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大跨度网架整体提升工法注意要点

文章出处:三维钢结构 人气:发表时间:2020-04-07
  大跨度网架整体提升工法注意要点
  
  伴随着科学技术的不断发展普及应用,建筑施工中的网架结构也产生了非常多的种类,且也在不断地创新发展。而基于网架结构刚度大、自重轻、节省钢材使用量、稳定性强等优势,其广泛地应用于飞机维修库、体育场等大跨度结构中。本文首先就网架结构的形式分类及其特点进行了阐述,并从构件的制作、网架的地面拼接、液压提升技术等方面对大跨度网架结构的整体提升技术进行了论述。以期在原有的基础上,不断优化并解决其中遇到的难题。
  大跨度网架工程
  一、网架结构的形式分类
  
  通常而言,在日常建筑施工中,可以见到或能实际应用的网架种类有十五种之多,但总体而言,可以将其归纳为四个主要的类别。
  
  1.平面桁架系网架
  
  平面桁架系网架是从平面桁架演变来的,其主要由上弦杆、下弦杆、斜杆以及竖杆组成,这一结构的基本单元为网片。一般来说,这种网架有四种主要的形式,即两向正交斜放、两向正交正放、三向网架以及两向斜交斜放。
  
  2.三角椎体系网架
  
  三角椎体系网架的基本单元是由斜杆和弦杆构成的三角椎体。由于三角形具有稳定性,故而这类网架既可倒置,也可顺置。而按照其基本单元三角椎体组合方式和弦杆连接方式的不同,又可以将其分为四种主要的形式,即抽空三角锥Ⅱ型网架、三角锥网架、蜂窝形三角锥网架以及抽空三角锥Ⅰ型网架。
  
  3.四角锥体系网架
  
  四角锥体系网架是由四根斜杆和四根弦杆构成的正四角锥作为基本单元,正四角锥可以正置也可以倒置,相邻的正四角锥锥顶用上弦杆或者下弦杆相连,最终多个正四角锥相互关联成为一个大跨度网架。
  
  4.六角锥体系网架
  
  六角锥体系网架是一种节点数和杆件数较多的网架,网架单元为六根斜杆、六根弦杆组成的锥体。它的主要形式为六角锥网架。
  
  二、网架工程施工工艺流程
  
  1.施工工艺流程
  
  施工准备―地锚安装―试吊前检查--网架提升试吊--正式吊装--网架支座连接--拔杆卸载--设备拆除外运
  
  2.操作步骤
  
  拔杆安装全部利用50吨的汽车吊进行安装,拔杆立起来后,利用临时缆风绳进行固定,然后利用经纬仪进行拔杆的垂直度校正,校正完毕后。把正式缆风绳和绷头绳拉设好,并用绳卡子把钢丝绳打紧。拔杆安装完毕后,须在拔杆底座安装接地避雷钢带,缆风绳挂警示旗并设置醒目的标识牌。
  网架整体提升工法
  吊装的所用的绞磨,全部固定在现场的钢柱上,即网架施工区域的外侧。绞磨用钢丝绳固定在钢柱上,必须对钢柱进行保护,在绕钢丝绳前,用护脚把钢柱脚保护起来。
  
  每个拔杆通过两个导向滑轮将钢丝绳分向不同两个方向的绞磨,经过设计每个拔杆和其对应的绞磨都有各自相应的位置,井然有序,可避免多拔杆多钢丝绳之间的交叉作业。
  
  地锚安装:必须将钢管地锚事先埋入,并夯实,待地基土固结后,使用地锚。
  
  3.提升试吊
  
  试吊是全面落实和检验整个吊装方案完善性的重要保证,试吊的目的有三个:一是检验起重设备的安全可靠性,二是检查吊点对网架刚度的影响,三是协调从指挥到起吊、缆风绳、溜绳和绞磨操作的总演习。网架拼装焊接完毕经检验合格后即可開始网架整体吊装。首先将绞磨稳紧,随即慢慢推动绞磨,使网架离开支撑后静止。然后对吊装机具进行全面检查,将所有问题全部解决,确保万无一失。检查项目包括拔杆是否垂直,缆风绳是否已张紧,拔杆上、下所有卡环是否拧紧,缆风绳卡子是否打好,有几个,有无损坏的,跑绳是否有松动,绞磨位置及就位倒链等一系列与吊装有关的机具现场情况。
  
