大跨度多阶叠层钢网架施工技术

白臣梦1   刘磊1   郭俊1   朱士国1

中建八局华中建设有限公司  湖北武汉 430021

摘要：随着我国交通建设的不断发展，越来越多的机场类项目开始使用大跨度的空间型网架。针对该类网架，施工方法有很多，但是在实际施工时，除了要考虑施工的难易程度、工期以及成本，还要考虑施工过程中的安全问题。所以针对大跨度多阶叠层的钢网架，安装方案的选择对于实际施工非常重要。以长沙机场T3航站楼项目为例，对大跨度多阶叠层钢网架的液压提升技术进行了详细介绍，并为今后类似结构形式的钢网架施工提供参考。

关键词：大跨度；多阶叠层；钢网架；液压提升

近年来，随着社会科技的不断进步，大跨度的空间型结构施工技术迅速发展，针对不同结构形式的空间网架，合理的施工方法非常重要，本文以长沙机场T3航站楼为例，介绍了一种大跨度多阶叠层钢网架采用液压整体提升和分区吊装相结合的施工技术。

1 工程概况

1.1项目概况

长沙机场改扩建工程机场工程（T3航站楼工程）位于长沙县黄花镇，年旅客吞吐量达到4000万人次（国内3100万人次，国际900万人次），高峰时能达到11805人，属于大型公共交通建筑，一类机场航站楼规模。

                    

图1 项目建设地点

1.2 结构基本情况

航站楼由大厅和指廊组成，指廊采用五指廊构形，中央大厅屋盖结构平面尺寸为468m×44～424m，网架高度为最高点标高为43.285m。网架最大跨度46.8m，南侧最大悬挑70m(高架桥侧)，金属屋面钢网架采用正交正放四角锥网架。航站楼大厅屋面钢结构如图2所示。

                   

图2 中央大厅屋盖钢结构模型图 

2 钢结构网架施工工艺

2.1 施工整体部署

根据现场施工情况及施工工期要求，大厅屋盖钢网架采用“内部分区提升+外侧分块吊装+局部网架散装”的方式安装。考虑到土建工作面提交次序，拼装胎架的高度、高空嵌补杆件的工作量和拼装场地网架高度等问题，将屋面网架吊装区和提升区再细分为9个提升分区、4个散装分区和2两个分块吊装区进行流水施工，分区图如图3所示。

                  

图3 屋盖网架施工分区划分示意图

对于网架的拼装，由于面积较大，且网架投影主要分布在L3层楼面，局部投影L2层及L1层地面，因此采用分区原位拼装，L3层网架采取原位拼装方法，投影L3层以外部分网架在其对应结构上方拼装或吊装机械覆盖就近原则拼装后与L3层网架对接形成提升分块。如图4所示。

               

               

               

               

图4 屋面网架拼装示意图

2.2 施工流程

图5 施工流程

2.3施工工艺

2.3.1 提升架及吊点设置

设置提升架位置时，需要考虑到多方面因素，如屋盖的整体受力、屋盖支撑结构即钢柱的位置、提升架的有限提升荷载等，因此本工程屋盖网架提升共采用64组柱顶提升架、16组落地提升架和5组屋面提升架进行提升施工，根据提升受力计算和具体布置结果，选用三种类型的提升架，如图6~图8所示。

                   

图6 柱顶提升架示意图

                   

图7 落地提升架示意图

图8 屋面提升架示意图

提升支架主要采用25t汽车吊安装，其中屋面提升支架最大安装高度约33米，单根钢管分2~3段分别安装；钢管采用对接焊或装配式螺栓连接。

2.3.2 提升装置及相关设备配备

网架提升采用计算机控制液压同步提升系统，该系统由钢绞线及提升油缸集群(承重部件)、液压泵站(驱动部件)、传感检测及计算机控制(控制部件)和远程监视系统等几个部分组成。对于施工现场区域，不同的提升区载荷不同，因此根据不同载荷大小来配置油缸和钢绞线的型号及数量。

2.3.3 网架拼装

网架拼装需设立拼装胎架，胎架下部提前放置埋件或型钢梁，胎架采用D102*4~D219*8周转材料钢管。先进行网架下弦球安装，胎架顶部设置定位钢板；网架下弦球(包括下弦吊点)落于支撑顶部定位钢板上(定位钢板尺寸可根据钢管大小调整)，待相邻下弦球安装完毕后安装下弦杆，由中间再依次向四周安装形成小单元后，再进行腹杆及上弦杆件安装。

