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摘要:大跨度干煤棚网架在火电项目中使用越来越普遍。但传统施工方法存在费用高、工期长、施工场地占用多等缺点。本文重点介绍大跨度网架无脚手架施工方法,采取“地面拼装、整跨吊装”的方案,能够确保优质、快速的完成了网架施工,并达到减少费用、缩短工期的目的。
关键词:施工方法;大跨度;干煤棚网架;整垮吊装;无脚手架。
近年来,钢网架筒壳结构在原料堆煤场车间被广泛采用。但传统的施工工艺为满堂脚手架高空散装法,该方法费用大,工期长,占用场地多,对于现场施工协调难度大。部分现场受场地、工期的制约,按传统方法安装无法按时完成网架工程,通过多方论证,采取了“地面拼装、整跨吊装”的方案,能够确保优质、快速的完成了网架施工,现以某项目(90*125米干煤棚)网架为例,将该方案介绍如下:
1、干煤棚钢网架筒壳结构传统安装方法
干煤棚落地拱钢网架筒壳结构一般长度长、跨度大、圆拱的矢高一般也较高,在安装方法上通常是采用高空散装法。但是,高空散装必须要在一个稳定的大结构单元的基础上进行。为此,如何先拼装这一大结构单元(以下称起头跨单元),为下一步继续散装创造条件,就成为该类型网架结构安装的首要问题。
传统的做法是采用满堂脚手架高空散装法安装一个大结构单元后,然后利用滑移脚手架和该结构单元高空散装方法将网架(筒壳)施工完毕。即先选择一个柱距开间单元作为起头跨位置,再利用脚手架直接在设计位置上进行散装。这种方法对网架结构和施工人员都比较安全,但是却需要大量的脚手架,且施工进度慢。
2、干煤棚钢网架筒壳结构经济实用安装方法
我们在安装落地拱钢网架筒壳结构大跨度干煤棚时,大胆地进行了“地面拼装、整跨吊装”方法的探讨和试验,认为该方法能取得比较理想的效果。这种方法的基本原理是:将网架筒壳的一端支座板预先不与该支座球焊接,使该端支座成为一个铰,先在地面将杆件拼装成“小三角椎体”,然后将“小三角椎体”拼装成大结构单元,根据一端支座是铰的原理,结构可绕支座(铰)在Z轴方向水平面以上180o旋转,用吊车将大结构单元另一端逐渐提升,边提升边拼装,直至起头跨单元的网架拼装完毕,最终整体升到设计高度落到支座上为止。这种做法大部分构件的安装都在贴近地面处完成,可以保证安装质量,加快安装速度,保障施工人员安全,并且节省大量脚手架和施工周期。所以,与高空散装法相比,“地面拼装,整跨吊装法”具有节省时间,显著降低工程造价的优势。
但是,“地面拼装、整跨吊装”方法的风险也很大,假如准备工作不充分,指挥不当,就会造成杆件弯曲,网架变形,网架跨度不符合设计要求,无法到位,甚至不得不二次吊装或拆开返工等严重后果。
3、干煤棚钢网架筒壳结构“地面拼装、整跨吊装”安装方法的注意要点
吊装是否成功,在很大程度上取决于准备工作是否充分,完备的准备工作是成功的一半。具体来说,要做好如下准备工作:
(1)、在吊装前,必须对图纸进行研究、细化,利用计算机和程序对起头网架筒壳结构进行实际施工模拟分析计算。模拟计算出实际施工过程中吊点、支撑点以及控制网架筒壳向外水平推力点的设置和数量。
(2)、整个场地都要求平整无坑凹,因为网架吊装过程中,临时支撑是从一端往另一端慢慢移动,网架随时都有落下来放在场地的必要,如果场地不平整,支撑必然放不平,临时找东西垫平,又费时又增加了网架变形的可能性。场地不能堆放其它材料,已装好的小构件组也要放在场外。