  4.大跨度网架提升
  
  (1)网架提升步骤
  
  第一步:网架吊装,结合现场的施工场地实际情况,首先网架在地面拼装完毕,随后提升到设计标高位置落到钢柱上,并设置一个合拢段与其他段连接。按此方式将其他段吊装完毕。
  
  第二步:网架平移,网架提升高度达到标高(高于支座100mm)后,开始进行网架平移,网架平移分为横纵既X,Y两个方向。在未平移时网架重量由拔杆完全承担,平移时拔杆还需承担水平力,由于平移距离很小300mm,力分解到拔杆受的水平力很小,平移用的水平力还需绞磨完成。在X、Y方向各设4个绞磨,对网架进行高空平移。网架平移完毕,下落在支座上进行支座焊接。
  
  第三步:网架对接,高空拼装区段焊接数量作业量比较小,搭设脚手架做好安全保证工作后,高空焊接杆件。
  
  (2)网架提升行程设计
  
  网架在正式吊装过程中应保证做到同步起吊,听从执行指挥的指令,协调一致。网架整体吊离地面2000mm时应停止下来,及时检查各吊点处的实际受力状况及各系统的运行安全程度,检查完毕后匀速起吊,起吊时全部绞磨要匀速上升,将网架吊装到比柱顶设计位置高100mm时,将全部绞磨锁死。
  
  (3)提升同步保证措施
  
  在网架提升过程中,应保证各吊点的同步性。始终保持网架水平上升或下降,否则,将导致网架自身扭曲变形,引起吊装机构负荷的急骤变化,甚至影响整个提升工作的成功与否。因此必须采取措施、确保提升同步。
  
  采用吊尺法进行观测,在拔杆附近的下弦球或杆件上悬挂30米的同种钢尺各一把,钢尺一端拴在网架球或杆件上,一端固定在地面,然后用水准仪对每个钢尺进行观测,记录初始值,在网架吊装的同时网架会将钢尺抽出,观测人员通过观测钢尺的读数向吊装总指挥人员汇报起吊是否同步,以便总指挥及时调整各拔杆的起升速度。吊装时应保证各吊点起升及下降的同步性,可通过软件计算高差的允许值,控制高差以免高差过大影响结构安全。吊装过程中的微调控制将利用滑车组进行,在所有需要调整的部位设置滑车组配合测控仪器进行微调控制。
  
  (4)拔杆卸载
  
  提升到设计标高以上100mm,各区网架高空散拼焊接完毕后,就位过程就是卸载的过程。就位卸载时,由执行指挥下达指令给各绞磨负责人,所有绞磨同时往下落,保证各个吊点下降速度一致。
  
  三、提升力的确定与提升过程控制选取方式
  
  1.提升力的确定
  
  在对结构进行承载力极限状态设计时,一般引入结构重要性系数和荷载分项系数以确保结构的安全性。与设计阶段不同,在提升阶段若仅简单引入荷载分项系数与动力系数要确保提升过程的安全性显然是不够的。因为提升施工是动态过程,在该过程中提升结构各提升点的竖向运动与理论分析之间总存在着差异,而提升点的运动误差可能对提升力影响很大,尤其对刚性结构。某刚性对称桥面的四点提升,因结构刚度大,理想静力平衡情况下,显然各点的提升力均为G/4,但若在提升过程中B点上方的千斤顶作用行程比其他三点稍慢,则由结构平衡与对称性,该点提升力立即接近零,而相邻点的提升力则变为理想提升下的两倍。因此,用普通的静力平衡条件求提升结构的提 升力存在较大的安全隐患。
  
  2.提升过程控制方式的确定
  
  在提升过程中,为确保结构的安全性应根据上述分析结果对提升力严格控制或严格控制提升不同步引起的位移误差。如果结构出平面刚度很大,则一般以力为控制,这样可以确保结构的安全性;对刚度较小结构应以位移作为控制方式。刚性结构較小的不平衡位移引起较大的提升力变化,对提升力控制更容易。两平行桁架因两榀桁架受提升力受不均衡位移的影响很小,在提升过程以位移作为控制条件。
  
  采用大型钢网架整体提升施工技术,大量工作都可以在地面完成,减少了操作平台的搭设,保证了施工安全,避免了高空作业,降低了工程的安全管理难度;便于质量管理部门在施工过程中的质量控制监督;在地面拼装网架,施工人员的安装可以得到很好的保障,同时可以提高施工效率,为保障施工工期,提供有利的条件;保证网架的施工质量并取得良好的经济效益和社会效益。

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