席利利

（甘肅省平?jīng)龈咚俟诽?，甘肅 平?jīng)?44000）

1 基本工況

1.1 天棚結(jié)構(gòu)形式

鳳口收費(fèi)站收費(fèi)天棚長(zhǎng)125m，寬21m，一層建筑高12.35m，投影面積2530.36 平方米，結(jié)構(gòu)形式為正放四角錐螺栓球節(jié)點(diǎn)（圖1）碳鋼網(wǎng)架，采用下弦柱點(diǎn)支承，共有12 根鋼構(gòu)支承柱,網(wǎng)架整體支承在柱頂部，采用檁拖找坡。

荷載作用在節(jié)點(diǎn)上，桿件不承受橫向荷載，上弦恒荷載0.40KN/m2，活荷載（不上人）0.50KN/m2，下弦恒荷載0.20KN/m2，檁條活荷載0.50KN/m2。

圖1 螺栓球節(jié)點(diǎn)

1.2 螺栓球受力原理

1.2.1 受力原理

螺栓球節(jié)點(diǎn)受力形式與網(wǎng)架的安裝工藝密切相關(guān)，其根據(jù)桿件受力不同（受拉或受壓），傳力路線和零件作用也不同：當(dāng)桿件受拉時(shí)，傳力路線為：拉力→桿件→錐頭→螺栓→鋼球，此況下，套筒不受力；當(dāng)桿件受壓時(shí)，傳力路線為：壓力→桿件→錐頭→套筒→鋼球，此況下，螺栓不受力。

1.2.2 螺栓球節(jié)特點(diǎn)

a.適應(yīng)性強(qiáng)，不產(chǎn)生附加的節(jié)點(diǎn)偏心；

b.避免大量的現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量；

c.運(yùn)輸和安裝方便；

d.零部件多，加工精度要求高；

e.工序復(fù)雜，制造費(fèi)用較高。

2 施工工藝

2.1 安裝工藝流程

天棚網(wǎng)架安裝前確保支座安裝位置正確，然后根據(jù)起重運(yùn)輸難程度選擇整體吊裝或高空散裝的方案，安裝完成后檢查測(cè)量并驗(yàn)收，具體安裝工藝流程如下：（圖2）。

圖2 天棚網(wǎng)架安裝工藝

2.2 天棚網(wǎng)架安裝前工作

2.2.1 原材料的檢查驗(yàn)收

天棚網(wǎng)架安裝前對(duì)高強(qiáng)螺栓、螺栓球、桿件等進(jìn)行質(zhì)量成品驗(yàn)收，嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行，超出允許偏差的構(gòu)件禁止使用，主要構(gòu)件檢查內(nèi)容及注意事項(xiàng)如下：高強(qiáng)螺栓：成品不允許任何部位、任何深度或任何長(zhǎng)度的淬火裂紋，檢查型號(hào)有無漏裝和錯(cuò)裝，出廠合格證、扭矩系數(shù)或緊固軸力（預(yù)拉力）的檢驗(yàn)報(bào)告是否齊全，并按規(guī)定作緊固軸力或扭矩系數(shù)復(fù)驗(yàn)。螺栓球：表面應(yīng)光滑，用放大鏡觀察不得有裂紋、麻點(diǎn)及過燒現(xiàn)象。桿件：長(zhǎng)度、管徑、厚度有無偏差。焊接材料：檢查品種、規(guī)格、性能，質(zhì)量合格證明文件、檢驗(yàn)報(bào)告及中文標(biāo)志等是否齊全，有疑問的應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)。

2.2.2 基礎(chǔ)施工

鳳口收費(fèi)站收費(fèi)天棚采用鉆孔灌注樁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，樁徑700mm，有效樁長(zhǎng)12.55m，成樁工藝采用旋挖干作業(yè)成孔灌注，施工前采用堆載法試樁?；A(chǔ)為三樁承臺(tái)基礎(chǔ)（圖3），基礎(chǔ)定位的精確度是后期天棚網(wǎng)架能否準(zhǔn)確、順利安裝的決定性因素，在承臺(tái)施工中必須進(jìn)行多級(jí)復(fù)核，采取有效措施保證地腳螺栓和預(yù)埋板的埋設(shè)位置定位準(zhǔn)確。

圖3 基礎(chǔ)詳圖（單位：mm）

2.2.3 支座的安裝

12 個(gè)承臺(tái)基礎(chǔ)上安裝鋼柱，天棚網(wǎng)架支座與鋼柱頂預(yù)埋鋼板焊接連通（圖4），預(yù)埋鋼板與柱子內(nèi)也是焊接連通，安裝時(shí)再次復(fù)核軸線標(biāo)高。

