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      螺栓球節點(diǎn)鋼網(wǎng)架安裝施工關(guān)鍵技術(shù)

      發(fā)布時(shí)間:2022-11-18人氣:30734

      作者


      張靖煊  楊  卿  張  鵬





      摘 要:正方四角錐圓弧形空間網(wǎng)格結構,其節點(diǎn)為螺栓球節點(diǎn),此種結構屬于多次超靜定空間結構體系,它改變了一般平面結構的受力狀態(tài),能夠承受來(lái)自各方面的荷載。這種弧形網(wǎng)架,結構新穎美觀(guān),桿件規律性強,網(wǎng)格劃一,整體性好,空間剛度大,抗震性能好,桿件之間全部采用螺栓連接,便于安裝,操作簡(jiǎn)便,受力明確。通過(guò)蘭州東川貨場(chǎng)中心站貨場(chǎng)雨棚工程,闡述了該鋼網(wǎng)架安裝的關(guān)鍵施工技術(shù),為后續類(lèi)似鋼網(wǎng)架的安裝提供參考。


      關(guān)鍵詞:螺栓球節點(diǎn)  鋼網(wǎng)架  起步跨  高空散裝




      項目概況



      01



      新建鐵路寶雞至蘭州客運專(zhuān)線(xiàn)東川貨場(chǎng)中心站貨場(chǎng)雨棚工程,其單區平面尺寸為172m×98.5m,4個(gè)區總面積68667.18㎡。整個(gè)結構為圓型鋼柱+鋼網(wǎng)架+屋面,屋蓋網(wǎng)架更大結構標高為16.02m,檐口標高為10.09m。



      圖1  東川貨場(chǎng)雨棚結構形式


      本屋蓋網(wǎng)架為正放四角錐雙跨鋼網(wǎng)架,節點(diǎn)形式為螺栓球,網(wǎng)架跨度為單跨40.5m,倆側懸挑8.75m;網(wǎng)架矢高2.4m。



      圖2  立面結構形式


      網(wǎng)架材料包含上弦桿、下弦桿、腹桿、螺栓球、錐頭、套筒、高強螺栓等。其主要節點(diǎn)圖如下:



      圖3 螺栓球節點(diǎn)示意圖




      鋼網(wǎng)架安裝施工工藝



      02



      2.1


      總體安裝方案


      由于本工程工期緊、任務(wù)重且場(chǎng)地條件復雜,不適合采用整體頂升或高空滑移的安裝方案,在綜合研究后并結合現場(chǎng)實(shí)際情況,決定采取“分塊安裝法”和“高空散裝”相結合的施工方案:以5軸~6軸網(wǎng)架為整體提升跨,即將5軸~6軸網(wǎng)架在地面拼裝后采用汽車(chē)吊吊裝就位;1軸~5軸和6軸~11軸為高空散裝區,即將此部分網(wǎng)架在5軸~6軸基礎上,向兩側高空推進(jìn)安裝。采用此種方案,網(wǎng)架可多點(diǎn)作業(yè),提高網(wǎng)架施工精度和進(jìn)度。



      圖4 施工分區示意圖




      2.2


      網(wǎng)架施工流程示意



      圖5 步驟一:5~6軸網(wǎng)架地面拼裝



      圖6 步驟二:吊裝5~6軸與A~B軸網(wǎng)架



      圖7 步驟三:吊裝5~6軸與B~C軸網(wǎng)架





      圖8 步驟四:向兩側推進(jìn),高空散裝4~5軸和6~7軸網(wǎng)架





      圖9 步驟五:繼續推進(jìn)安裝





      圖10 步驟六:完成2~3軸和8~9軸網(wǎng)架安裝





      圖11 步驟七:繼續向兩側推進(jìn)安裝





      圖12 步驟八:完成網(wǎng)架安裝


      2.3


      網(wǎng)架高空散裝


      本項目采用高空散裝法,即把5~6軸在地面進(jìn)行拼裝、吊裝就位后,以5~6軸為起點(diǎn)向兩側在高空推進(jìn)散裝。


      網(wǎng)架高空散裝時(shí),首先將球節點(diǎn)和桿件拼裝成基本單元:一個(gè)下弦螺栓球和與其相連的其中一根下弦桿拼為一個(gè)基本單元,球與桿擰固到位;一個(gè)上弦螺栓球和與其相連的四根腹桿拼為一個(gè)基本單元,球與桿擰固到位。



      圖13 拼裝示意


      拼裝時(shí)應固定下弦球,確保下弦節點(diǎn)不位移,同時(shí)邊安裝邊用全站儀對各控制節點(diǎn)進(jìn)行測量定位。



      圖14 現場(chǎng)安裝




      本工程網(wǎng)架安裝關(guān)鍵技術(shù)



      03



      3.1


      起步跨吊裝


      5~6軸起步跨整體吊裝采用雙機臺吊是本工程的重難點(diǎn),針對工程特點(diǎn)及現場(chǎng)條件,根據起步跨重量及吊點(diǎn)設置,選擇合適噸位的吊車(chē),同時(shí)做好雙機抬吊的驗算工作和專(zhuān)家論證工作,確保網(wǎng)架吊裝的平穩和安全。


      3.2


      計算機過(guò)程驗算


      3.2.1起步跨整體吊裝過(guò)程驗算


      本項目5~6軸網(wǎng)架在地面拼裝后,采用吊機吊裝就位,吊機安裝時(shí)采用四點(diǎn)起點(diǎn),故采用MIDAS對吊裝過(guò)程進(jìn)行模擬分析,確保結構在吊裝過(guò)程中的安全性。


      5~6軸與A~B軸網(wǎng)架吊裝計算示意:



