特殊环境条件钢结构网架的安装施工

2.4 米连续式跨声速风洞建设项目-FL-62-204号风洞厂房及辅助用房工程-主厂房网架工程的安装施工。

本工程位于辽宁省沈阳市沈北新区杭州路172号，于2017年6月30日开工，9月30日竣工。

本工程平面尺寸60m×162m，采用平板网架结构，网架矢高度为4.5～6米变截面，网格型式为上弦正放四角锥，节点型式为焊接空心球，网架采用平板支座，支座落在周边的独立的钢筋混凝土柱子上，基本的网格尺寸为4.5m×5m，混凝土柱顶标高为20.5 米，柱间设置防屈曲支撑，无圈梁。网架杆件规格最大截面为Φ219X14，最小截面为Φ89X4；焊接球最大截面800×24，最小截面350×10。网架杆件和焊接球均采用Q345B。

通常情况下，网架安装在空旷的厂房或建筑物主体的柱顶上，此厂房不同于其它厂房，由于风洞试验设备过于庞大，在厂房建设之前，用300吨龙门吊将设备主体安装在预定厂房内，然后再进行厂房土建施工及网架屋面施工。

本工程特点如下，网架就位标高较高，就位柱顶标高为20.5米。网架跨度大，网架短跨达60米，已经达到网架规范大跨度的定义范围。网架荷载较大，且有较大动荷载。网架下弦有10吨悬挂吊车的重载动荷载，还有检修马道。上弦悬挂有热辐射管等荷载。支撑柱间距大，一般为9米，个别达18米，且柱间无圈梁连接，厂房内布满了设备及预留设备基础。在10～19轴之间，标高15.33米处安装2台50吨和150吨天吊。1～10轴原300吨龙门吊轨道基本保留，在A7～A9轴之间断开，断开部分是南侧厂房进入204厂房的“机车轨道基础”，宽10米，高度距原300吨龙门吊轨道上面0.54米，是不可拆卸的。在网架施工过程中要对厂房内的所有设施进行保护，因厂房内场地狭小，大型吊车无法进场作业。

根据以上特点，结合现场实际情况，施工规范要求，综合对比分析，排除以往常用的高空滑移法、搭设满堂红脚手架施工法等方法。采用平台滑移法施工，利用三台吊车轨道，制作三个移动平台，平台上铺满跳板及防火布，边缘设立安全护栏，施工人员在移动平台上安装施工。平台制作好后，先移到10轴附近，从中间向两侧施工，减小了网架安装长度方向的误差。

为满足平台施工需要，保证平台总高度与网架下弦球中心500mm，平台高度19.95m，宽15.2m，长54.8m。

荷载确定：①静荷载：屋面网架自重0.35KN/㎡，施工工具十字撑砖垛=0.3 KN/㎡，脚手架板0.35 KN/㎡，檩条0.18 KN/㎡，合计：1.18 KN/㎡，实际设计取值为1.5 KN/㎡（两端对料部位取4.0 KN/㎡）；②施工活荷载：2 KN/㎡（《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2001）。

平台两侧立腿各设计4个半球支座，支座上焊接法兰盘与行走轮用高强螺栓连接，行走轮根据现场轨道规格按照负重轮定制，每个轮承载为80吨。

以上荷载均为标准值，分析系数按照规范取值（静荷载：1.2，活荷载：1.4）。钢材选用Q345B，强度应力值取285Mpa，拉杆长细比180，压杆长细比180，采用同样的长细比主要是防止在端部单独堆料荷载下的受拉构件的内力变号。平台采用SFCAD网架设计专用软件设计，满足应力计算。

