖施工技术[J].《施工技术》,2016,45(14):22-26.
(2)高良,王留成,陈君,等:北京新机场航站楼核心区钢屋盖施工技术[J].《施工技术》,2018,8(47)120-125.
(3)金平,陈桥生,付水平,等:广州白云机场2号航站楼超大面积钢网架结构施工关键技术[J].《施工技术》,2016,45(14)39-43.
(4)朱炳粦:长乐基地飞机维修库超大跨度空间钢结构网架整体提升控制和方案分析[J].《施工技术》,2018,8(47)16-21.
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