□文/黎映呈 張志威

大面積、大弧度屋面網(wǎng)架分塊累積液壓提升施工技術(shù)

□文/黎映呈 張志威

天津機(jī)場T2航站樓工程屋面為鋼柱支撐雙層雙曲面焊接球鋼網(wǎng)架形式，具有造型復(fù)雜、面積超大、安裝困難、工期緊、體量大等特點(diǎn)。施工中為保證安全、快速、高質(zhì)的完成，通過對既有的液壓提升技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，對大弧度網(wǎng)架采用分塊累積提升合龍施工技術(shù)，減小了安全隱患，節(jié)約了措施成本，加快了施工進(jìn)度，解決了大面積復(fù)雜造型屋面網(wǎng)架安裝難題。

大面積；大弧度；液壓提升；分塊；累積

1　工程概況

天津?yàn)I海國際機(jī)場二期擴(kuò)建工程T2航站樓位于正在運(yùn)營的天津機(jī)場T1航站樓東側(cè)，呈工字型，建筑物南北長約652 m，東西向?qū)捈s395 m，建筑面積約24.7萬m2，由A區(qū)主樓和B、C、D區(qū)指廊組成，其中主樓地上2層（局部4層），地下1層，指廊為地上2層結(jié)構(gòu)。工程采用組合結(jié)構(gòu)形式，2層以下為混凝土框架結(jié)構(gòu)，2層以上為鋼結(jié)構(gòu)，屋面結(jié)構(gòu)采用鋼柱支撐鋼網(wǎng)架體系，為雙層焊接球鋼網(wǎng)架形式，見圖1。

圖1　天津?yàn)I海國際機(jī)場T2航站樓屋面網(wǎng)架

整體網(wǎng)架造型復(fù)雜，多為大弧度和傾斜的雙曲面，平面投影面積102 050 m2，安裝高度最高達(dá)43.7 m，共設(shè)網(wǎng)架焊接球12 413個，直徑規(guī)格φ220～900 mm不等，整個網(wǎng)架質(zhì)量超過4 500 t。整體網(wǎng)架安裝面積巨大，安裝高度高，工期緊張，造型復(fù)雜施工安全隱患極大，給施工帶來諸多困難。

工程C區(qū)指廊屋面網(wǎng)架平面呈“T”型，投影面積約28 533 m2，網(wǎng)格尺寸大部分為3.75 m ×3.75 m，為雙向曲面結(jié)構(gòu)，曲面弧度較大，東西向弧長248 m，曲面矢高達(dá)到了7.66 m；同時網(wǎng)架為變厚度，中間厚度為3.0 m，空側(cè)懸挑端根部厚度6.0 m，懸挑端厚度減小至1.5 m；安裝最高點(diǎn)為33.5 m，屬于面積大、弧線長、矢高大的雙曲面網(wǎng)架，同時安裝高度高、造型非常復(fù)雜。

2　思路策劃

1）由于整體網(wǎng)架施工面積超大，工期緊張，在短時間內(nèi)采用高空散拼法完成如此大的工程量不現(xiàn)實(shí)，同時存在較多的高空作業(yè)安全隱患。

2）因工程絕大部分為雙曲面網(wǎng)架造型，有的弧度還非常大，如采用滑移方法施工，無論在那個方向，均很難完成曲型軌道和牽引的設(shè)置，所以滑移并不適宜。

3）如采用分塊吊裝方法，則由于指廊C區(qū)中部網(wǎng)架吊距較遠(yuǎn)，需要超大噸位的機(jī)具進(jìn)行吊裝，吊裝安全隱患較大，不經(jīng)濟(jì)。

4）根據(jù)現(xiàn)場已經(jīng)完成的8.88 m結(jié)構(gòu)平臺（2層樓面）和鋼柱，可以采用液壓提升的施工工藝，但依據(jù)網(wǎng)架造型特點(diǎn)，中間搭設(shè)胎架較高，安全隱患也較大，須對同步液壓提升施工工藝進(jìn)行改進(jìn)。

5）改進(jìn)。C區(qū)指廊的屋面網(wǎng)架面積大、弧面長、矢高大、造型復(fù)雜，按常規(guī)方法需將屋面網(wǎng)架在地面上按照設(shè)計(jì)造型拼裝完成，再液壓同步提升到設(shè)計(jì)位置。為降低網(wǎng)架的拼裝高度及拼裝難度，施工中首先將C區(qū)網(wǎng)架對稱分塊，每塊均按照各自的設(shè)計(jì)造型拼裝完成，采用液壓同步提升原理首先對中間段的屋面網(wǎng)架進(jìn)行同步提升，中間段提升到與兩側(cè)段相接位置暫停，中間段與兩側(cè)段進(jìn)行網(wǎng)架合龍，使中間段和兩側(cè)段形成整體后，再進(jìn)行同步提升，經(jīng)多次提升中間段、與兩側(cè)段合龍成一體，直至完全形成整體，再次進(jìn)行整體提升至設(shè)計(jì)位置，形成大面積、大弧度屋面網(wǎng)架分塊累積液壓提升施工技術(shù)。

