魯兵 曹太然

摘 要：在工程應(yīng)用中，螺栓球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種常用的大跨度結(jié)構(gòu)，因此，高空吊裝工藝也成為施工團隊常用的工藝方式。本文首先介紹了螺栓球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，并介紹了其優(yōu)點；其次介紹了高空吊裝的工藝，并著重介紹了吊裝的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，包括吊裝同步性控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變的測量、結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測；最后介紹了吊裝的管理。

關(guān)鍵詞：螺栓球型；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；高空吊裝

1 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在工程應(yīng)用中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)逐漸被網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所代替。由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的運用，工程量明顯下降，安裝技術(shù)也得到了簡化，節(jié)約勞力、施工方便，并且在工廠中網(wǎng)架的桿件和節(jié)點都可以生產(chǎn)。在我國，大跨度螺栓球型網(wǎng)架技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，對大跨度螺栓球型網(wǎng)架進行的制作、設(shè)計、安裝，專業(yè)施工隊伍都可以很好的運作。一套具有中國特色的安裝技術(shù)也隨著技術(shù)的不斷完善而應(yīng)運而生。

2 大跨度螺栓球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

螺栓球型網(wǎng)架屬于多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，它改變了一般平面架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，能夠承受來自各方面的荷載，是一種新型的屋蓋承重結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)架的優(yōu)點有：網(wǎng)格劃一、結(jié)構(gòu)新穎美觀、桿件規(guī)律性強、抗震性能好、整體性好、螺栓是桿件之間的唯一連接方式、空間剛度大、安裝方便，簡便操作，明確的受力等等。這種網(wǎng)架在餐廳、體育館、候車室、展覽廳、單層多跨的工業(yè)廠房及倉庫等屋蓋承重結(jié)構(gòu)中廣泛運用。

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：

（1）耗鋼量小：根據(jù)空間受力分析，充分的利用了各桿件的材料力學(xué)性能，受力合理。（2）高次超靜定結(jié)構(gòu)，屋面整體的剛度均勻，傳力明確。由于傳力環(huán)節(jié)少，在變柱距后能有效地調(diào)整受力的不均衡。（3）抗震性能好。（4）建筑造型美觀，降低空間高度。網(wǎng)架屋面不僅減輕結(jié)構(gòu)自重，使整個屋蓋輕巧，而且矢高為鋼屋架的3/5～4/5，倉庫的高度得到了降低。（5）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)抗震性能好。（6）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)規(guī)格少、桿件類型、節(jié)點簡單而種類少。（7）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工期短，小型機械即可安裝。（8）平面鋼桁架的特點：平面受力體系（常規(guī)的屋面體系），復(fù)雜的支撐體系用來保證平面外的剛度及穩(wěn)定，不能充分的發(fā)揮出支撐桿件的強度，因而規(guī)格繁多、桿件類型、耗鋼量大；節(jié)點種類復(fù)雜并且多、節(jié)點連接部分薄弱、傳力路線長、應(yīng)力容易集中，抗震及抵抗行車的水平力不利。

3 高空吊裝

3.1 高空吊裝工藝

關(guān)于吊裝工藝，國外的吊裝工藝和國內(nèi)的吊裝工藝存在不同，在以前國內(nèi)多采用分段吊裝的方法，而國外多采用整體吊裝的方法。根據(jù)實踐驗證，整體吊裝方法的優(yōu)點要比分段吊裝的優(yōu)點更多，因此國內(nèi)開始采用大型設(shè)備進行整體吊裝（包括大型的石油化工設(shè)備）。采用分段吊裝時會使施工人員高空作業(yè)的時間增加（包括梯子、儀表等附加設(shè)備），使發(fā)生危險事故的概率無形中增加。整體吊裝的優(yōu)點是，地面安裝的效率高，效率得到了整體提升，工期也縮短。

大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝必須考慮安裝環(huán)境，在惡劣環(huán)境下施工（如荒漠、濕地等），工作效率就會大大的降低。所以，首先要進行實地考察、了解情況，根據(jù)分段分模塊的方式在廠里生產(chǎn)出需要的工件，然后進行試運行和微調(diào)工作，各項工作準(zhǔn)備停當(dāng)后，最后到施工現(xiàn)場進行組裝。運用這種方式能大大的降低施工現(xiàn)場的施工量，工作難度降低，因此工作效率得到了提高。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 吊裝同步性控制。在吊裝時采用的吊裝機不同，導(dǎo)致同步性控制的方法也有所不同。在吊車進行吊裝時，吊車必須同步緩慢提升，每提升大約1米就要用水準(zhǔn)儀觀測約5-10分鐘的平衡度，同步的協(xié)調(diào)吊車的提升高度，使結(jié)構(gòu)單元平衡偏差小于2%，直到提升過程結(jié)束。

為了提高提升系統(tǒng)的安全性，油壓傳感器布置在每個提升吊點處，主控計算機可以通過傳感器，對每個提升吊點現(xiàn)場實時網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測載荷變化情況。當(dāng)提升吊點的載荷有異常的變化，則計算機會自動報警示意并自動停機。

