柱面网壳单边起拱施工工艺研究

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摘要：起步单元单边起拱的施工方法，其要点是根据柱面网壳的自身形状，起步单元采用从一端支座延续拼装至另一端支座，形成稳定的拱形支撑结构后，后续网架以柱面网壳作为支撑平台采用高空散装或者累计滑移。该施工方法具有作业过程占用场地少、施工速度快、费用低、安全风险低、施工质量高等特点。

关键词：柱面网壳；单边起拱；施工

柱面网壳被广泛地应用在煤炭、电力、水泥、钢铁、化工等行业，是为了保护堆取料机及露天存放的煤炭等物料，并减少其对周围环境污染而专门建造的。特别是近两年，为了建设生态文明，打造美丽中国，柱面网壳储煤棚的数量大幅度增加，并且大多跨度在120m左右，甚至更大。目前，柱面网壳起步单元的施工方法有很多种，例如满堂脚手架起步、山墙起步、塔架支撑分块对接起步等，这些方法的共性是高空作业时间长，安全隐患多。对于柱面网壳的施工，关键工序就是起步单元的施工，可以说起步单元顺利完成后，网架已经安全施工了60%，所以起步单元施工的成败将关系着整个工程。

1工艺原理

起步单元的“单边起拱”方法，如图1所示。即沿跨向从一端支座往另一端支座，采用2～4台吊车抬吊拼装单元，安装方向布置1台吊车进行三角锥安装。在安装过程中，为了控制起步单元的跨向尺寸，对起步单元临时采用钢丝绳进行张紧控制，以保证起步单元顺力就位。

2工艺流程及操作要点

2.1工艺流程2工艺流程：基础复核→起步单元选择→起步单元的施工工况的划分→起步单元施工工况验算。（1）基础复核。首先根据设计图纸，由总监理工程师组织设计、施工等单位对土建单位弹出的基础十字线进行轴线尺寸、位置、水平度、标高及支座锚栓位置等参数，按照设计及施工规范要求进行复核，对不符合设计及施工规范要求的参数进行整改，对整改后的基础进行复核，无误后办理中间交接手续。（2）起步单元选择。根据结构的特点及现场场地情况，首先对起步单元的位置及大小进行初步选择，起步单元高宽比根据经验数据按小于3控制，初步选定好起步单元后，对起步单元进行仿真验算，如起步单元在自重情况下满足风荷载和温度效应的共同作用时，起步单元的选择即可满足作为独立支撑结构的需要。（3）起步单元施工工况的划分。起步单元沿跨向每3～4个网格变换一次吊点，变换吊点时起步单元拼装方向的一端放置在地面。随着起步单元成拱长度增加，每5～6个网格增加一道张紧索。每次变换吊点及增加张紧索都要划分为一种工况。根据起步单元跨度方向的网格数量进行工况的初步划分。（4）起步单元施工工况验算。利用网架的设计软件对初步划分的施工工况进行验算，采用汽车吊或者履带吊吊装时还应考虑1.4倍的动力系数，验算内容应包括应力、应力比、变形、吊点反力、张紧索轴力等，根据验算结果再进行吊车及索具的选取。2.2起步单元单边起拱操作要点2（1）支座筋板与基础预埋件按设计要求焊接连接，支座球单边起拱过程中不与支座筋板焊接，但是要求限位措施，保证支座球转动时不划出支座筋板。（2）多台吊车吊装时，根据吊点反力，采用专人指挥，对吊车载荷按比例逐级分步加载至拼装方向端的球节点脱离地面，然后再一同指挥匀速提升。（3）吊点选在起步单元的上弦球，并且吊点位置形成四角锥。（4）张紧索选择在下弦球，每根张紧索的轴力按照小于100kN进行控制，索节点的长度在设计图纸上量出，然后利用全站仪进行全程跟踪测量控制，偏差在±20mm之内为宜。（5）吊车支腿处及网架放置在地面处的地耐力应进行复核，提前做好支点措施准备。（6）所有绑扎点的索具应成对角线设置，减少对杆件螺栓的剪切力。（7）单边起拱完成后，应将起步单元的支座球与支座筋板按照设计要求进行焊接固定。（8）单边起拱完成后，吊车的卸载顺序按照吊点的高度，由高向低将载荷按比例逐级分步卸载。（9）单边起拱完成后张紧索的拆除顺序按照后拉的先拆，先拉后拆，并且每组张紧索里的数根索应按比例逐级分步卸载。2.3后续网架安装2起步单元安装完成后，后续网架可根据现场条件采用高空散装法或累计滑移法施工，小拼单元的合龙位置可用软件进行验算确定，一般选择在变形较小的位置。

3结束语

由徐州中煤百甲重钢科技股份有限公司承建的国投晋城热电有限公司煤场封闭改造工程储煤场网架，及国华盘电储煤场封闭改造EPC项目，两个工程的网架起步单元安装过程均采用了先进的“柱面网壳单边起拱施工工艺”。该施工工艺与采用传统的支撑系统的施工工法相比，具有施工速度快、费用低、安全风险低、施工质量高等特点，经济效益对比如表1所示。

参考文献：

[1]GB50205-2001.钢结构工程施工质量验收规范[S].

[2]GB50661-2011.钢结构焊接规范[S].

[3]GB50755-2012.钢结构工程施工规范[S].

[4]JGJ7-2010.空间网格结构技术规程[S].

作者:吴立文 李立武 单位:徐州中煤百甲重钢科技股份有限公司