滑移牵引力计算

整个平台一自重为：145吨（含脚手架板等）*10=1450KN，平台滑移时，只有平台自重及行走轮滚动摩擦，滚动摩擦系数为：0.1，根据下式：

F牵>f摩=1450KN*0.1*1.2（阻力系数）=174KN。每侧拉力：174÷2=87KN

可见，整个平台在轨道上滑移所需牵引力很小，为了保证平稳滑移，每侧各设一个10吨手拉葫芦，以便于人工控制。拉力值为10吨*10=100KN>87KN，满足要求。

牵引钢丝绳验算；

查钢丝绳表得：6×37 抗拉强度为200N/㎜2直径为21.5㎜钢丝绳钢丝破断力总和为341.53KN。最大所需牵引力：87KN

考虑到部分钢丝绳为旧绳，折减拉力为：341.53KN×0.85=290.03KN>87KN，仍然

满足要求。

因此主牵引绳用φ21.5（2000N/mm2）φ6×37钢丝绳。

根据现场实际情况，一号平台只能制作在厂房外靠近1轴侧制作，首先在地面制作平面部分，然后利用吊车逐格安装竖直支撑部分，最后后整体吊装在厂房内侧，并安装好行走轮。

行走轮安装后，每侧用一台10吨手拉葫芦牵引，向10轴方向滑移，滑移时，平台两侧行走轮要同步，不同步最大值应控制在20mm以内，否则易造成平台扭曲变形，直至破坏。滑移时，各点侧面均应设专职水平度观测员，发现平台倾斜立即停止滑移，予以校正，同时观察是否同步。当风力超过六级，应停止滑移。

难点中的重点是平台跨越A7～A9轴之间的“机车轨道基础”，当平台A轴一侧第一个行走轮接近“机车轨道基础”时，要将行走轮拆下，“机车轨道基础”上面我们用20mm厚钢板铺上，连接行走轮的支座法兰與“机车轨道基础”上面的钢板之间用A10圆钢垫里作为滑动滚杠，减少摩擦力（仍然是滚动摩擦）。第二、三、四个行走轮都是如此操作，依次拆下通过。在没有拆下第四行走轮时，第一个行走轮支座已经离开“机车轨道基础”，将行走轮装上，继续滑行，直至四个行走轮全部滑过“机车轨道基础”，滑移到10轴位置。

由于缺少行走轮，牵引时这侧支腿的行走阻力会增大些，将这侧增加一个10吨手拉葫芦。在“机车轨道基础”上滑行部分，由于没有行走轮，靠滚杠滑移，这侧支腿将会出现向内或向外的偏移，牵引过程中，要时常调整校正。

一号平台滑移到位后，用固定装置将平台锁定。然后在上面铺木制跳板，多层板，并固定防火布（满铺），形成平台。设安全护栏，下设安全防护网等。再进行网架安装、檩条安装，涂刷中间漆、防火漆涂料等工作。安装完10～9轴间网架后，一号平台开始向内1轴方向滑移，待网架依次安装完，滑移到A9轴～A7轴“机车轨道基础”时，再按上述方法依次拆下行走轮滑过。

二、三号平台制作在18-19轴之间的地面上制作，制作时留下一格不安装，然后用吊车吊装到吊车梁轨道标高处，先一头就位，安装行走轮，再空中对接最后一格，并安装行走轮。

由于是施工安装平台，要时刻监测平台的挠度值变化，确保平台安全。一号平台的理论挠度值为195mm，二、三号平台分别是73.1mm和34.6mm。我们在平台两侧长向边缘上焊接两个立柱，将细钢丝线一端固定，另一端自由下坠，使钢丝线始终绷紧，再在平台中间部分立一个固定标尺，一旦网架产生挠度时，标尺读书直接读出。因为是为了安全监测，将平台两侧由于出现挠度时向内产生的微量位移忽略不计。我们严格控制平台上的物料堆放数量，人员密集程度，避免荷载过于集中，超重产生大的挠度。经观测，网架平台空载与施工时挠度值变化不大，一号平台施工过程中最大挠度值为53mm，远远的小于设计值。

有了滑移平台，网架安装、马道安装、檩条安装、涂刷油漆涂料等都在其上进行，既保证施工人员的安全，也保护厂房内设施，避免焊接时产生的飞溅物落在下面设备上，涂刷油漆时避免淋到设备上。同时，下面设备安装队伍不能停工，交叉作业非常多，有了此平台使工程施工得以顺利进行，保证了施工质量和施工安全。

滑移平台施工缩短了工期，节省人力、物力（吊车）。与普通满堂红脚手架方法施工可节省措施费约100万元左右，给企业带来了效益，也给社会创造了效益。

作者简介

王华（1973—），男，辽宁省抚顺市人，本科，工程师，研究方向：建筑行业。

（作者单位：辽宁北方建设（集团）有限公司）

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