大跨度钢网架与钢拱架组合结构安装技术浅析

曾令恒

（厦门太古飞机工程有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

随着现代工业的快速发展，专业技术操作水平越来越高，建筑行业也是如此。专业的设备辅助越来越普遍，钢结构的使用也越来越广泛地应用于建筑行业。现代大跨度施工对技术支撑的依赖性更大，为了使有特色公共建筑满足要求，大跨度钢网架-钢拱架组合结构的应用成为必然。

1 大跨度钢网架与钢拱架组合结构的安装概述

在现代建筑中大跨度大空间的建筑结构越来越多，厦门太古飞机维修厂房五期扩建工程（VB维修机库），采用了大跨度钢网架-钢拱架组合结构。机库维修大厅包括钢网架结构、钢网架与钢拱架组合、钢桁架结构、屋面悬挂系统、小门平台结构及柱间支撑体系等施工的过程中采用滑移式承重架安装技术。机库维修大厅网架结构面积161.6m*75m。网架网格为5.00m*5.05m，网架高度4.0,～ 7.78m，网架下弦净高为27.00m,钢拱架净高为17.98m。杆件总重量为970.73吨；钢球重量为363.31吨，柱间支撑为327.16吨。网架采用钢管结构，Q345B焊接空心球节点，空心球最大直径为800mm；网架杆件钢管采用Q345B直缝焊接钢管或无缝钢管；安装工期为5个月顺利完成。

机库网架施工的过程中，所应用的是工艺脚手架滑移方法，可以在原来的位置安装。地面采用块体制作的方法，使用行走式塔吊结合使用小跨吊装块体、构件，使用履带吊吊装块体和构件，各项施工都在高空原来的位置进行，包括补空、网架成型、固定支座等等。整体的安装施工都按照规定的流程进行，不能有任何的失误。

块体制作与单元拼装的化分为四个滑移区域（见脚手架平面图如下），使得高空作业量减少，施工的风险系数达到降低，而且还保证了施工人员安全。块体制作与单元拼装都是从短轴靠附建楼一端（H轴）向另一端（A轴机库大门）方向按照进行拼接；网架式脚手架跟着滑移。大厅的每单元网架的拼装施工都在网架式脚手架上进行，在进行拼装、滑移的时候，要严格按照工况验算进行拼装，之后，与大门拱架之间建立连接，构成一个整体，确保整个的结构稳定状，之后固定好支座。在高空安装施工中，还需要在网架上设置一排支点，确保安装单元与上一单元处于同一标高上。

大跨度钢网架与钢拱组合结构在滑移安装技术上存在明显的优势，所以在现代的大跨度网架建筑中广泛应用。厦门太古飞机维修五期扩建厂房（五期B机库）采用钢网架与钢拱架结构组合，是由中国航空航天设计研究院经过对比新加坡国家航空公司樟宜机场机库、首都机场306m四机位飞机库而选定的，从维修工艺，结构受力特点，技术经济比选等方面综合选择钢网架与钢拱架结合空间结构，而拱架的水平推力在两拱脚支座处采用预应力钢筋混凝土拉杆结构，混凝土强度等级为C50，预应力钢筋采用高强低松弛，无粘结钢绞线，钢绞线的强度等级为 1860MPa ;预应力拉杆受力大，长度 160多米，工作面小，工序又多，而且和钢拱架连接很复杂，参与单位也较多，特别是这种超长预应力采用两端同时张拉的应力和应变等参数的控制难度是相当大的，因此需要各单位通力协作，高度重视，精心组织管理、检查和校核才能确保其位置、标高及断面的准确。[1][2][3]

2 大跨度钢网架与钢拱架组合结构难点重点

2.1 连接方法

钢结构组合连接方法有三种：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接。本工程网架杆件与接点球或支座采用球焊接连接；在钢拱架部分有两种连接方式，桁架柱体（拱架脚）部分采用10.9级40Cr钢高强螺栓拼装连接，钢大门桁架结构和钢大门顶拱架结构采用钢管与节点球焊接连接。必须选用承重结构钢材，空心球及支座球、网架钢管采用Q345-B钢材；采用E50系列焊条；自动焊接的和焊剂应采用H08A、H08E焊丝配合高锰型焊剂，或H08Mn焊丝配合中锰型、高锰型焊剂或H10MnZ焊丝配合无锰型或低锰型焊剂。网架下弦球的吊车节点型钢、钢板、封板、锥头和套筒采用QQ235-B钢材；檩条、围护结构采用QQ235-A钢材；采用E43系列焊条；自动焊接的和焊剂应采用H08、H08A、H08E焊丝配合中锰型、高锰型焊剂，或H08Mn、H08MnA焊丝配合无锰型、低锰型焊剂。钢管与球的连接采用剖口等强度对接焊，空心球焊缝、钢管与球连接焊缝、支座节点焊缝、钢管拼接焊缝、吊车悬挂节点焊缝均为一级结构焊缝，需 100%进行超声波探伤，焊工须经过焊接工艺考核合格或经过全位置焊接培训考试合格取得焊工证后才能施焊。

2.2 网架安装

网架安装采用塔式吊车，块体吊装就位后用1.5吨倒链临时固定，块体间散装杆件补空，从下弦开始，之后是腹杆，然后是上弦，之后是点焊与正式焊接次序，拼装的次序都是相同的，单元安装次序由中跨向两边跨进行，逐单元安装。块体吊装必须四点绑扎，其中有两点用于3.2吨倒链进行斜放调整边缘块体在指定的位置之后，需要将支座临时固定，采用电焊的方法，或者使用螺栓固定，支座不能产生位移。每个单元拼装都含檩条，先网架、檩托、再檩条。每拼装、焊接完成一个单元，进行测量、检查、核对合格后，填写单元验收记录，多方验收合格后脚手架方可滑移离开，进行下一单元拼装。

