朱捷

中鐵二十二局集團(tuán)第一工程有限公司 黑龍江 哈爾濱 150000

黨和政府高度重視我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展，從資金資源到政策制度等多個(gè)方面同時(shí)入手，為建筑行業(yè)的材料創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新提供了強(qiáng)有力的支持，而大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)正是比較具有代表性的產(chǎn)物，它具有回收利用率高、環(huán)境污染少、工廠化程度高等一系列特點(diǎn)，一經(jīng)出現(xiàn)就快速得到了人們的認(rèn)可和關(guān)注。在這種情況下，對(duì)超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工技術(shù)進(jìn)行研究，顯然具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

英杰水上世界項(xiàng)目位于我國(guó)黑龍江哈爾濱市賓縣，該建筑工程的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)采用下弦支承，雙向曲面，螺栓球、焊接球網(wǎng)架，支柱均為鋼柱結(jié)構(gòu)，下弦標(biāo)高20～27.5m，網(wǎng)架厚度4.646m，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)尺寸為184m×112m，屋面網(wǎng)架的最大安裝標(biāo)高為+27.500m。

若采用分件高空散裝，不但高空組裝、焊接工作量大、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械設(shè)備很難滿足吊裝要求，而且施工的難度大，不利于網(wǎng)架現(xiàn)場(chǎng)安裝的安全、質(zhì)量以及工期的控制。且施工現(xiàn)場(chǎng)受場(chǎng)地限制與土建相互配合等諸多因素影響，不具備高空散裝作業(yè)的條件，因此選用了整體液壓提升技術(shù)進(jìn)行建設(shè)。經(jīng)過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)布置及工藝的要求的分析，將網(wǎng)架劃分為三個(gè)提升區(qū)域，在地面拼裝為整體，利用液壓同步提升系統(tǒng)將每個(gè)區(qū)域屋面網(wǎng)架整體提升至設(shè)計(jì)標(biāo)高，最終取得了比較可觀的施工成效，具有一定的分析和參考價(jià)值。

2 超大跨度曲面網(wǎng)架液壓提升技術(shù)特點(diǎn)

第一，超大跨度曲面網(wǎng)架液壓提升技術(shù)具有十分可觀的實(shí)用性。在實(shí)際施工中，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝、焊接、附屬結(jié)構(gòu)及油漆等工作都在地面進(jìn)行，對(duì)焊接質(zhì)量及整體穩(wěn)定性有保證，在此基礎(chǔ)上利用提升裝置對(duì)其進(jìn)行吊裝，能有效提升整體施工效率、避免不必要的質(zhì)量問(wèn)題[1]。在利用超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升技術(shù)進(jìn)行施工的過(guò)程中，網(wǎng)架的施工作業(yè)集中在地面，不會(huì)給其他分項(xiàng)工程造成負(fù)面影響，整體的施工效率比較可觀。

第二，在利用液壓提升技術(shù)進(jìn)行施工的過(guò)程中，大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的各種附屬結(jié)構(gòu)都可以直接在地面上安裝完畢，這能夠在一定程度上減少高空吊裝工作量、縮短安裝施工周期。在對(duì)大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體提升的基礎(chǔ)上，工作人員將不再需要進(jìn)行大批量的高空作業(yè)，提高了工作效率，縮短施工工期、同時(shí)地面拼裝保證的施工人員的安全。

第三，利用超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工技術(shù)進(jìn)行施工，液壓提升裝置安全性高且有斷電自鎖裝置，保證施工過(guò)程中安全可靠。液壓提升器通過(guò)液壓回路驅(qū)動(dòng)，動(dòng)作過(guò)程中加速度極小，對(duì)被提升設(shè)備及提升框架結(jié)構(gòu)幾乎無(wú)附加動(dòng)荷載。

第四，超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工中涉及到的各種設(shè)備，都具有體積重量較小、機(jī)動(dòng)能力強(qiáng)、倒運(yùn)和安裝方便的特點(diǎn)，能夠在場(chǎng)地有限制的情況下發(fā)揮積極作用，應(yīng)用適配性非常高。

