1 引言
對于大跨度的輕型屋面,采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu),用鋼量可以大大減少,節(jié)約了造價,逐漸被業(yè)主和設(shè)計方所接受。隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的普遍使用,各種安裝方法也日趨成熟,歸納起來常用的安裝方法如下:
①高空散裝法:采用小拼單元或桿件直接在高空拼裝;先搭設(shè)局部施工平臺,使網(wǎng)架形成幾何不變體系,然后采用懸挑法進行高空拼裝施工。如采用扣件式鋼管作為拼裝平臺時,需增加格構(gòu)柱。
②分片或分塊安裝法:將空間網(wǎng)格分成條狀或塊單元進行安裝,分條或分塊單元應(yīng)具有足夠的剛度并保證自身幾何不變性。
③整體吊裝法:采用爬桿或者起重機對地面拼裝好的網(wǎng)架,整體進行吊裝。吊裝前設(shè)置好吊點,并進行補強計算。
④整體提升法:利用原有的支撐柱,安裝提升設(shè)備對地面拼裝好的網(wǎng)架進行整體提升。
⑤整體頂升法:利用臨時頂升支架把地面拼裝好的網(wǎng)架,利用液壓千斤頂設(shè)備把網(wǎng)架頂升至設(shè)計高度。
⑥滑移法:滑移有單條滑移、逐條積累滑移與滑架法。滑移至少需要兩條軌道,對于大跨度網(wǎng)架,跨中還需要一條。
2 工程概況
華夏二期鯨豚館網(wǎng)架長度69.6m,跨度63.8m,結(jié)構(gòu)形式:正放四角錐網(wǎng)架;網(wǎng)架節(jié)點:螺栓球節(jié)點(部分焊接球節(jié)點),支座標(biāo)高19.6m,網(wǎng)架檐口厚度2.07m,屋脊處厚度3.90m,網(wǎng)架上弦找坡,屋面標(biāo)高24m,建筑面積4496m2;網(wǎng)架桿件采用Q235B材質(zhì)高頻焊管和無縫鋼管,螺栓球采用45#鋼鍛造,焊接球采用Q235B材質(zhì)鋼板鍛造焊接而成,高強螺栓材質(zhì):40Cr。焊接球節(jié)點集中分布在軸線4j~8j,如下圖1所示,支承形式:周邊柱點下弦支承。屋蓋下方為二層樓面,樓面北邊分步三個生活池、兩個展示池、一個表演池以及一個醫(yī)療池,直通地面。
3 施工方案比選
根據(jù)現(xiàn)場實際情況,由于屋面支座標(biāo)高19.6m,工期緊,土建施工短期內(nèi)澆筑不到19.6m,網(wǎng)架無法形成空間幾何不變體。只有在地面進行拼裝作業(yè)才能與土建同步且不耽誤整體工期,擬采用4j~8j軸作為起步網(wǎng)架,網(wǎng)架安裝落座后,分別向兩個方向進行高空散裝作業(yè)。起步網(wǎng)架安裝采用的方法有整體吊裝法、整體提升法以及整體頂升法。
由于該拼裝場地位于二層樓面,樓面有五個表演水池直通地面,南邊為階梯式看臺,拼裝場地非常狹小。本工程在水池內(nèi)搭設(shè)扣件式鋼管搭設(shè)操作平臺,并在鋼管四周采用組合鋼管柱進行局部加強。臺階位置部分,原計劃網(wǎng)架安裝完進行搭設(shè),但由于工期問題,土建方先行施工,這樣給網(wǎng)架安裝又造成了難度,必須考慮把二層樓面的網(wǎng)架起升至和臺階高度(8m高)一致。
思路一:繼續(xù)在二層屋面上搭設(shè)扣件式鋼管操作平臺,然后在平臺上進行拼裝作業(yè)。缺點:搭設(shè)高度高,面積大,而且該起步網(wǎng)架大多節(jié)點采用焊接球節(jié)點,焊接球較重,最大達446kg,必須再采用組合鋼管柱,以防止基座下沉。
思路二:采用分階段交替頂升,逐步延伸施工的方式。先在無臺階位置搭設(shè)該部分起步網(wǎng)架,并在計算好的位置設(shè)置頂升架和回頂支架。然后邊頂升邊延伸,并逐步增加頂升支點,直至起步網(wǎng)架部分全部完成。缺點:需對樓板進行點對點加固,對頂升支點進行計算,要時刻控制頂升支架的垂直度,以防過大偏移。
起步網(wǎng)架安裝至臺階高度位置時,可供選擇的方案有:
方案一:整體吊裝法
起步網(wǎng)架重量約130t,擬采用4臺履帶吊或汽車吊;由于女兒墻高24m,吊車臂必須高于女兒墻,經(jīng)計算至少500t吊車,顯然不經(jīng)濟。
方案二:整體提升法
利用原有的柱子做好三角支架,在支架上懸掛提升器,通過穿心液壓千斤頂對預(yù)先設(shè)置好的吊點通過電腦控制進行同步張拉。缺點:提升支架需要重新制作,制作后不能重復(fù)利用。原先要在柱子上做好埋件,土建需等到支架吊裝完成后才能繼續(xù)后續(xù)施工。
方案三:整體頂升法
在起步網(wǎng)架下方設(shè)置液壓千斤頂頂升支架,根據(jù)計算分析,設(shè)置好支點位置。利用電腦控制同步頂升。支架由標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段組成,可以重復(fù)使用。缺點:對支架垂直度控制要求較高,頂升過程要防止水平偏移。
綜上所述,思路一只有結(jié)合方案二,思路二結(jié)合方案三,實施起來明顯比其他組合方案要簡單、經(jīng)濟。
4 方案優(yōu)化
由于思路一需要搭設(shè)鋼管平臺,高度高8m,面積2300m2;安裝拆卸需要大量時間,且搭設(shè)完畢后,不利于室內(nèi)其他工種作業(yè)施工,而且提升架也需要土建暫緩施工,在業(yè)主工期緊張的情況下,很難實施。
本工程結(jié)合實際采用思路二結(jié)合方案三的做法,采用分段頂升,緩慢延伸的方式,網(wǎng)架拼裝幾乎在樓面進行,大大減少了高空作業(yè)的危險性,安裝精度和質(zhì)量得到了保障。頂升的同步通過電腦控制系統(tǒng)來操控,已經(jīng)比較成熟,基本上都能保證。關(guān)鍵在于頂升時要時刻監(jiān)控頂升架的垂直度,一般采用纜風(fēng)繩固定在頂升架的四周,每頂升一個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段測一次垂直度,一旦頂升架垂直度有偏差,時刻用纜風(fēng)繩進行調(diào)整。當(dāng)頂升至設(shè)計標(biāo)高時,如發(fā)現(xiàn)支座位置有偏差,采用倒鏈進行水平調(diào)整。倒鏈調(diào)整時,要逐步緩慢進行,并時刻觀察頂升支架,以防支架傾斜。
5 結(jié)語
通過該工程幾種吊裝方案的對比,采用頂升法施工,比較適合于該工程;頂升過程的細(xì)節(jié)控制是保證頂升安全的重要手段。頂升法施工不適合頂升高度超過30m的工程,因為頂升越高,垂直度越難保證;另外網(wǎng)架受到風(fēng)影響所產(chǎn)生的水平位移也是很難把控,一般有五級以上大風(fēng),頂升工作必須停止。