3.2.2 測量結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變?？紤]到結(jié)構(gòu)整體吊裝過程的可靠性和安全性，因此，結(jié)構(gòu)中主要受力桿件的應(yīng)力應(yīng)變在吊裝過程中應(yīng)實時的監(jiān)控，對吊裝過程提供科學(xué)的數(shù)據(jù)。

在吊裝時，測量所選取的監(jiān)測點的應(yīng)變數(shù)據(jù)，當(dāng)提升一定的距離就進行一次測量并記錄應(yīng)變數(shù)據(jù)。最后整理整個吊裝階段的應(yīng)變數(shù)據(jù)，并選取典型測點，做出其應(yīng)力隨結(jié)構(gòu)安裝過程變化的曲線。

3.2.3 結(jié)構(gòu)的變形監(jiān)測。在整體吊裝施工中，在對結(jié)構(gòu)變形測量時，要求將變形測量點分為三類：工作基點、基準(zhǔn)點和變形觀測點。各變形測量點的布置的要求：

（1）設(shè)置三個以上可靠、穩(wěn)固的基準(zhǔn)點。（2）在有些基準(zhǔn)點上直接對變形觀測點進行測定，因此可以不設(shè)立工作基點，比如觀測項目不多或觀測條件較好的工程。（3）在能夠反映變形特征的位置設(shè)立變形觀測點。根據(jù)觀測等級的要求、結(jié)構(gòu)的特征以及工程地質(zhì)條件等多種因素綜合考慮變形測量的觀測周期，在觀測過程中，在進行調(diào)整時應(yīng)該根據(jù)變形量的變化情況來決定。觀測路線和觀測方法在每次觀測時應(yīng)保證采用的相同，觀測人員及儀器和設(shè)備也應(yīng)該固定。

在整體吊裝過程中需要采取的安全保證措施如下：

（1）障礙物不能在結(jié)構(gòu)提升空間內(nèi)。（2）委派專人觀察鋼絞線、地錨等機具的工作狀況，如果有異常直接通知控制中心。（3）在未被經(jīng)許的情況下，施工現(xiàn)場不得擅自進入。（4）使用液壓提升時，嚴(yán)禁煙火，配備滅火設(shè)備；派專門人員負(fù)責(zé)露天放置的液壓提升設(shè)備，確保安全保衛(wèi)工作。（5）應(yīng)備有災(zāi)害天氣的應(yīng)急措施。

3.3 吊裝管理

在國內(nèi)外業(yè)界致力于保證吊裝的各個細(xì)節(jié)都在可控制范圍內(nèi)，為此，各國都有相應(yīng)的管理規(guī)章制度，嚴(yán)格控制施工人員的資質(zhì)，吊裝設(shè)備的質(zhì)量要求也很嚴(yán)格，相關(guān)部門嚴(yán)格的驗證吊索的質(zhì)量，國外執(zhí)行力度比國內(nèi)的要好，因此國內(nèi)更應(yīng)該加強管理力度。

首先對吊裝人員的管理必須做好。高超的專業(yè)技術(shù)和實踐經(jīng)歷是吊裝人員必須必備的。吊裝工程師的要求必須嚴(yán)格，因為，作為經(jīng)驗豐富的吊裝工程師對吊裝工程的順利完成非常重要，在吊裝現(xiàn)場吊裝工程師的作用是非常大的，在吊裝工程師不允許的情況下，不能擅自改動工程的進度。

國外的雇員只選設(shè)備質(zhì)量過硬、實力強的企業(yè)，他們的自我保護意識強，一般不考慮小型公司。在國內(nèi)，類似的企業(yè)一般是國企，設(shè)備質(zhì)量和企業(yè)規(guī)模比較高，企業(yè)由于過度看重工程師稱號，因而工程師的實際能力并不是很強。

國外對司機、指揮員的要求非常高，不僅要擁有相關(guān)的學(xué)歷證明，而且也要通過相關(guān)的考試。在聘用司機的時候，需要通過嚴(yán)格的身體健康檢查、保證操作安全以及操作中間不會出現(xiàn)中斷現(xiàn)象等。對于指揮員有級別區(qū)分的（包括一級、二級、三級），一級指揮員要求最高，不僅需要擁有非常高的學(xué)歷以及豐富的實踐經(jīng)驗，而且還要通過后期的考試。反而國內(nèi)在這方面的要求沒有國外嚴(yán)格，門檻比較低，因此，需要加強相關(guān)工作的嚴(yán)格監(jiān)督。

4 結(jié)束語

螺栓球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對安裝精度要求很高，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是三維的空間結(jié)構(gòu)，由許多桿件構(gòu)成，并且按一定規(guī)律組成，在每根端部帶有螺栓，擰入球中形成螺栓球型網(wǎng)架，或者將桿件焊在球上形成焊接節(jié)點網(wǎng)架。此結(jié)構(gòu)抗震效果好、形式穩(wěn)定，而且螺栓球型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)建筑具有造型美觀、簡潔、施工周期短等特點，是一種常用的大跨度結(jié)構(gòu)。

參考文獻

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