大跨度鋼網(wǎng)架提升施工技術(shù)分析

【摘要】結(jié)合某建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架工程，
從鋼網(wǎng)架吊裝方案選取、吊裝分區(qū)、吊裝
順序、吊裝機(jī)械行走區(qū)域、吊裝前機(jī)械部署、
工程吊裝方案、卸荷技術(shù)等方面詳細(xì)介紹
了 2 臺(tái) 1000t 起重機(jī)提升跨度近百米的鋼
網(wǎng)架施工技術(shù)，特別是在工程吊裝方案中
對(duì)吊裝前準(zhǔn)備工作、吊裝流程、鋼絲繩及
繩扣驗(yàn)算等關(guān)鍵技術(shù)和數(shù)據(jù)做了詳細(xì)闡述。
同時(shí)引用了大量的實(shí)踐數(shù)據(jù)證明大跨度鋼
網(wǎng)架采用該技術(shù)后在連接過程中及提升后
變形都在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；網(wǎng)架；起重機(jī)；提升；
施工技術(shù)
1、工程概況
某建筑鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架焊接球節(jié)點(diǎn)為八坡
雙層折板型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，平面投影為四軸對(duì)
稱圖形，尺寸為 116.4m×116.4m，大坡起
坡 18°，小坡起坡 15°，矢高 14.8m，網(wǎng)
架厚度 3m。鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架支撐在 60 根混
凝土柱上，南北方向?yàn)閱闻胖ё�，東西方
向?yàn)殡p排支座，支座選用單向和雙向活動(dòng)
抗震球形鋼支座。網(wǎng)架長(zhǎng)跨 92.4m，短跨
75.6m，懸挑 10m，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)上平標(biāo)高
39.75m。
鋼 結(jié) 構(gòu) 網(wǎng) 架 桿 件 采 用 φ76×3.5，
φ102×4.5，φ325×12，φ377×16，
φ426×20 等 ；球 節(jié) 點(diǎn) 采 用 WS200×8，
WS450×18，WSR550×22，WSR650×25，
WSR750×35 等。鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
圖1 鋼網(wǎng)架
2、工程特點(diǎn)和難點(diǎn)
1）網(wǎng)架跨度大，本工程網(wǎng)架跨度近
100m，吊裝難度大。
2）構(gòu)件重本工程整個(gè)網(wǎng)架總重近
2000t，即使分區(qū)后，最重的也有 380t，這
在常見的鋼結(jié)構(gòu)吊裝中算是較重的。
3）工期緊本工程結(jié)構(gòu)工期要求僅有 3
個(gè)月，土建工程和鋼結(jié)構(gòu)不能交叉作業(yè)，
只能同時(shí)施工，在場(chǎng)外預(yù)制好鋼網(wǎng)架后通
過吊裝方法就位才能滿足工期要求。
4）高度高本工程鋼網(wǎng)架就位后結(jié)構(gòu)標(biāo)
高達(dá)到 39.75m，這比一般的鋼網(wǎng)架吊裝高
度高得多。
5）梯形變截面網(wǎng)架本工程網(wǎng)架為梯形
變截面，這給吊裝工程增加了很多難度。
6）網(wǎng)架桿件、球節(jié)點(diǎn)規(guī)格大本工程鋼
網(wǎng)架桿最大為 φ426×20，球節(jié)點(diǎn)最大為
WSR750×35，從規(guī)格上看，都比常規(guī)的鋼
網(wǎng)架桿件和球節(jié)點(diǎn)大很多。
3、鋼網(wǎng)架吊裝方案
目前常規(guī)的鋼網(wǎng)架安裝技術(shù)，主要有
鋼網(wǎng)架的滑移、頂升、高空散裝、起重設(shè)
備的吊裝等，吊裝主要以單機(jī)吊裝為主，
也有雙機(jī)抬吊的，但起重機(jī)的噸位均不是
很大，在本工程中，因?yàn)殇摼W(wǎng)架要與土建
工程同時(shí)施工，鋼網(wǎng)架只能在場(chǎng)外預(yù)制，
但同時(shí)鋼網(wǎng)架的質(zhì)量大、起吊高度高、構(gòu)
件重，加上又是梯形變截面，網(wǎng)架桿件、
球節(jié)點(diǎn)規(guī)格又比較大，通過 20 余次的模擬
試算，詳盡模擬了各種施工工況以及結(jié)構(gòu)
在吊裝、就位、連接過程中的變形、應(yīng)力
情況，最終形成了 1000t 雙機(jī)抬吊才可以滿
足施工工況的技術(shù)方案。本技術(shù)解決了吊
裝過程中出現(xiàn)的網(wǎng)架桿件應(yīng)力比過大、雙
機(jī)抬吊中出現(xiàn)的奪桿現(xiàn)象和吊具長(zhǎng)短的誤