圖4 支座示意圖（單位：mm）

3 天棚網(wǎng)架安裝

整體吊裝法：按照設(shè)計(jì)圖紙，在地面將天棚網(wǎng)架一次性拼裝成型，采用起重設(shè)備吊裝就位，整體固定在支座上。一般適用于網(wǎng)架尺寸較小，且施工場(chǎng)地不受限制的工況。高空散裝法：搭設(shè)操作平臺(tái)，選擇合理的拼裝順序（從一端向另一端；從中間向兩端，從中部向四周），在平臺(tái)上直接拼接天棚網(wǎng)架構(gòu)件（或小拼單元）。此法網(wǎng)架整體受力自然，一般適用于起重運(yùn)輸較困難的地區(qū)，或小拼單元用起重機(jī)吊至設(shè)計(jì)位置的工況，但施工進(jìn)度較慢。分條分塊法：在地面把天棚網(wǎng)架拼成條狀或塊狀擴(kuò)大單元體，再用起重設(shè)備吊裝到設(shè)計(jì)位置，空中分段拼接為整體。根據(jù)網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)形式、起重機(jī)性能、現(xiàn)場(chǎng)條件，多方論證優(yōu)化方案，確定切實(shí)可行的安裝方法。風(fēng)口收費(fèi)站天棚網(wǎng)架采用分條分塊法施工，沿長(zhǎng)跨方向分為3 段，即40+45+40m 三跨，在高空進(jìn)行總拼施工，但需對(duì)主桁架進(jìn)行拼裝施工驗(yàn)算。

3.1 單元?jiǎng)澐衷瓌t

根據(jù)天棚網(wǎng)架支座數(shù)量及位置分布情況，沿天棚網(wǎng)架長(zhǎng)跨或橫向分割若干矩形區(qū)段和單元，確保分割后的單元具有足夠的剛度，并保證自身的受力屬性和幾何尺寸不變，本工程網(wǎng)架桿件設(shè)計(jì)最大拉力/壓力為397.17/-354.14KN。

3.2 地面拼接

拼裝順序：下弦節(jié)點(diǎn)→下弦桿→復(fù)桿及上弦節(jié)點(diǎn)→上弦桿→校正→全部擰緊螺栓。按照設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)網(wǎng)架上下弦桿、腹桿、螺栓球進(jìn)行編號(hào)，一般從一端開始，以一個(gè)網(wǎng)格為一排，逐排步進(jìn)，校正前的各個(gè)工序螺栓均不擰緊，如經(jīng)試拼確有把握時(shí)，也可以一次擰緊，套筒與球之間不允許出現(xiàn)裂縫，所有接縫和多余的栓孔應(yīng)用油膩?zhàn)用苋５孛嫫唇訒r(shí)，在節(jié)點(diǎn)下設(shè)置支撐，以確保天棚網(wǎng)架桿件不發(fā)生變形。

3.3 空中總拼

3.3.1 運(yùn)輸

采用2 臺(tái)25t 吊車將拼裝好的單元垂直吊起，吊點(diǎn)選擇盡量使網(wǎng)架吊裝時(shí)的受力平衡，落放在2 輛長(zhǎng)17.5m 的平板車，同步緩慢行駛至安裝區(qū)域，運(yùn)輸中確保桁架不產(chǎn)生過大變形和失穩(wěn)。

3.3.2 吊裝就位

本工程3 段拼接單元長(zhǎng)度接近，重量相差不大，均采用2 機(jī)（25t）抬吊作業(yè)進(jìn)行吊裝，將2 臺(tái)起重機(jī)布置在網(wǎng)架的兩側(cè)，將網(wǎng)架垂直吊升通過柱頂后，旋轉(zhuǎn)一定角度，即可完成網(wǎng)架空中移位要求（圖5）。

圖5 吊裝施工

天棚網(wǎng)架拼接時(shí)一般先焊下弦，使下弦收縮而略向上拱，然后焊接復(fù)桿及上弦，如果先焊上弦，則易造成不易消除的人為撓度，同時(shí)支座各點(diǎn)應(yīng)自然受力，不得強(qiáng)拉硬頂。本天棚網(wǎng)架設(shè)計(jì)最大撓度為-94.4mm，天棚網(wǎng)架就位后，分別測(cè)量節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)一遍檢查網(wǎng)架安裝偏差和撓度，檢查合格后焊接支座螺栓球，并進(jìn)行預(yù)加熱處理。

4 檢查驗(yàn)收

天棚網(wǎng)架總拼完成后，應(yīng)全面檢查所有桿件、節(jié)點(diǎn)球等位置是否安裝正確，整體有無變形，測(cè)量網(wǎng)架整體尺寸、支座標(biāo)高和中心偏移、撓度等指標(biāo)，允許偏差如下（表1），并做好監(jiān)測(cè)和成品保護(hù)工作。

表1 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝的允許偏差（mm）

5 結(jié)論

收費(fèi)站天棚多為螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，屬于多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，常用的三種基本施工方法中，分條分塊安裝法進(jìn)度快，所需作業(yè)面小，適用于施工場(chǎng)地狹小和大型吊裝運(yùn)輸困難的工程，特別是工期緊張的收費(fèi)站改擴(kuò)建項(xiàng)目，建議用此方法。