拔桿式提升技術(shù)施工應(yīng)用

張巍（吉林大學(xué)第二醫(yī)院，長(zhǎng)春130021）

拔桿式提升技術(shù)施工應(yīng)用

張巍
（吉林大學(xué)第二醫(yī)院，長(zhǎng)春130021）

某體育館鋼結(jié)構(gòu)工程由橢圓球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和門式剛架結(jié)構(gòu)組成，工程跨度、覆蓋面積較大，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)法使用吊車進(jìn)行吊裝，經(jīng)研究對(duì)比，采用現(xiàn)場(chǎng)放樣拼裝，空中組對(duì)，利用拔桿式提升技術(shù)安裝。

雙層網(wǎng)殼；空中組對(duì)；拔桿式提升技術(shù)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.160

1 工程概況

某體育館鋼結(jié)構(gòu)工程由橢圓球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)和門式剛架結(jié)構(gòu)組成。橢圓球面網(wǎng)殼為雙層經(jīng)緯線型網(wǎng)殼，網(wǎng)殼跨度96.4m，內(nèi)表面高度24.0m，網(wǎng)殼坐落在（標(biāo)高4.750m）環(huán)梁上，總重量683t。

2 施工難點(diǎn)

該工程跨度、覆蓋面積較大，場(chǎng)地內(nèi)無(wú)法使用吊車進(jìn)行吊裝。并且安裝工期要求緊，不能采用傳統(tǒng)搭設(shè)腳手架方式施工，桁架吊裝成為本工程的施工難點(diǎn)。

3 方案選擇

針對(duì)工程特點(diǎn)和難點(diǎn)，吊裝方法選擇必須保證技術(shù)安全切實(shí)可行，對(duì)多種施工方案在安全可靠性、質(zhì)量控制、工期控制、技術(shù)、生產(chǎn)工藝及成本投入5個(gè)方面進(jìn)行了比較分析后，認(rèn)為采用現(xiàn)場(chǎng)放樣拼裝、空中組對(duì)、利用拔桿絞磨分步提升的施工作業(yè)方案最為合理。

4 測(cè)量放線

本工程測(cè)量的主要項(xiàng)目包括定位軸線、標(biāo)高、垂直度、彎曲矢高及整體幾何尺寸，安裝測(cè)量誤差需符合測(cè)量規(guī)范允許偏差[1]。

布設(shè)平面控制網(wǎng)，根據(jù)土建單位提供縱橫兩條控制線，采用直角坐標(biāo)法定出主軸控制線，在距建筑物適宜距離內(nèi)建立矩形控制點(diǎn)網(wǎng)。

高程引測(cè)，根據(jù)土建單位提供的基準(zhǔn)點(diǎn)作為施工高程測(cè)設(shè)基準(zhǔn)。

5 拔桿設(shè)計(jì)和安裝

5.1 拔桿定位

1）依據(jù)圖紙及吊裝方案，將吊裝方案中的拔桿位置在現(xiàn)場(chǎng)放樣定位，根據(jù)縱橫水平控制線，經(jīng)復(fù)線無(wú)誤后，在施工現(xiàn)場(chǎng)利用全站儀及經(jīng)緯儀設(shè)置水平控制網(wǎng)，將拔桿的圖紙坐標(biāo)位置定位于現(xiàn)場(chǎng)。

2）根據(jù)土建給出的高程控制線，經(jīng)復(fù)線無(wú)誤后，測(cè)出拔桿位置處柱腳標(biāo)高，計(jì)算出拔桿長(zhǎng)度。

5.2 拔桿設(shè)計(jì)

依據(jù)圖紙及吊裝方案，吊裝拔桿高33m，采用8根φ478mm、10根φ630mm圓鋼管，材質(zhì)為Q235，每根拔桿重5.05t；吊索采用φ40mm鋼絲繩；跑繩、纜風(fēng)繩采用6×19φ21.5mm鋼絲繩，鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1700N/mm2，鋼絲繩破段拉力為298kN[2]。攬風(fēng)繩外端系于自制地錨端。拔桿布置如圖1所示。

5.3 拔桿驗(yàn)算

拔桿設(shè)計(jì)需要進(jìn)行整體穩(wěn)定及底部加固等驗(yàn)算，驗(yàn)算主要內(nèi)容如下：（1）外圈拔桿強(qiáng)度及穩(wěn)定設(shè)計(jì)驗(yàn)算；（2）內(nèi)圈拔桿強(qiáng)度及穩(wěn)定設(shè)計(jì)驗(yàn)算；（3）拔桿底部加固設(shè)計(jì)；（4）混凝土板底部加固支撐計(jì)算；（5）底部地基承載力驗(yàn)算；（6）吊點(diǎn)耳板設(shè)計(jì)及計(jì)算；（7）混凝土板底部加固支撐計(jì)算；（8）底部地基承載力驗(yàn)算；（9）封頭繩及攬風(fēng)繩設(shè)計(jì)及驗(yàn)算；（10）地錨的計(jì)算，包括在垂直分力作用下的穩(wěn)定性、在水平分力作用下側(cè)向土的強(qiáng)度、地錨橫木的計(jì)算；（11）吊裝所用鋼絲繩的允許拉力驗(yàn)算；（12）吊裝綁扎鋼絲繩驗(yàn)算。