3　大面積、大弧度屋面網(wǎng)架分塊累積液壓提升施工技術(shù)

3.1屋面網(wǎng)架分塊設(shè)計(jì)

根據(jù)屋面網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其下部主結(jié)構(gòu)的布置，將C區(qū)屋面網(wǎng)架劃分為2個提升區(qū)即提升Ⅰ區(qū)和提升Ⅱ區(qū)；同時把每個提升區(qū)劃分若干提升單元，其中提升Ⅰ區(qū)包含1～4提升單元，提升Ⅱ區(qū)包含5～6提升單元，見圖2。

圖2　鋼網(wǎng)架提升單元劃分

3.2屋面網(wǎng)架提升支點(diǎn)設(shè)計(jì)和布設(shè)方案

根據(jù)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)情況和方案要求，C區(qū)網(wǎng)架從中心向四周的方向設(shè)置提升支架。提升支架設(shè)計(jì)主要分為兩種類型，一種為直接利用屋面網(wǎng)架鋼柱作為提升支撐柱，在柱頂設(shè)置提升設(shè)施承重結(jié)構(gòu)的提升柱頂支架；一種為獨(dú)立式格構(gòu)式提升塔架支架。網(wǎng)架提升支架布置及設(shè)計(jì)見圖3。

圖3　網(wǎng)架提升支架布置平面布置

3.3屋面網(wǎng)架提升支架及帛點(diǎn)設(shè)置

提升點(diǎn)的布置要和結(jié)構(gòu)的剛度分布一致，同時也要保證提升狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力情況和實(shí)際使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力情況基本吻合。經(jīng)計(jì)算，提升吊點(diǎn)具體設(shè)置見表1。

表1　提升區(qū)帛點(diǎn)設(shè)置

提升支點(diǎn)宜使用已經(jīng)施工完畢的鋼柱，也可采用臨時立柱支撐。

柱頂提升上吊點(diǎn)采用柱頂支架作為提升平臺，作為柱頂提升液壓提升器的承重結(jié)構(gòu)，提升平臺通過與鋼柱頂部進(jìn)行焊接連接，見圖4。

提升下吊點(diǎn)采用焊接球節(jié)點(diǎn)，焊接球中部設(shè)置鋼管，底部設(shè)置加勁板及底板，用來與專用底錨連接，見圖5。

圖4　提升上帛點(diǎn)與鋼柱支點(diǎn)

圖5　提升下帛點(diǎn)與鋼柱支點(diǎn)臨時球

3.4液壓提升系統(tǒng)配置

C區(qū)屋面網(wǎng)架提升選用的液壓提升油器型號為YS-SJ-180型，其額定提升質(zhì)量108 t；在每處提升吊點(diǎn)位置安裝一臺液壓提升器，該型號液壓提升器外形尺寸為φ450 mm×2 100 mm，質(zhì)量1.2 t。

YS-SJ-180型液壓提升器標(biāo)準(zhǔn)配備12根鋼絞線，額定提升能力為180 t。鋼絞線作為柔性承重鎖具，采用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，抗拉強(qiáng)度為1 860 MPa，單根直徑為17.80 mm，破斷拉力≮360 kN。鋼絞線作為柔性承重鎖具，下部與要提升的網(wǎng)架連接，上部穿過油缸進(jìn)行提升。

網(wǎng)架提升共設(shè)置60 kW泵源系統(tǒng)5臺，180 t提升器20臺，提升設(shè)備平面布置見圖6。

圖6　提升設(shè)備平面布置

3.5網(wǎng)架提升條件驗(yàn)收

1）檢查提升支架、提升平臺、鋼絞線疏導(dǎo)架等處于正常狀態(tài)。

2）檢查鋼網(wǎng)架拼裝的節(jié)點(diǎn)中心偏移、焊接球節(jié)點(diǎn)與鋼管中心的偏移、桿件軸線的彎曲矢高是否符合要求，如若有不滿足允許偏差的情況，則對其進(jìn)行調(diào)整、修改。

3）檢查主體結(jié)構(gòu)上是否確已去除與提升工程無關(guān)的一切荷載；檢查提升將要經(jīng)過的空間是否無任何障礙物、懸掛物；檢查主體結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的連接是否已全部去除。

4）檢查提升設(shè)備的備件等是否到位；檢查防雨、防風(fēng)等應(yīng)急措施是否到位。

3.6網(wǎng)架同步試提升和靜置

1）解除主體結(jié)構(gòu)與支架等結(jié)構(gòu)之間的連接。

2）按比例，進(jìn)行20%、40%、60%、70%、80%、90%、95%、100%分級加載直至結(jié)構(gòu)全部離地；每次加載，須按下列程序進(jìn)行并做好記錄。

3）試提升加載過程中檢查結(jié)構(gòu)的焊縫是否正常；檢查提升平臺和地錨支架等是否正常；檢查結(jié)構(gòu)的變形是否在允許的范圍內(nèi)；如有異常，則對其進(jìn)行調(diào)整、修改。

