拔杆式提升技术施工应用

张巍（吉林大学第二医院，长春130021）

拔杆式提升技术施工应用

张巍
（吉林大学第二医院，长春130021）

某体育馆钢结构工程由椭圆球面网壳结构和门式刚架结构组成，工程跨度、覆盖面积较大，场地内无法使用吊车进行吊装，经研究对比，采用现场放样拼装，空中组对，利用拔杆式提升技术安装。

双层网壳；空中组对；拔杆式提升技术

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.160

1 工程概况

某体育馆钢结构工程由椭圆球面网壳结构和门式刚架结构组成。椭圆球面网壳为双层经纬线型网壳，网壳跨度96.4m，内表面高度24.0m，网壳坐落在（标高4.750m）环梁上，总重量683t。

2 施工难点

该工程跨度、覆盖面积较大，场地内无法使用吊车进行吊装。并且安装工期要求紧，不能采用传统搭设脚手架方式施工，桁架吊装成为本工程的施工难点。

3 方案选择

针对工程特点和难点，吊装方法选择必须保证技术安全切实可行，对多种施工方案在安全可靠性、质量控制、工期控制、技术、生产工艺及成本投入5个方面进行了比较分析后，认为采用现场放样拼装、空中组对、利用拔杆绞磨分步提升的施工作业方案最为合理。

4 测量放线

本工程测量的主要项目包括定位轴线、标高、垂直度、弯曲矢高及整体几何尺寸，安装测量误差需符合测量规范允许偏差[1]。

布设平面控制网，根据土建单位提供纵横两条控制线，采用直角坐标法定出主轴控制线，在距建筑物适宜距离内建立矩形控制点网。

高程引测，根据土建单位提供的基准点作为施工高程测设基准。

5 拔杆设计和安装

5.1 拔杆定位

1）依据图纸及吊装方案，将吊装方案中的拔杆位置在现场放样定位，根据纵横水平控制线，经复线无误后，在施工现场利用全站仪及经纬仪设置水平控制网，将拔杆的图纸坐标位置定位于现场。

2）根据土建给出的高程控制线，经复线无误后，测出拔杆位置处柱脚标高，计算出拔杆长度。

5.2 拔杆设计

依据图纸及吊装方案，吊装拔杆高33m，采用8根φ478mm、10根φ630mm圆钢管，材质为Q235，每根拔杆重5.05t；吊索采用φ40mm钢丝绳；跑绳、缆风绳采用6×19φ21.5mm钢丝绳，钢丝绳公称抗拉强度1700N/mm2，钢丝绳破段拉力为298kN[2]。揽风绳外端系于自制地锚端。拔杆布置如图1所示。

5.3 拔杆验算

拔杆设计需要进行整体稳定及底部加固等验算，验算主要内容如下：（1）外圈拔杆强度及稳定设计验算；（2）内圈拔杆强度及稳定设计验算；（3）拔杆底部加固设计；（4）混凝土板底部加固支撑计算；（5）底部地基承载力验算；（6）吊点耳板设计及计算；（7）混凝土板底部加固支撑计算；（8）底部地基承载力验算；（9）封头绳及揽风绳设计及验算；（10）地锚的计算，包括在垂直分力作用下的稳定性、在水平分力作用下侧向土的强度、地锚横木的计算；（11）吊装所用钢丝绳的允许拉力验算；（12）吊装绑扎钢丝绳验算。

图1 拔杆布置图

5.4 拔杆安装

按照设计现场放样定位拔杆，拔杆准确的水平位置可避免吊装过程中拔杆与桁架相碰相刮现象。拔杆竖起后利用2台经纬仪以水平90°夹角观察拔杆竖直方向的垂直度。

6 椭圆球面网壳结构钢结构吊装

6.1 桁架提升第一阶段

中央部分35.4m直径范围先制作胎架，利用拔杆将事先已组对好的单片桁架吊至胎架上，对桁架进行拼装组对，拼装组对后用6根拔杆进行整体提升到上表面标高为23.0m后停止提升。中央网壳整体提升就位后，可作为外围管桁架组对的基点。同时外围的桁架于地面进行放样组对，为下一环的拼装做准备。

6.2 桁架提升第二阶段

以第一阶段已完成部分为基准拼装组对中央部分直径为75.334m的剩余桁架（除第一阶段已提升部分），如图2a所示，拼装完成后，利用增设的12根拔杆和第一部分的6根拔杆，对已完成的直径为75.334m的中央部分同时进行整体提升。提升至顶标高为26.0m设计标高停止提升，提升后三维效果如图2b所示。

图2 第二阶段桁架吊装提升图

6.3 桁架第三阶段提升

第二阶段对拼装完毕后，将其提升到顶标高26.0m，与外围主桁架进行组对，外围的桁架于圈梁外侧的平台上组装，利用自制拔杆吊装外围桁架与内侧已吊装就位的网壳拼接，部分桁架可用吊车吊装拼接，当整个网壳拼装完毕后整体就位，焊接支座与埋件板。采用对称安装的施工顺序，保持整体平衡。

6.4 网壳结构调整

该方案的最大优越性在于，可以随时监测结构微变及其应力状态。如挠度观测和动力测试。应用电测原理及手段，将结构内力搜集、分析、整理。形成报告。参照应力比作出局部调整。对网壳中央部分微调标高与角位移。改善工况，保证结构始终处于最佳受力状态。

6.5 吊装验算

6.5.1 重心计算

吊装构件时能够确定出构件的重心位置，能有效地防止构件起吊过程中倾斜翻转。根据形心计算公式，计算出形心位置，对于密度均匀物体，形心即物体的质心。计算结果可作为吊装参考。根据理论计算数据作为实际吊装技术指导，作好吊装施工前的技术准备工作。考虑施工现场实际需要，在具体实施的方案中选择“试吊平衡法”确定构件的重心，根据重心位置确定吊点位置，保证起吊时构件的平稳安全、防止翻转发生危险。

6.5.2 吊装验算

（1）桁架杆件应力,根据吊点布置图，进行桁架吊装的模拟验算；（2）桁架杆件位移：施工模拟吊装过程中的位移计算，其中最大Z向位移为12.6mm，挠度为1/1095；（3）吊点处的反力：根据施工模拟，计算每个吊装吊点反力。通过计算，此种吊装方案结构的刚度和强度满足要求。

7 结语

通过严格的计算和施工过程质量控制，吊装过程顺利，质量验收合格。说明采用现场放样拼装、空中组对、拼装后利用拔杆绞磨部分提升后阶段拼装的施工作业方案适用本工程，节约了工程造价和施工周期，值得在后续施工中推广应用。

【1】G月50026—2007工程测量规范[S].

【2】中国建筑工业出版社.建筑施工手册（第四版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

Application of Pulling Rod Type Lifting Technology

ZHANG Wei
(The Second Hospital of Jilin University,Changchun,130021,China)

As teel structure gymnasium consists of ellipsoidal surface reticulated shell and portal frame structure. This engineering has a largespan and large area, it can not hoist with hoisting machine in the field.After discussing and comparing, it used the technology of laying off in site,assembly in air and pulling rod type lifting.

double-layer reticulated shell;assembly in air;pulling rod type lifting technology

TU758

B

1007-9467（2016）12-0142-02

2016-10-31

张巍（1980～），男，吉林长春人，工程师，从事建筑工程管理研究。