一种大跨度料棚网架的施工方法实践和应用
姜志勇
【摘要】新疆国泰新华准东电厂干煤棚和河北龙凤山铸业有限公司料棚网架及维护工程，屋盖结构形式均为螺栓球钢网架三心圆拱形筒壳形结构，网格形式为正方四角锥双层网架，柱点支承，两跨布局，工程跨度大，轴线尺寸分别为（87m×2跨）174m宽×168m长（准东电厂）和（92.5m×2跨185m宽×208m长，为单曲面弧形筒壳。此类工程安装安装精度要求高、安装难度大。本文详细介绍了一种安全高效的施工方法，谨供业内同行参考。
【关键词】大跨度; 网架; 料棚; 施工
目前环保政策趋紧，大跨度钢结构网架更加广泛的应用于冶金、电力以及水泥建材等很多行业的物料储存大棚的建筑中。新疆国泰新华淮东一期2x350mw动力站工程干煤棚网架及维护工程，屋盖结构形式为螺栓球钢网架三心圆拱形筒壳形结构，网格形式为正方四角锥双层网架，柱点支承。两跨布局，中柱顶部设网架梁一道和筒壳网架连为一体。边部支座点为现浇钢筋混凝土独立基础，基础顶标高为+0.35米，支座间距为8米。
1.工程施工方案简述
本工程料棚网架的地面组装和高空拼装过程中，各构件的受力状况与设计受力状况是不同的，安装过程中的主要施工工况均需计算核定。本工程跨度大、矢高高，在组装和拼装过程中的刚度、稳定性、吊点反力、挠度、杆件内力等进行施工验算，必要时需采取加固措施。
料棚采用中部起始段拼装就位，从起始段向东向西两侧高空散装，最后施工山墙。
安装具体顺序为：起步网架安装→网架高空散装→檩条安装→屋面、封沿安装→采光带、风机安装。
本工程起步网架安装为工程施工的重点和难点，为了缩短工期多创造工作面，计划从中间11轴到13轴间网架作为起步网架。具体步骤如下：
1.1从11-13轴的支座处网格单元开始拼装，拼装时用汽车吊进行网架端部提升以便网架安装单元拼装，见下图：
1.2继续沿跨度方向安装。为了减少起吊重量，至支座起第10颗上弦球开始两侧各少装一排上弦和下弦球。
1.3利用50吨汽车吊边提升边继续安装网架，保证施工人员在地面进行网架拼装，至如下图形状。同时将B轴线上一个柱距的网架大梁在地面平躺安装好。
网架地面拼装示意图：
1.4将地面拼装好的网架梁用150吨吊车吊至就位位置。
1.5利用6台150吨吊车将地面拼装好的各片网架高空组装好，如下图所示。
1.6网架高空合拢后检查网架支座就位情况，可以利用倒链和吊车微调，使网架支座位置符合设计要求，随后进行支座焊接。
1.7卸载。
1.8第一稳定单元完成后，分两个作业面分别向两长度方向采用高空散装法安装，直至网架安装完毕。
2.安装设备选择
2.1网架合拢前最不利工况（如下图）
2.1.1? 12-14轴、A-B轴网架重量约为57吨;按下列工况，提升力应为39.41吨;
2.1.2吊装高度为38.55米，吊装幅度小于9米。
2.2选用2台150吨全液压汽车吊，在吊臂伸长43.1米，吊装幅度为9米时每台吊车能够起重27吨，两台吊车起重量为2×27×0.8=43.2吨大于39.41吨。
2.3钢丝绳计算
2.3.1安全绳用钢丝绳计算：经过查对网架安装在进行安装过程中的施工人数，该安全绳上共有施工人数10人，按最多人数考虑，网架安全用钢丝绳最大拉力为10×0.75kN=7.5kN。钢丝绳外包塑套。
选择钢丝绳直径为8mm;强度等级1470MPa;
6×19+1; 纤维芯; 查表：
钢丝绳破断拉力总和Pg=31.2×1.134=35.38kN
【P】=35.38×0.82/3.5=40333N=8.28KN
安全系数K=3.5
换算系数α=0.82
则允许拉力
8.28 kN >7.5kN
结论：安全绳选用直径为8mm的钢丝绳是安全的、满足要求。
2.3.2网架约束用钢丝绳计算
经过施工实际模拟验算，网架约束安全用钢丝绳最大拉力为15kN。选择钢丝绳直径为15.5mm;强度等级1470MPa;6×19+1;纤维芯;查表：
钢丝绳破断拉力总和
【P】=141.75×0.82/3.5=33.21KN
安全系数K=3.5
换算系数α=0.82
则其允许拉力
33.21 kN >15kN
结论：拉接用钢丝绳选用直径为15.5mm的钢丝绳是安全的、满足要求。
2.3.3吊车用钢丝绳验算
每个吊车起吊重量不超过25吨，按25吨计算
选用6×37，直径为26mm钢丝绳。
钢丝绳的验算：
主吊点钢丝绳受载计算
S=W/n/sin60=25/4/0.866=7217（㎏）
S-单根绳索承受的拉力;W-吊物重量;n-吊索根数。选择6×37+1-170? φ26㎜钢丝绳;查表其破断力总和为500500（N）;考虑钢丝之间受载不均系数0.82。安全系数为500500÷72170×0.82≈6（倍）。安全系等于规范规定的6倍的要求。安全！
按上述步骤进行起步跨吊装施工，边安装边对各控制节点进行测量定位。网架安装误差控制与消除，节点的定位、变形、几何尺寸的检查、测量和控制。网架安装存在焊接变形、安装温度变形、安装精度变形，因此在安装过程中会产生和安装累计误差。因此，在网架安装时必须采取如下措施：
（1）利用全站仪、经纬仪控制网架的定位精度;
（2）网架安装时以直线状前进，最后由线形成面;
（3）网架每安装一榀后，必须全部测量一次，在安装下一榀网架时，采用反误差的方式来消除前一榀的安装误差;
安装结束后的测量
钢网架结构总拼及屋面完工后，分别测量其挠度值或竖向位移值，所测得的挠度值或竖向位移值不得超过设计要求和规范要求。
在项目部全体成员和业主支持下，该工程分项工程合格率100%，分项工程优良率不小于90%，按国家验收标准确保钢结构工程一次交验合格。
新疆国泰新华准东电厂的干煤棚于2017年施工完毕，稍后的河北龙凤山铸业有限公司的料场大棚的跨度更大长度更长，施工难度又有所增加，但是按照上述施工方法也顺利安装。
上面的两张图片为河北龙凤山铸业的料棚起步吊装照片。
通过新疆国泰和河北龙凤山两个大跨度钢网架工程施工的实践经验，对网架施工的质量和安全控制主要措施总结如下：
网架吊装时，应进行吊装工况验算，分析网架杆件内力是否满足吊装要求。
吊装时，吊装点的个数应进行设计，进行重心位置的计算。吊装过程中确保网架杆件不变形。当天吊装的网架要形成一个稳定的空间体系。
合拢部分的网架施工，對已经安装好的网架进行监测。保证已经安装好的网架不至产生较大的挠度、温度变形和施工变形。
参考文献
[1]罗尧治. 《大跨度储煤结构—设计与施工》，2007中国电力出版社;
[2] 《拱形钢结构技术规程》，2011，中国建筑工业出版社
（作者单位：江苏华海钢结构有限公司）
【中图分类号】TU356
【文献标识码】A
【文章编号】1671-3362（2019）05-0066-04
