钢网架液压同步顶升安装技术

钢网架液压同步顶升安装技术

李会奇 ,刘兵 ,杨阳

（长江精工钢结构（集团）股份有限公司，安徽 六安 237161）

[摘  要]目前网架结构现有安装施工方法为：高空散装法、同步液压整体提升法、分块累积滑移。采用高空散装法安装时，要求施工区域下方搭设满堂红脚手架，在脚手架上满铺脚手板形成一个工作平台，施工人员在平台上完成安装作业，搭设满堂脚手架使得工期会变长而且钢管材料耗费较多；采用同步液压整体提升法安装时，设计提升架并使用有限元仿真模拟分析软件验算其结构稳定性，构件受力下挠情况和应力比等，施工难度大，施工场地和吊装网架重量容易被限制；并且由于高空作业量大，使得质量难以控制，施工速度减慢，施工成本增高。采用分块累积滑移安装时，需要长时间占用垂直运输机械，由于高空拼接难度较大，施工速度也会变慢。为此提出一种钢网架液压同步顶升安装施工的安装方法，有效解决现有技术中存在的缺点和限制，可为今后类似的工程施工提供借鉴和参考。

[关键词]网架顶升  稳定性  高空作业  效率

0  引言

随着建筑业的不断发展，网架因其造型美观、安全可靠、适应性强且经济性好等优点，在很多大型公共建筑以及工业厂房的应用越来越广泛。

网架建筑面积较大，安装工期紧，现场焊接量较大，网架安装中如何控制好挠度以及焊接质量是工程实施中的难点；为了有效解决上述难题，本工法结合我司以往网架项目的施工特点，网架地面进行分片拼装，采取搭设临时支撑架，然后利用液压千斤顶同步进行顶升的方式将网架安装到设计位置。因此本文结合网架结构安装的相关技术进行探讨。

1  钢网架液压同步顶升安装技术

1.1  技术特点及适用范围

1.1.1  施工效率高，安装方便

按照网架专项施工方案，网架地面进行分片拼装，网架拼装过程中安装顶升架以及液压千斤顶，分片网架地面拼装完成具备顶升条件后，进行网架分片顶升，最后将网架顶升至设计位置；整个流程方便快捷，操作简单，网架采用地面分片拼装，相对于高空散拼拼装效率高，相对于分块吊装，精度较高，成本较低，提升效率高。

1.1.2  施工质量和安全有保证

本工法网架采用地面分片拼装，拼装难度低，定位准确，焊接质量以及网架变形控制有保证；相对高空散拼法，本工法高空作业量少，施工人员的安全有保障。

1.1.3  经济性显著

本工法相较于网架分块后大型机械吊装方案，不需要大量的施工机械以及高空散拼中大量高空作业所需要的安全防护措施，顶升架、液压千斤顶均为常用物资，采购以及租赁均较为方便快捷，故本工法施工措施费少，经济性较为显著。

1.2  施工技术原理

结合网架支座位置以及项目现场特点，首先确定好分片网架的大小，确定顶升架的位置；首先进行分片网架的地面拼装；待网架拼装、焊接完成，并对网架进行验收后，安装液压千斤顶至底坐上，通过螺栓将千斤顶与底坐连接牢固，然后安装顶升架及连接臂，并调高度至正好顶至临时四角锥上弦球处；然后开始进行液压顶升同步控制系统的调试，调试无误后，开始进行分片网架的顶升作业，网架整体顶升至设计标高后，进入滑移工序，在钢柱柱顶焊接档板，并通过测量千斤顶的出顶长度，使网架准确滑移至设计位置，检查无误后，下落顶升架，使支座落位至钢柱柱头，完成安装，拆除顶升架。按照上述做法直至整个屋面网架施工完成。

1.3  施工前的准备

1）由于本工程的特殊性，为了把风险降到最低，必须切实做好天气的预报工作，了解在顶升期间的天气状况，做好应变措施。整个顶升过程期间必须保证无3级以上风力。在顶升前必须根据气象部门提供的天气预报，确保在未来的3天内天气晴好，风力在4级以内，否则不得进行顶升；

2）对顶升支架处的轴线进行测量，并检测支架处的标高，如标高不在同一个水平上，要对标高进行调试，保证网架再顶升过程中同步上升，防止网架杆件在顶升中发生变形。

检测网架边杆件受力情况，有无压弯失稳和凹陷等，并及时做好网架杆件有无形变的记录和第一时间汇报给指挥者。

3）顶升前对顶升支撑架进行揽风处理，用钢丝绳手拉葫芦将网架和顶升支撑架成倒三角锥连接，网架上采用钢丝绳套将网架的下弦球抱住，通过钢绳和U型卡卡死与支撑架的接球节点连接，通过手拉葫芦将钢绳拉直，用U型卡将绳头卡住，使支撑架与网架形成整体；网架的揽风绳在紧固的过程中要四个方向同时紧固，防止网架的整体受拉不均匀产生网架的杆件变形。12个顶升点共设置48根倒链，可使支撑架与网架形成一个刚性的整体。

4）因网架形式为正放四角锥形式，所有上弦球与下弦球均处于同一垂直面上，顶升架无法直接顶到上弦球上，因此需做临时的四角锥做为专用的顶升支撑点，四角锥直接在下弦的四个球上拼装，上弦球使用Ф300*12焊接球，腹杆使用Ф76*4焊管，如下图所示：

