大跨度钢网架提升施工技术分析

黄国建

（湖南东方红建设集团有限公司 湖南长沙 410000）

【摘要】结合某建筑钢结构网架工程，从钢网架吊装方案选取、吊装分区、吊装顺序、吊装机械行走区域、吊装前机械部署、工程吊装方案、卸荷技术等方面详细介绍了2 台1000t 起重机提升跨度近百米的钢网架施工技术，特别是在工程吊装方案中对吊装前准备工作、吊装流程、钢丝绳及绳扣验算等关键技术和数据做了详细阐述。同时引用了大量的实践数据证明大跨度钢网架采用该技术后在连接过程中及提升后变形都在规范允许范围内。

【关键词】钢结构；网架；起重机；提升；施工技术

1、工程概况

某建筑钢结构网架焊接球节点为八坡双层折板型网架结构，平面投影为四轴对称图形，尺寸为116.4m×116.4m，大坡起坡18°，小坡起坡15°，矢高14.8m，网架厚度3m。钢结构网架支撑在60 根混凝土柱上，南北方向为单排支座，东西方向为双排支座，支座选用单向和双向活动抗震球形钢支座。网架长跨92.4m，短跨75.6m，悬挑10m，钢网架结构上平标高39.75m。钢结构网架杆件采用φ76×3.5，φ102×4.5，φ325×12，φ377×16，φ426×20 等；球节点采用WS200×8，WS450×18，WSR550×22，WSR650×25，WSR750×35 等。钢网架结构如图1 所示。图1 钢网架

2、工程特点和难点

1）网架跨度大，本工程网架跨度近100m，吊装难度大。

2） 构件重本工程整个网架总重近2000t，即使分区后，最重的也有380t，这在常见的钢结构吊装中算是较重的。

3）工期紧本工程结构工期要求仅有3个月，土建工程和钢结构不能交叉作业，只能同时施工，在场外预制好钢网架后通过吊装方法就位才能满足工期要求。

4）高度高本工程钢网架就位后结构标高达到39.75m，这比一般的钢网架吊装高度高得多。

5）梯形变截面网架本工程网架为梯形变截面，这给吊装工程增加了很多难度。

6）网架杆件、球节点规格大本工程钢网架杆最大为φ426×20，球节点最大为WSR750×35，从规格上看，都比常规的钢网架杆件和球节点大很多。

3、钢网架吊装方案

目前常规的钢网架安装技术，主要有钢网架的滑移、顶升、高空散装、起重设备的吊装等，吊装主要以单机吊装为主，也有双机抬吊的，但起重机的吨位均不是很大，在本工程中，因为钢网架要与土建工程同时施工，钢网架只能在场外预制，但同时钢网架的质量大、起吊高度高、构件重，加上又是梯形变截面，网架杆件、球节点规格又比较大，通过20 余次的模拟试算，详尽模拟了各种施工工况以及结构在吊装、就位、连接过程中的变形、应力情况，最终形成了1000t 双机抬吊才可以满足施工工况的技术方案。本技术解决了吊装过程中出现的网架杆件应力比过大、双机抬吊中出现的夺杆现象和吊具长短的误差等对吊装的影响，可以满足施工要求。

4、吊装分区和吊装顺序

本技术考虑到拼装的安全和稳定将北区分为5 个吊装分区，然后将倾斜的屋架放平拼装，解决了拼装过程中架体失稳的问题。网架拼装分为13 区，安装顺序如图2 所示。图2 安装顺序

5、吊装机械行走区域

根据吊装机械行走路线确定起重机行车区域，此区域铺设道路，使得地基承载力达到170kN/m2。起重机行走时铺设2.3m×6m 的路基箱，横向布置，每块路基箱承受荷载为1130kN，对地面压强为94kN/m2，小于场地地基承载力177kN/m2。

6、吊装前机械部署

在施工现场，经计算，网架经起重机吊起后最近的行走距离为35m，最远为105m，双机抬升最好采用同一厂家的同一型号的2 台塔式起重机进行吊装，但调查发现不容实现，最终选用同一厂家型号分别为CC5800 和XGC15000 的2 台起重机。型号CC5800，XGC15000 履带式起重机起重工况均为：主臂固定角度85°，75°，主臂长54m，副臂长36m。

7、吊装技术

7.1 吊装前准备工作

7.1.1 各区杆件调整

调整时机：①各区网架吊装状态；②吊装就位时；③逐渐连成整体的过程中；④卸荷过程中，杆件应力比超过0.75 须增大截面进行调整；相邻弦杆截面级差较大时进行调整。根据上述原则通过计算和杆件甄别，需调整杆件数量为86 根。