4）試提升加載過程中檢查各傳感器工作是否正常；檢查提升油缸、液壓泵站和計(jì)算機(jī)控制柜工作是否正常；如有異常，則對其進(jìn)行調(diào)整、修改。

5）操作計(jì)算機(jī)程序，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的整體提升，過程中，宜對各點(diǎn)的位置與負(fù)載等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，觀察系統(tǒng)的同步控制狀況，試提升高度約100 cm。

6）提升離地后，空中停滯一定時間（宜不少于24 h）；靜置期間，要定時組織人員對結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，無異常后進(jìn)行正式提升。

7）提升時的天氣宜在2～3 d內(nèi)不下雨，風(fēng)力不大于5級。

3.7屋面網(wǎng)架分塊累積液壓提升

以提升Ⅰ區(qū)為例。

1）根據(jù)屋面鋼網(wǎng)架弧長和提升點(diǎn)情況將其分為若干段，中間部位的為中間段1，兩側(cè)對稱分部的為兩端段2、兩端段3、兩端段4；中間段1和兩端段2、3、4均在8.88 m標(biāo)高平臺上按設(shè)計(jì)樣式和弧度分段進(jìn)行球、桿拼裝就位。待提升系統(tǒng)安裝檢查完畢和網(wǎng)架施工質(zhì)量檢查完畢后，進(jìn)入試提升階段。

2）利用支架，采用柔性鋼絞線承重、提升油缸集群、計(jì)算機(jī)控制、液壓同步提升原理進(jìn)行分段累計(jì)提升，先提升中間段1。首先對中間段1的屋面網(wǎng)架進(jìn)行同步提升，中間段1提升到兩側(cè)與兩端段2相接位置暫停，中間段1與兩端段2進(jìn)行網(wǎng)架拼裝合龍，使中間段1和兩端段2形成一體。

3）中間段與兩端段2合成一體（中間段）后，再進(jìn)行同步提升，提升至兩側(cè)與兩端段3相接位置再次暫停，進(jìn)行中間段與兩端段進(jìn)行網(wǎng)架合龍，形成一體。

4）中間段與兩端段3合成一體（中間段）后，再進(jìn)行同步提升，提升至兩側(cè)與兩端段4相接位置再次暫停，進(jìn)行中間段與兩端段進(jìn)行網(wǎng)架合龍，形成整體屋面網(wǎng)架的設(shè)計(jì)造型；Ⅱ區(qū)網(wǎng)架提升安裝流程同于提升I區(qū)。

5）提升I區(qū)、Ⅱ區(qū)在空中進(jìn)行合龍，屋面網(wǎng)架整體設(shè)計(jì)造型完成。

6）整體屋面網(wǎng)架以各提升點(diǎn)相同速度進(jìn)行同步提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高就位。

弧型網(wǎng)架分塊累積液壓提升安裝過程見圖7。

圖7　弧型網(wǎng)架分塊累積液壓提升安裝過程

3.8屋面網(wǎng)架調(diào)整、支座固定、卸載完成網(wǎng)架安裝

1）網(wǎng)架提升至設(shè)計(jì)位置后，宜將液壓提升系統(tǒng)設(shè)備暫停工作，保持網(wǎng)架單元的空中姿態(tài)，后裝桿件安裝，使網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形成整體穩(wěn)定受力體系。

2）根據(jù)微調(diào)循環(huán)、均勻卸載的原則進(jìn)行卸載，卸載時通過設(shè)置在臨時支架頂部的螺旋干斤進(jìn)行卸載，卸載時通過統(tǒng)一指揮進(jìn)行同步操作，根據(jù)同步調(diào)節(jié)螺旋干斤的絲扣對結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級卸載，直至結(jié)構(gòu)和干斤全部脫離。

3）去除原支架結(jié)構(gòu)等，完成網(wǎng)架安裝。

4　結(jié)語

天津?yàn)I海國際機(jī)場T2航站樓C段屋面網(wǎng)架采用大弧度鋼屋面網(wǎng)架分塊累積提升技術(shù)施工，分塊網(wǎng)架液壓同步提升到相鄰網(wǎng)架安裝位置時暫停，嵌補(bǔ)桿件，形成新的整體，新整體繼續(xù)重復(fù)上述過程，直至將所有要組合的分塊網(wǎng)架組合成最終整體，最后液壓同步提升就位。

C段鋼屋面網(wǎng)架采用大弧度鋼屋面網(wǎng)架分塊累積提升技術(shù)，解決了大弧度屋蓋網(wǎng)架整體提升安裝難題，節(jié)約了大量支撐胎架，提高了網(wǎng)架構(gòu)件定位精度和焊接質(zhì)量，很好地控制了網(wǎng)架拼裝過程中的桿件變形和整體變形，加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了施工工期，同時保障了高空作業(yè)安全。

□張志威/中國建筑第八工程局有限公司天津分公司。

TU356

1OO8-3197（2O16）O1-O9-O4

2O15-1O-2O

黎映呈/男，中國建筑第八工程局有限公司天津分公司，從事工程技術(shù)營理工作。

□DOI編碼：1O.3969/j.issn.1OO8-3197.2O16.O1.OO4