(3)、将需吊装的一整跨杆件在待吊装轴线间场地外拼装成小构件组,即做好“小椎体”,并按拼装顺序在待吊装区域外分两边排列好,要仔细检查每一组杆件、钢球、螺栓、套筒的情况,不能等到吊装连接时出现杆件错装或螺栓拧不进去等情况,那将严重影响吊装进程。对支座也要进行检查,看是否符合设计要求。按设计尺寸将要吊装的一个起头跨单元网架的一端部分(沿圆弧方向以拼装6—7个球为宜,沿网架长度方向,拼好四个支座之间的宽度)拼装好,置于场地待起头支座内侧位置。
(4)准备充足的起重设备的数量和辅助工具设备。
(5)准备充足的施工人员及安全设施。
4、吊装过程中注意要点:
(1)、准备工作做好后,吊车进场,居起头四个支座两侧。然后按照施工模拟验算的四个吊点,将吊车上的钢丝绳牢牢地栓在吊点钢球上。开动主吊车,将网架徐徐上升。观察网架起吊后是否平衡,若网架不平衡,则有可能是栓在四个吊点上的钢丝绳长短不一致造成,这时则要调整钢丝绳的长度,使四个吊点上钢丝绳长度一致。将网架徐徐吊起,使支座球落到支座板上,此时用经纬仪、水准仪调整支座球中心的轴线和标高,调整至设计要求后,迅速用“Ω”钢筋将支座球抱箍住,并将钢筋与支座底板临时焊牢,防止支座球(铰)中心点脱离其设计位置。
(2)、拼装、吊装
A、拼装:利用主吊车将网架升至人工刚好拼接的高度,两边工人贴地面迅速将小构件组进行拼装。拼装时螺栓一定要拧到位,套筒与钢球接合紧密。拼装好一个网格的高度后,吊车再升高,再进行下一个网格的拼装,如此循序渐进。
B、要使网架具有足够的刚度,并保证自身的几何不变性,网架拼装端主吊车吊点就应随网架拼装单元的移动而变动。当需要移动主吊车吊点时,应将网架平稳的落下,放到临时支撑木板上,临时支撑要保持水平,如有不平,可加设垫木调整支座高度。支座不平,容易造成网架变形。网架平稳落到支座上后工人方能到网架上作业,网架未平稳放好工人切忌上网架操作。
C、网架上升、下降
在上升和下降的过程中,两边要组织工人用麻绳牵引网架,使其保持平衡,防止在上升、下降过程中网架倾斜或侧翻。各台吊车需紧密配合,须同时徐徐启动,一定要保持用力均衡,副吊车上升不能滞后于主吊车,若配合不好,就有可能造成网架在上升的过程中副吊车吊点处螺栓球受压,甚或将网架挤压变形、撕裂。
D、网架跨度的控制:利用钢丝绳对网架跨度加以控制,要始终使其保持在设计的尺寸内。在整个吊装过程中,要用六道钢丝绳来控制网架跨度。钢丝绳两端要做成“Y”型状,使其着力点在两个球上,不至于偏心。当跨度超过设计值时,可利用手拉葫芦进行调整。
(3)、落座与调整
当拼装至最后一个下弦球时,要对网架跨度进行最后一次测量,如果网架跨度、高度符合设计要求,杆件没有出现弯曲变形等异常情况,这时可以将网架缓缓落到支座上,并用钢板对支座进行临时限位。此时,副吊车可以撤离,但主吊车还不能脱钩,要依靠主吊车保持网架平衡,待支座限位完成后,主吊车才可撤离。
(4)、其他柱间网架按照传统的吊车配合高空散装法进行。
以本工程为例,按照传统方法,在网架(筒壳)安装起头跨单元搭设一条宽9M,跨度90M,高30M的条状满堂脚手架,需脚手架至少200吨以上,搭脚手架和拼装所需工期约25天以上,所耗资金约40万元。同时,由于搭设脚手架,还影响了其他兄弟单位的施工,而拆除脚手架也需要一定的时间和人力,这必将会对整个项目的建设工期造成重大影响。
按照“地面拼装、整跨吊装”方法进行施工,网架(筒壳)起头单元施工工期仅7天,所耗吊装设备和各种辅助工具资金约10万元。
我们应用“地面拼装、整跨吊装”方法的实际施工,与传统的满堂脚手架高空散装法或滑移脚手架高空散装法相比,在保证安全和质量的前提下,不仅工期提前为企业树立了良好的形象,同时还为企业取得了显著的经济效益。这对今后的工程建设中起到可操作性依据,以为同行业在今后施工类似工程项目时提供可借鉴的作用。