      圖15 更大位移為26.5mm



      圖16 更大應力為67 Mpa


      3.2.2高空散裝安裝過(guò)程驗算


      網(wǎng)架安裝完成分析圖:



      圖17 分析示意



      圖18 分析示意



      圖19 分析示意




      根據以上驗算:網(wǎng)架在吊裝和高空散裝過(guò)程中,結構變形及桿件應力均滿(mǎn)足規范要求,故施工安全。


      3.3


      吊點(diǎn)的合理選擇


      在網(wǎng)架分塊吊裝過(guò)程中,如何選擇吊點(diǎn),保證結構吊裝過(guò)程中的穩定和對位時(shí)的準確,是一大重點(diǎn)。其基本思路如下:


      (1)采用AutoCAD軟件1:1實(shí)體建模;


      (2)取得質(zhì)心位置坐標;


      (3)以質(zhì)心位置為圓心,字母軸方向為母線(xiàn),順時(shí)鐘方向每45°畫(huà)半徑,其與網(wǎng)架外框線(xiàn)交于4個(gè)點(diǎn),形成4條線(xiàn)段。取線(xiàn)段中心點(diǎn)附近最近的節點(diǎn)作為該網(wǎng)架的吊點(diǎn)。


      由于本工程為螺栓球結構,在吊點(diǎn)確定以后,不能使用常規的吊耳吊裝,故選擇網(wǎng)架球穿線(xiàn)吊裝的方式進(jìn)行。即鋼絲繩穿過(guò)網(wǎng)架球兩側進(jìn)行吊裝,如下圖所示:



      圖20 吊點(diǎn)選擇


      3.4


      螺栓球高強螺栓擰入深度保證創(chuàng )新控制技術(shù)


      本工程中將采用新型控制技術(shù),控制螺栓球網(wǎng)架中高強螺栓擰入深度,確保螺栓擰入的有效長(cháng)度。該技術(shù)為在高強螺栓淺槽區端部設置熒光涂層,套筒上除了常規的銷(xiāo)釘孔外,增加一個(gè)觀(guān)測孔,觀(guān)測孔與銷(xiāo)釘孔在套筒同一面上,位于高強螺栓擰緊時(shí)淺槽區端部對應位置。在施工時(shí),通過(guò)觀(guān)察觀(guān)測孔處是否可能完全看到熒光涂層,判斷高強螺栓是否擰緊。此方法操作簡(jiǎn)單,加工成本低,實(shí)現了通過(guò)肉眼直接判斷螺栓是否擰緊,避免了螺栓球節點(diǎn)可能出現的“假擰緊”問(wèn)題。



      圖21 高強螺栓擰入


      3.5


      鋼網(wǎng)架安裝誤差控制


      本工程的網(wǎng)架安裝線(xiàn)路較長(cháng),安裝溫度變形、安裝精度變形,因此在安裝過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生和安裝累計誤差。因此,在網(wǎng)架安裝時(shí)必須采取如下措施:


      3.5.1網(wǎng)架拼裝誤差控制與消除設計、計算等技術(shù)措施


      (1)根據施工經(jīng)驗,采用計算機分析誤差樣本的方法,在深化設計中考慮由此引起的誤差。


      (2)根據溫度變化,計算出熱脹冷縮的數值,在深化設計及施工過(guò)程中考慮。


      (3)節點(diǎn)用激光全站儀進(jìn)行定位,定位一榀后進(jìn)行測量,拼裝完一榀后進(jìn)行測量,安裝完一個(gè)節段后再測量,整個(gè)區段完成后最終進(jìn)行測量。


      (4)選擇合理的合攏時(shí)間,合攏處采用可調節點(diǎn)連接。


      3.5.2網(wǎng)架拼裝誤差控制與消除的現場(chǎng)安裝控制措施


      (1)每榀下弦節點(diǎn)、上弦節點(diǎn)安裝時(shí),均應用水準儀、鋼卷尺測量高低度、水平度、幾何尺寸、撓度、做到每榀合格,整體合格。


      (2)每拼裝三到五格再作一次全方面復檢,以利發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處理。


      (3)整體拼裝后,作一次全面檢查和測量,確保不留下任何問(wèn)題。


      網(wǎng)架安裝注意事項



      04


      (1)鋼網(wǎng)架安裝后,在拆卸拉接時(shí)應注意同步,逐步拆卸,防止應力集中使網(wǎng)架產(chǎn)生局部變形; (2)鋼網(wǎng)架安裝后,如需吊裝檀條或屋面板時(shí),應該輕拿輕放,嚴禁撞擊網(wǎng)架桿件致使變形; (3)鋼網(wǎng)架安裝后,應及時(shí)進(jìn)行防腐涂裝工作;同時(shí)應注意成品的保護,勿在網(wǎng)架上方集中堆放物件。如有屋面板、檀條需要安裝時(shí),也應在不超載情況下分散碼放。



      鋼網(wǎng)架安裝施工工藝



      05



      大跨度弧形空間網(wǎng)架目前大量應用于飛機場(chǎng)、高鐵站、大型商場(chǎng)及工業(yè)廠(chǎng)房等,其優(yōu)美的姿態(tài)及合理的受力特點(diǎn)被人們越來(lái)越青睞。本文的安裝工藝及主要關(guān)鍵技術(shù)取得了良好的經(jīng)濟效果和安裝經(jīng)驗,也為后續類(lèi)似項目的施工提供了重要的借鑒作用。




      參考文獻:


      《建筑結構荷載規范》GB 50009-2012


      《空間網(wǎng)格結構技術(shù)規程》 JGJ 7-2010


      《鋼網(wǎng)架螺栓球節點(diǎn)》 JG/T 10-2009


      鋼結構工程施工質(zhì)量驗收規范》GB 50205-2001  







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