2.3.4 网架分块吊装

网架分块吊装区域为高架桥侧，如图9所示。

                  

图9 吊装区分块示意图

安装时采用130吨汽车吊在南侧高架桥上进行，为确保安装精度，吊装分块安装前对临时支撑及网架内侧上弦焊接球与幕墙梁栓接节点进行复测。分块吊装完成后，及时安装周边嵌补杆件形成稳定体系。

2.3.5 网架散装

散装网架主要分布在大厅两侧，待两侧+20.4m屋面浇筑完成，达到强度后，在屋面楼板上用D140*6钢管作为胎架，胎架布置在网架下弦节点下方约4米。25t汽车吊在L3层板面上逐根拼装安装网架。

2.3.6 嵌补杆件安装

对于嵌补杆件，主要分为两种类型：（1）同一标高屋盖网架提升分区之间嵌补网架杆件；（2）钢柱顶部网架杆件，该部分杆件待屋盖结构提升到位后嵌补安装。嵌补杆件安装前，先测量嵌补安装间隙及精度，根据安装间隙调整杆件精度，然后进行嵌补安装、焊接。嵌补杆件主要采用汽车吊完成；部分区域汽车吊伸臂受限，可采用电动葫芦或卷扬机逐根安装。

2.3.7 提升架卸载与拆除

在结构安装完成后，整个屋盖结构的承重分布在结构支撑钢柱以及提升支架两大部分结构体系上，而提升支架的卸载是一个主体结构与支架相互作用的复杂过程，同时还是结构受力逐渐转移和内力重新分布的过程，因此卸载是该施工过程中一个关键的重要环节。所以就需要在卸载之前对该过程进行数值模拟来分析过程中各种工况。

利用计算机控制整体下降技术对屋盖钢结构进行卸载，即利用提升架顶部的提升油缸系统通过逐级减载的方式来进行卸载，按照10%、30%、50%、70%、90%、100%逐级卸载，在卸载的过程中需要时刻注意监测变形控制点的位移量，同时监控液压提升装置的荷载状态。在拆除架体时利用网架之间的间隙，由吊车钩头与临时支撑顶部通过吊装索具相连，同时根据吊车的起重性能，来决定采用整体拆除或分段拆除施工。

3 钢网架施工过程中质量控制

（1）优化施工方案并合理安排施工工序，对于每道工序的施工技术和质量标准要及时做好交底工作，搞好图纸审查和技术培训工作。

（2）严格控制进场钢构件质量检查和技术资料审查工作，及时发现问题及时处理，严禁不合格构件用于工程项目

（3）采用质量预控法，将质量管理的事后检查变为事前控制，即通过事前控制施工工序和施工的各种因素，来达到“预控为主”的目的。

（4）本项目钢结构工程施工难度大、质量要求高，因此必须加强过程中的质量管理工作，严格按照规范、标准，按照设计要求进行施工，把施工质量放在首位，精心管理，精心施工，保证质量。

4 结语

大跨度多阶叠层网架建筑在大型公共建筑特别是机场中得到了广泛的使用，空间结构灵活，美观。但在施工安装过程中存在一定的安全风险，因此选用合适的施工方法可以有效的降低施工风险。本工程采用内部分区吊装+外侧分块吊装+局部散装的思路，液压提升的方法进行施工，不仅提高了安装效率，缩短了工期，还有效降低了安全风险，所以此项技术可为其他类似结构的项目提供借鉴意义。

参考文献

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[4] 杨凯,刘云,丁茂玲等.多层钢网架施工技术[J].建筑技术开发,2023,50(05):35-38.

[5] 李广贤,王俊,魏传洪等. 钢网架整体顶升施工技术[C]//中冶建筑研究总院有限公司.2022年工业建筑学术交流会论文集（下册）.[出版者不详],2022:3.DOI:10.26914/c.cnkihy.2022.043352.

作者简介：

白臣梦（1997-），男，硕士，初级工程师。

刘磊（1992-），男，学士，中级工程师，一级建造师。

郭俊（1997-），男，学士，初级工程师。

朱士国（1995-），男，硕士，初级工程师。

姓名：白臣梦；职务：技术工程师

工作单位：中建八局华中建设有限公司湖南分公司

地址：湖南省长沙市长沙机场T3航站楼中建八局项目部

邮编：430021