第五，根據(jù)不同項(xiàng)目的施工需求，工作人員可準(zhǔn)確地對(duì)提升設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展組合，即可保證其提升能力，不受網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重量、跨度、面積限制，整體應(yīng)用價(jià)值十分可觀。

第六，液壓提升系統(tǒng)的控制精度非常高，能夠?qū)崿F(xiàn)毫米級(jí)的微調(diào)，因此可以做到空中垂直精確定位，整體施工準(zhǔn)確度有保障。液壓同步提升通過(guò)計(jì)算機(jī)控制各提升點(diǎn)同步，提升過(guò)程中構(gòu)件保持平穩(wěn)的提升姿態(tài)，同步控制精度高。

3 超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工要點(diǎn)

3.1 液壓提升設(shè)備安裝

3.1.1 液壓提升器安裝

液壓提升器是超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工的重要設(shè)備之一，在各個(gè)配件組裝完畢以后，應(yīng)利用臨時(shí)固定裝置對(duì)其進(jìn)行固定，一般來(lái)說(shuō)每臺(tái)提升器需要四塊臨時(shí)固定板，工作人員需要提前對(duì)臨時(shí)固定板進(jìn)行處理，保證其表面光滑度和各部分尺寸的準(zhǔn)確度，在進(jìn)行焊接固定的過(guò)程中，應(yīng)注意其不得接觸提升器底座，否則可能影響后續(xù)施工操作。

3.1.2 導(dǎo)向架制作安裝

導(dǎo)向架安裝是施工準(zhǔn)備階段比較重要的工作內(nèi)容之一，一般導(dǎo)向架需要安裝在液壓提升器側(cè)方，從而為油管、傳感器等安裝留出足夠的空間，且不會(huì)影響鋼絞線自由下墜。

3.1.3 專用底錨的安裝

液壓提升器需要與專用底錨結(jié)構(gòu)相配合才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，因此工作人員必須要保證底錨結(jié)構(gòu)安裝效果，將其安裝到液壓提升器下吊點(diǎn)臨時(shí)吊具的內(nèi)部，并確保每套底錨與其正上方的液壓提升器、提升吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)開孔垂直對(duì)應(yīng)、同心安裝，從而保證結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性[2]。

3.1.4 安裝鋼絞線

鋼絞線是液壓提升系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)按照由下至上的安裝順序進(jìn)行組裝，使鋼絞線從液壓提升器底部穿入至頂穿出，在此基礎(chǔ)上對(duì)鋼絞線進(jìn)行有效固定，避免鋼絞線脫落帶來(lái)的一系列問(wèn)題。

3.2 設(shè)備的檢查及調(diào)試

3.2.1 做好調(diào)試前的檢查工作

對(duì)液壓提升裝置的臨時(shí)固定措施進(jìn)行檢查，確定其是否存在松動(dòng)的可能性，對(duì)液壓提升裝置的電氣、油管、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，避免其在實(shí)際使用中出現(xiàn)不必要的動(dòng)力問(wèn)題。同時(shí)，還需要對(duì)可能影響超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升的障礙物進(jìn)行清理，為后續(xù)施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2.2 做好整體性系統(tǒng)調(diào)試

在液壓提升系統(tǒng)安裝結(jié)束以后，工作人員應(yīng)對(duì)液壓泵等設(shè)備的所有閥門及油管接頭進(jìn)行檢查，確定其是否存在松動(dòng)脫落的可能性，同時(shí)還需要檢查溢流閥的調(diào)壓彈簧處于是否完全放松狀態(tài)，對(duì)不符合施工要求的問(wèn)題進(jìn)行處理。還需要對(duì)控制系統(tǒng)和液壓設(shè)備之間的通訊電纜、電源線等進(jìn)行檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)連接不緊密的問(wèn)題并進(jìn)行調(diào)整，保證控制系統(tǒng)的控制功能。