2.3 网架式脚手架滑移

1滑移牵引方式

（1）、滑移轨道是将钢轨与滚轮组合，滑移轨道安装平直度和水平度偏差控制在5mm以内。

（2）、牵引设备使用5吨的倒链2台，均为手动操作，在设置的过程中所采用的方式需要重点技术因素：虽然脚手架支座附近杆件的受力的分布保持均衡状态，但是可以避免负面的应力影响；将滑移速度控制在每分钟50mm，要保持平稳状态。

（3）、滑轮组牵引点需要固定在轨道上，轨道对反向力可以起到一定的承担作用。

2、滑移计算

（1）、网架式脚手架、板以及附加脚手管等等的总体重量是70吨。

（2）、脚手架滑移所采用的滚动摩擦方法，摩擦阻力会相应地减少。此时，控制轨道的水平度偏差控制在5mm以内。滚动净摩擦系数是0.04，阻力系数是1.15，所需要的总牵引力按照如下的公式计算，为：

Ft=μ*η* Gok

Ft=0.04*1.15*700

Ft=32.2 KN

每条轨道上所需的牵引力为：F= Ft/2=32.2/2=16.1 KN

（3）、5吨倒链可提供的牵引拉力S=50KN，大于16.1KN牵引设备所能提供的牵引力满足脚手架滑移的需要。

3、滑移步骤

（1）、每次安装网架以及完成焊接之后，安装主檩条和次檩条，之后是补刷面漆，经过验收合格之后，将千斤顶使网架降下，要求支承点之间不能紧挨着，处于地面的支承点，松开脚手架，然后进入到脚手架施工状态。

（2）、要保证该滑移处于同步状态，相互之间使用讲机联系。如果存在不同步的问题的时候，相互之间的差距超过30毫米，就要调整时间。

（3）、在每个滑移单元的终点位置都要设置阴进器，防止超滑；每次脚手架滑移到指定的位置，就需要按照规定将揽风绳拉设好；两台倒链型号要保持相同，钢丝绳均为φ21mm[4]。

3 大跨度钢网架与钢拱架组合结构移动式承重架滑移技术的优点

本研究的过程是厦门太古飞机维修中心五期扩建（B机库）工程项目。工程项目所在具体位置是厦门航空工业区内，太古五期东南侧，总占地面积101847.813平方米，总建筑面积45791.64平方米；停机坪面积47862.57平方米，其中大跨度钢网架与钢拱架组合空间结构机库维修大厅面积12075平方米。在网架与拱架组合结构施工采用移动式承重架滑动技术优点总结如下四点。

3.1 提高综合施工效率

在建筑工程施工之前，设计人员和施工人员都要做好各项准备工作，对安装施工技术要充分熟悉，准备好建设材料，还要多方位引荐国内外的先进的管理措施，多层次借鉴先进的管理经验，做好工程施工现场的勘察调查工作，使建筑施工组织设计有较高的可靠性。将团队成员的积极性激发起来，是他们的聪明才智得以充分发挥；掌握过硬本领，立足岗位成长、成材。形成一个执行力强的团队。施工组织设计合理，前期筹备充分，设备资源优化配置，上级主管部门检查、督促、落实本工程大跨度钢网架与钢拱架组合结构滑移网架脚手架安装技术，施工中各级工作人员，各工种通力协作，为厂房其它空间提供工作面，实现“平面流水”，“立体交叉”,主体工程、辅助工程的相互衔接和配合作业。

3.2 节约施工成本

企业要长期稳定地生存下去，就要创造交流稿的经济效益，这也是企业发展的基本条件。企业要获得经济效，就需要在乎思想上提高重视程度，合理设计技术方案，提高管理效能，并落实到具体工作中。施工组织设计和各种施工方案的制定过程中，要针对工程实际认真研究，设计多个方案，进行比对、选择，丢与施工组织设计和方案要充分考虑，确保其可行性以及合理性。按照本项目的设计特点以及施工现场的具体情况，严格管理制度，岗位责任制；节约了脚手架搭设时间，材料和施工设备占用时间；机械化程度提高，减少了人力劳动力；将组织、计划、实施方面与人员、机械、材料有机结合，降低了施工成本，在该工程实施过程中取得较好的经济效益。

3.3 加快工程进度

合理的施工方案是确保工程顺利必要条件，使工程作业事半功倍。好的安装方案需结合详细周密的计划和前期准备工作，全面检查工程质量，对于所存在的潜在问题及时提出，错误之处及时纠正，跟踪检查特殊的工序以及所采用的施工工艺技术，保证工序合格。大跨度钢网架与钢拱架组合结构吊装拆架卸载后挠度、变形都在设计允许范围内，比预定计划提前十多天验收，顺利进行机库维修大厅的机坞安装和行车设备安装。

4 结束语

通过上面的研究可以明确，大跨度钢网架-钢拱架组合结构移动式承重架吊装难度大。在实际建筑工程吊装施工的过程中，吊装之前对于所有的设备以及施工环境都要进行检查，加强同步吊装的控制工作。当吊装就位之后，按照规定的顺序进行大跨度钢网架-钢拱架组合结构的卸荷，加载后钢拱架跨中和网架跨中的挠度；拱架拱脚水平位移、沉降观测；网架支座底板均匀受力情况和垂直墙面的转动方向观测，各项复测数据合格，全过程质量监管都要符合有关标准。