图：临时顶升点做法示意图

为保证顶升点钢球受力均匀，在顶升球下部安装焊接支座，支座用20厚钢板制作，与钢球咬合焊接。

图：顶升架与上弦球连接

5）顶升架下部节点不仅起到支撑顶升架及网架荷载的作用，还是网架滑移的工作平台，非常重要。

首先将顶升部位地面夯实（地基承载力满足120KPa），在地面上铺约10cm的碎石找平，再放置钢平台，钢平台由I14焊接而成，尺寸为2.5m*2.5m，面积6.25m2。然后在钢平台上平面满铺δ=20mm厚钢板，钢板与钢平台焊接牢固，在钢板上均匀布置Ф10圆钢约35根，顶升完成进入滑移阶段时起到滚轴的作用，布置圆钢时，保证圆钢与滑移方向垂直。在圆钢上方再放置一块δ=20mm厚钢板，钢板为1.5m*1.5m见方，在未进入滑移阶段时将钢板与下部钢板通过措施焊接牢固，防止移位；在钢板上方放置液压油缸的底坐，将底坐与钢板焊接，使底坐与钢板成为一体，在滑移时同步移动。

下部节点示意图

图：液压千斤顶底坐

1.4整体顶升

待网架拼装、焊接完成，并对网架进行验收后，安装液压千斤顶至底坐上，通过螺栓将千斤顶与底坐连接牢固，然后安装顶升架及连接臂，并调高度至正好顶至临时四角锥上弦球处；即具备进行顶升条件。

顶升开始并待网架离开支撑点10cm时，悬停24小时，在此期间派专人对网架进行检查，检查内容包括：顶升支架是否正常，有无严重的偏斜、网架杆件有无弯曲现象、顶点地面有无沉降，然后即时处理不正常情况。

在24小时过后，无异常情况下，即开始正式顶升，每次顶升100mm，悬停数分钟，顶升至顶升架下面的距离大于1.1米后停止顶升，把一个标准节杆件及螺栓球从下部装在架子上，然后油缸回落，使架子落在下面的基座上，油缸继续回落并取下顶升支架吊臂换到倒数第一个标准节上，继续进行下一循环，如此往复，每次顶升1.米，总计顶升约9次，将网架下弦球顶升至9.2米的设计标高并超出少许，为滑移留出操作空间。

当液压油缸行程达到1.1米后，支撑架下部距地超过1米，可即时安装下个标准节，如上图所示。

网架整体顶升过程中照片

顶升过程及四根缆风绳设置照片

网架的顶升同步是极为关键的，关系到网架的应力集中及变形，网架顶升时，设一名总指挥，由经验丰富的起重工担任，每个液压千斤顶处设两名熟练的顶升操作工人，所有信号只能由总指挥发出，每名操作工人必须严格按照总指挥的信号进行操作，保证信号统一，操作同步。

1.5  整体滑移

网架在地面进行拼装时，支座球必须避开钢柱位置并尽可能地减少滑移长度，经以最不利情况的球、杆件、钢柱尺寸进行实际放样，确定了可施行滑移方案，滑移长度为815mm。

网架整体顶升至设计标高后，进入滑移工序，此时液压千斤顶不卸载，将顶升架与底坐之间的空档用钢管填充，用钢管将顶升架的下弦球与底坐焊接为整体，使顶升架与底坐是五点受力，成为一个固定单元。由总指挥统一进行指挥，发出动作信号后，12个点同步动作，滑移距离为20mm，然后停止，由总指挥确认后，再发出下一次动作信号，逐次滑移，每次滑移距离均为20mm，直至滑移至指定位置。

网架滑移照片

在钢柱柱顶焊接档板，并通过测量千斤顶的出顶长度，使网架准确滑移至设计位置，检查无误后，下落顶升架，使支座落位至钢柱柱头，完成安装，拆除顶升架。

2  结语

本施工技术采用网架地面拼装完成后，整体安装的思路进行施工。顶升法施工，网架安装、椟条安装、油漆刷涂、马道、排烟机房、灯架等超过90%的工作量都是在地面或接近地面完成。便于施工质量的跟踪、检查和整改，特别在网架安装方面，能更有效的避免工人因“不便”或其他原因而“漏”处理的质量隐患。

不再使用其他动力机械、减少在高空作业时间，极大地降低了安全事故发生的概率，保证施工工作的顺利进行。

由于顶升法施工大部分的工作量在地面或接近地面的位置进行，能更有效地保证工程施工进度，极大地提高施工工人的工作效率。特别是在较恶劣的气象条件下（如大风、雾、雨雪等），大部分的安装工作能照常进行，这是其他常规安装方法不可比拟的。安全及质量都有保证，故本施工技术社会效益较高；可为今后类似的工程施工提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]《钢结构设计标准》GB50017-2017.北京：中国建筑工业出版社，2017

[2]《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010.中国建筑标准出版社.

[3]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2020）.中国计划出版社

[4]《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）.中国建筑工业出版社

[5]《钢结构工程施工规范》（GB50755-2012）.中国建筑工业出版社

[6]《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2019）.中国建筑工业出版社

作者简介：李会奇（1995-），男，安徽淮南人，毕业于铜陵学院工程管理专业，本科，助理工程师，专业方向：建筑施工技术