圖1 拔桿布置圖

5.4 拔桿安裝

按照設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)放樣定位拔桿，拔桿準(zhǔn)確的水平位置可避免吊裝過(guò)程中拔桿與桁架相碰相刮現(xiàn)象。拔桿豎起后利用2臺(tái)經(jīng)緯儀以水平90°夾角觀察拔桿豎直方向的垂直度。

6 橢圓球面網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)吊裝

6.1 桁架提升第一階段

中央部分35.4m直徑范圍先制作胎架，利用拔桿將事先已組對(duì)好的單片桁架吊至胎架上，對(duì)桁架進(jìn)行拼裝組對(duì)，拼裝組對(duì)后用6根拔桿進(jìn)行整體提升到上表面標(biāo)高為23.0m后停止提升。中央網(wǎng)殼整體提升就位后，可作為外圍管桁架組對(duì)的基點(diǎn)。同時(shí)外圍的桁架于地面進(jìn)行放樣組對(duì)，為下一環(huán)的拼裝做準(zhǔn)備。

6.2 桁架提升第二階段

以第一階段已完成部分為基準(zhǔn)拼裝組對(duì)中央部分直徑為75.334m的剩余桁架（除第一階段已提升部分），如圖2a所示，拼裝完成后，利用增設(shè)的12根拔桿和第一部分的6根拔桿，對(duì)已完成的直徑為75.334m的中央部分同時(shí)進(jìn)行整體提升。提升至頂標(biāo)高為26.0m設(shè)計(jì)標(biāo)高停止提升，提升后三維效果如圖2b所示。

圖2 第二階段桁架吊裝提升圖

6.3 桁架第三階段提升

第二階段對(duì)拼裝完畢后，將其提升到頂標(biāo)高26.0m，與外圍主桁架進(jìn)行組對(duì)，外圍的桁架于圈梁外側(cè)的平臺(tái)上組裝，利用自制拔桿吊裝外圍桁架與內(nèi)側(cè)已吊裝就位的網(wǎng)殼拼接，部分桁架可用吊車吊裝拼接，當(dāng)整個(gè)網(wǎng)殼拼裝完畢后整體就位，焊接支座與埋件板。采用對(duì)稱安裝的施工順序，保持整體平衡。

6.4 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)調(diào)整

該方案的最大優(yōu)越性在于，可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)微變及其應(yīng)力狀態(tài)。如撓度觀測(cè)和動(dòng)力測(cè)試。應(yīng)用電測(cè)原理及手段，將結(jié)構(gòu)內(nèi)力搜集、分析、整理。形成報(bào)告。參照應(yīng)力比作出局部調(diào)整。對(duì)網(wǎng)殼中央部分微調(diào)標(biāo)高與角位移。改善工況，保證結(jié)構(gòu)始終處于最佳受力狀態(tài)。

6.5 吊裝驗(yàn)算

6.5.1 重心計(jì)算

吊裝構(gòu)件時(shí)能夠確定出構(gòu)件的重心位置，能有效地防止構(gòu)件起吊過(guò)程中傾斜翻轉(zhuǎn)。根據(jù)形心計(jì)算公式，計(jì)算出形心位置，對(duì)于密度均勻物體，形心即物體的質(zhì)心。計(jì)算結(jié)果可作為吊裝參考。根據(jù)理論計(jì)算數(shù)據(jù)作為實(shí)際吊裝技術(shù)指導(dǎo)，作好吊裝施工前的技術(shù)準(zhǔn)備工作。考慮施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要，在具體實(shí)施的方案中選擇“試吊平衡法”確定構(gòu)件的重心，根據(jù)重心位置確定吊點(diǎn)位置，保證起吊時(shí)構(gòu)件的平穩(wěn)安全、防止翻轉(zhuǎn)發(fā)生危險(xiǎn)。

6.5.2 吊裝驗(yàn)算

（1）桁架桿件應(yīng)力,根據(jù)吊點(diǎn)布置圖，進(jìn)行桁架吊裝的模擬驗(yàn)算；（2）桁架桿件位移：施工模擬吊裝過(guò)程中的位移計(jì)算，其中最大Z向位移為12.6mm，撓度為1/1095；（3）吊點(diǎn)處的反力：根據(jù)施工模擬，計(jì)算每個(gè)吊裝吊點(diǎn)反力。通過(guò)計(jì)算，此種吊裝方案結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度滿足要求。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算和施工過(guò)程質(zhì)量控制，吊裝過(guò)程順利，質(zhì)量驗(yàn)收合格。說(shuō)明采用現(xiàn)場(chǎng)放樣拼裝、空中組對(duì)、拼裝后利用拔桿絞磨部分提升后階段拼裝的施工作業(yè)方案適用本工程，節(jié)約了工程造價(jià)和施工周期，值得在后續(xù)施工中推廣應(yīng)用。

【1】G月50026—2007工程測(cè)量規(guī)范[S].

【2】中國(guó)建筑工業(yè)出版社.建筑施工手冊(cè)（第四版）[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

Application of Pulling Rod Type Lifting Technology

ZHANG Wei
(The Second Hospital of Jilin University,Changchun,130021,China)

As teel structure gymnasium consists of ellipsoidal surface reticulated shell and portal frame structure. This engineering has a largespan and large area, it can not hoist with hoisting machine in the field.After discussing and comparing, it used the technology of laying off in site,assembly in air and pulling rod type lifting.

double-layer reticulated shell;assembly in air;pulling rod type lifting technology

TU758

B

1007-9467（2016）12-0142-02

2016-10-31

張?。?980～），男，吉林長(zhǎng)春人，工程師，從事建筑工程管理研究。