7.1.2 临时支撑的布设

1）施工中共设置19 组临时支撑，其中15 组格构式支撑，由4 根φ325×10 的钢管组成， 截面尺寸2.8m×2.8m， 最高35m，另外4 根为单根φ630×10 钢管。临时支撑布置后在四面拉紧缆风绳，支撑布置如图3 所示。图3 支撑布置

2）现场对临时支撑进行临时加固可满足承载力要求。

3）对格构式临时支撑进行了验算，满足要求。

7.1.3 现场拼装质量再检测

1）所有焊缝进行重新检测。

2）重新检查需调整杆件的管径大小。

3）检查临时支撑连接节点，保证其连接牢固。安装前在支座位置设置止滑钢板，各吊装分区安装时与支座节点连接，防止网架在水平力作用下产生滑动。

7.2 吊装流程

1）根据事先设计好的吊点位置进行锁扣准备。

2）各区网架先锁好下部吊点，再锁上部吊点。

3）采用仪器检测，预防构件变形，做好试吊前准备。

4）现场由1 名总指挥全面负责、控制起吊过程，一旦发现问题，及时向上级主管领导汇报。同时，现场还需配备4 名副指挥，4 名副指挥所站位置为：建筑物上部，大部件两侧各站1 名，两部大型起重机司机驾驶室各站1 名，一旦发现问题，及时向现场中央总指挥报告，做到现场全方位控制。2 名站在司机驾驶室副指挥还需进行设备行走、路基箱倒运等准备工作。

5）起吊构件分为8 个步骤，当每部起重机吨位表分别达到80，120，150，160，170，180，185，190t 起重量时（ 每一个吨位代表一个步骤），由施工人员进行全方位检测，包括锁具、路基检测，设备工况检测，杆件变化情况等，每次检测时间为20 ～ 30min，达到万无一失，为起吊构件做好准备。起吊过程中，各个起重机必须及时听从总指挥信号，精神高度集中。以上步骤为试吊过程。

6）当构件距离胎具30cm 时停止吊装，持荷1h 观察焊缝应力比较大杆件的情况，测量网架位移及变形，符合要求后进行下一步吊装或起重机行走试验。网架吊装需行走时，进行起重机行走1m 试验。东侧起重机开始向前行走，西侧起重机不动，行走0.5m 时停车，检测构件行走变化，检测后，西侧起重机开始向前行走，东侧起重机不动，行走0.5m 后停车，再进行一次构件行走变化的检测，最后两部起重机同时行走0.5m，再次对构件行走变化进行检测，检测完毕后，两车同时行走。

7） 当构件行走至建筑物附近时，两部起重机做好同时起落钩的准备工作。

8）两部起重机同时起钩，提升构件5m，检测无误后再降低构件5m，再次检测。以上为提升构件试验。将构件提升至建筑物高度（2 名副指挥的位置）后，总指挥全面观察构件及构件位置情况，同时2 名副指挥检查构件情况，发现问题，及时向总指挥报告。检查无误后，由总指挥发出指令，进行行走。

9）行走至构件就位位置后，保持起重机变幅不动，左右甩杆将构件垂直方向就位，缓慢落钩，同时利用起重机吨位表控制构件吨位，到达安全部位，临时支撑发挥作用。对构件进行找正，根据起重机吨位表，当构件质量占每部起重机起重构件质量的50% 时，起重机熄火断电，对构件进行焊接。

以上吊装构件过程，严格按照经过研究制定的方案执行，所有参加人员必须具备高度的责任心，严格按照起重工的操作规范进行操作，听从总指挥信号统一调度，上下交接清楚、及时，保证吊装工作的顺利完成。

7.3 钢丝绳及绳扣验算

工程吊装中使用全新6×37+NF、直径65mm 钢丝绳， 吊装时钢丝绳拉力最大400kN，安全系数5，此时最小破断拉力2100kN， 允许拉力420kN。根据钢丝绳最大拉力400kN，采用6 倍安全系数的550kN 弓形绳扣保证结构吊装安全。

7.4 各区吊装分析

1）1 区吊装过程及工况分析1 区网架长96.822m， 宽33.731m， 吊装总负荷约3840kN，采用双1000t 履带式起重机吊装，每台履带式起重机负责8 个吊点，8 个吊点采用4 根直径65mm