3.3 網(wǎng)架現(xiàn)場(chǎng)拼裝

在超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工之前，工作人員應(yīng)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效拼裝，而從案例工程的實(shí)際施工情況來(lái)看，網(wǎng)架拼裝主要需要考慮以下幾方面：

3.3.1 要做好拼裝場(chǎng)地準(zhǔn)備

該工程為超大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其具有拼裝難度大、結(jié)構(gòu)體積大的特點(diǎn)，對(duì)拼裝施工的場(chǎng)地有非常高的要求，同時(shí)還涉及到大量現(xiàn)場(chǎng)焊接施工，焊接球與桿件拼接量大，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊接施工條件有一定的要求，為了確保整個(gè)網(wǎng)架安裝施工萬(wàn)無(wú)一失，必須要提前對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的拼裝設(shè)備和拼裝場(chǎng)地進(jìn)行準(zhǔn)備和處理。

3.3.2 具體的拼裝方法

在正式開始超大跨度曲面網(wǎng)架拼裝施工之前，工作人員應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行定位放線工作，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)平面坐標(biāo)圖、網(wǎng)架平面投影等，在拼裝現(xiàn)場(chǎng)的地面上劃出結(jié)構(gòu)定位線，而后才能結(jié)合提升和分區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行拼裝。

3.4 超應(yīng)力桿件臨時(shí)加固

采用SAP2000 進(jìn)行分析，SAP2000為國(guó)際上通用的有限元計(jì)算分析程序，其計(jì)算分析功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)驗(yàn)算提升過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)及臨時(shí)措施的受力反應(yīng)、變形狀況和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及支撐的反力。驗(yàn)算液壓提升時(shí)臨時(shí)提升裝置周邊桿件的應(yīng)力情況，是否有超應(yīng)力桿件，對(duì)超應(yīng)力桿件進(jìn)行加固，保證提升安全。

圖1 加固桿件應(yīng)力比圖

3.5 提升臨時(shí)措施設(shè)置

臨時(shí)桿件及臨時(shí)球的設(shè)置要與支座處桿件及焊接球空間錯(cuò)開布置，避免在體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中桿件無(wú)法安裝，通過(guò)調(diào)整提升平臺(tái)角度，控制臨時(shí)吊點(diǎn)的位置，保證網(wǎng)架的順利提升。

圖2 提升點(diǎn)布置圖

圖3 臨時(shí)措施設(shè)置

3.6 網(wǎng)架焊接質(zhì)量控制

超大跨度曲面網(wǎng)架施工中，涉及到大量焊接拼裝施工，工作人員必須要結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)焊接施工進(jìn)行有效質(zhì)量控制，避免大面積焊接導(dǎo)致的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)質(zhì)量問(wèn)題。

第一，要組織焊接技術(shù)人員對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接試驗(yàn)，利用超聲無(wú)損檢測(cè)技術(shù)等，對(duì)焊接位置的連接效果進(jìn)行檢查，在確認(rèn)無(wú)誤的情況下，確定最佳的焊接施工流程。在進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)已經(jīng)確定下來(lái)的焊接工藝流程及參數(shù)要求，盡最大努力控制焊接變形問(wèn)題[3]。

第二，在進(jìn)行局部焊接的過(guò)程中，工作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相鄰焊縫跳焊的原則進(jìn)行操作，比如在焊接球的過(guò)程中，工作人員就需要在焊接球左側(cè)所有弦桿的焊接結(jié)束以后，再進(jìn)行右側(cè)弦桿的焊接，從而避免因焊接收縮累積而在各節(jié)點(diǎn)間造成尺寸誤差。

第三，在焊接球與鋼管材料的過(guò)程中，應(yīng)利用對(duì)稱焊接法進(jìn)行操作，從而確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和軸線準(zhǔn)確性等，避免焊接應(yīng)力帶來(lái)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。

3.7 正式提升

3.7.1 同步吊點(diǎn)設(shè)置

為確保超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工質(zhì)量，工作人員應(yīng)在每臺(tái)液壓提升器上安裝行程傳感器，從而確定液壓提升效果的同步性。在這個(gè)過(guò)程中，計(jì)算機(jī)設(shè)備能夠在接收到各個(gè)傳感器信號(hào)的基礎(chǔ)上，對(duì)其差值進(jìn)行快速分析，而后通過(guò)泵源控制閥、提升器控制閥等對(duì)液壓提升器進(jìn)行控制和調(diào)整，確保超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工有效性。

3.7.2 提升分級(jí)加載

在分級(jí)加載的過(guò)程中，工作人員應(yīng)在每一次分級(jí)加載結(jié)束以后對(duì)上吊點(diǎn)、下吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)、提升單元等加載前后的變形情況進(jìn)行檢查，同時(shí)還需要確定超大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是否存在脫落松動(dòng)的情況。在確認(rèn)無(wú)誤以后，方可進(jìn)行下一步分級(jí)加載，在液壓提升單元離開胎架時(shí)，工作人員還需要對(duì)各個(gè)提升點(diǎn)的提升情況進(jìn)行檢查，并通過(guò)控制提升速度的方式使提升單元離地

3.7.3 結(jié)構(gòu)離地檢查

在待提升結(jié)構(gòu)離開拼裝胎架約10cm后，工作人員可以停止液壓提升系統(tǒng)的動(dòng)作，使整個(gè)結(jié)構(gòu)在空中停留12小時(shí)并作全面檢查，確定其是否存在松脫的可能性，并及時(shí)對(duì)提升設(shè)備、承重體系及提升吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，確認(rèn)無(wú)誤后方可進(jìn)行后續(xù)施工，避免不必要的施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.7.4 姿態(tài)檢測(cè)調(diào)整

工作人員應(yīng)利用精確的測(cè)量?jī)x器對(duì)提升吊點(diǎn)的離地距離進(jìn)行檢測(cè)，并明確不同提升吊點(diǎn)的相對(duì)高差，在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)吊點(diǎn)的位置高度進(jìn)行微調(diào)，從而確保超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升能夠穩(wěn)定進(jìn)行。

3.7.5 提升過(guò)程的微調(diào)工作

在超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)本身的特殊情況，其不可避免地會(huì)出現(xiàn)空中姿態(tài)不穩(wěn)定等問(wèn)題，此時(shí)工作人員就需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在正式開始調(diào)整之前，需要把控制系統(tǒng)從計(jì)算機(jī)同步控制調(diào)整為手動(dòng)控制模式，而后根據(jù)超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工參數(shù)，對(duì)各個(gè)吊點(diǎn)的液壓提升器進(jìn)行同步調(diào)整，保證結(jié)構(gòu)安裝的精確度。

3.8 提升過(guò)程安全措施

超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工技術(shù)具有一定的應(yīng)用價(jià)值，但是與此同時(shí)其還涉及到大量高空吊裝作業(yè)，因此也具有一定的危險(xiǎn)性，稍有不慎就可能出現(xiàn)嚴(yán)重安全問(wèn)題，為了確保超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工的順利進(jìn)行，工作人員必須要采取一系列安全措施。

首先，要考慮到超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升施工的復(fù)雜性，避免過(guò)分追求施工進(jìn)度的溫柔，不能為了提升施工速度而進(jìn)行夜間提升施工，同時(shí)還需要做好空中停留的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全保障工作，避免其出現(xiàn)脫落松動(dòng)的安全問(wèn)題，一般可以借助液壓和機(jī)械雙自鎖裝置對(duì)暫停提升的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

其次，要考慮到超大跨度曲面網(wǎng)架液壓同步提升的高度特點(diǎn)，在進(jìn)行提升施工的過(guò)程中，充分分析風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的影響和作用，做好網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的固定工作。

最后，要考慮到施工安全保障的難度，在惡劣天氣條件下停止施工，同時(shí)鎖緊提升設(shè)備的鋼絞線，保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在超大跨度曲面網(wǎng)架結(jié)構(gòu)提升到特定位置以后，還需要對(duì)液壓提升裝置進(jìn)行固定和保護(hù)。