差等對(duì)吊裝的影響，可以滿足施工要求。
4、吊裝分區(qū)和吊裝順序
本技術(shù)考慮到拼裝的安全和穩(wěn)定將北
區(qū)分為 5 個(gè)吊裝分區(qū)，然后將傾斜的屋架
放平拼裝，解決了拼裝過程中架體失穩(wěn)的
問題。網(wǎng)架拼裝分為 13 區(qū)，安裝順序如圖
2 所示。
圖2 安裝順序
5、吊裝機(jī)械行走區(qū)域
根據(jù)吊裝機(jī)械行走路線確定起重機(jī)行
車區(qū)域，此區(qū)域鋪設(shè)道路，使得地基承
載力達(dá)到 170kN/m 2 。起重機(jī)行走時(shí)鋪設(shè)
2.3m×6m 的路基箱，橫向布置，每塊路
基箱承受荷載為 1130kN，對(duì)地面壓強(qiáng)為
94kN/m 2 ，小于場(chǎng)地地基承載力 177kN/m 2 。
6、吊裝前機(jī)械部署
在施工現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)計(jì)算，網(wǎng)架經(jīng)起重機(jī)
吊起后最近的行走距離為 35m，最遠(yuǎn)為
105m，雙機(jī)抬升最好采用同一廠家的同一
型號(hào)的 2 臺(tái)塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，但調(diào)查
發(fā)現(xiàn)不容實(shí)現(xiàn)，最終選用同一廠家型號(hào)分
別為 CC5800 和 XGC15000 的 2 臺(tái)起重機(jī)。
型號(hào) CC5800，XGC15000 履帶式起重機(jī)起
重工況均為 ：主臂固定角度 85°，75°，
主臂長(zhǎng) 54m，副臂長(zhǎng) 36m。
7、吊裝技術(shù)
7.1 吊裝前準(zhǔn)備工作
7.1.1 各區(qū)桿件調(diào)整
調(diào)整時(shí)機(jī) ：①各區(qū)網(wǎng)架吊裝狀態(tài) ；②
吊裝就位時(shí) ；③逐漸連成整體的過程中 ；
④卸荷過程中，桿件應(yīng)力比超過 0.75 須增
大截面進(jìn)行調(diào)整 ；相鄰弦桿截面級(jí)差較大
時(shí)進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)上述原則通過計(jì)算和桿
件甄別，需調(diào)整桿件數(shù)量為 86 根。
7.1.2 臨時(shí)支撐的布設(shè)
1）施工中共設(shè)置 19 組臨時(shí)支撐，其
中 15 組格構(gòu)式支撐，由 4 根 φ325×10 的
鋼管組成，截面尺寸 2.8m×2.8m，最高
35m，另外 4 根為單根 φ630×10 鋼管。臨
時(shí)支撐布置后在四面拉緊纜風(fēng)繩，支撐布
置如圖 3 所示。
圖3 支撐布置
2）現(xiàn)場(chǎng)對(duì)臨時(shí)支撐進(jìn)行臨時(shí)加固可滿
足承載力要求。
3）對(duì)格構(gòu)式臨時(shí)支撐進(jìn)行了驗(yàn)算，滿
足要求。
7.1.3 現(xiàn)場(chǎng)拼裝質(zhì)量再檢測(cè)
1）所有焊縫進(jìn)行重新檢測(cè)。
2）重新檢查需調(diào)整桿件的管徑大小。
3）檢查臨時(shí)支撐連接節(jié)點(diǎn)，保證其連
接牢固。

安裝前在支座位置設(shè)置止滑鋼板，各
吊裝分區(qū)安裝時(shí)與支座節(jié)點(diǎn)連接，防止網(wǎng)
架在水平力作用下產(chǎn)生滑動(dòng)。
7.2 吊裝流程
1）根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的吊點(diǎn)位置進(jìn)行鎖
扣準(zhǔn)備。
2）各區(qū)網(wǎng)架先鎖好下部吊點(diǎn)，再鎖上
部吊點(diǎn)。
3）采用儀器檢測(cè)，預(yù)防構(gòu)件變形，做
好試吊前準(zhǔn)備。
4）現(xiàn)場(chǎng)由 1 名總指揮全面負(fù)責(zé)、控制
起吊過程，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)向上級(jí)主
管領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)還需配備 4 名副
指揮，4 名副指揮所站位置為：建筑物上部，
大部件兩側(cè)各站 1 名，兩部大型起重機(jī)司
機(jī)駕駛室各站 1 名，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)
向現(xiàn)場(chǎng)中央總指揮報(bào)告，做到現(xiàn)場(chǎng)全方位
控制。2 名站在司機(jī)駕駛室副指揮還需進(jìn)行
設(shè)備行走、路基箱倒運(yùn)等準(zhǔn)備工作。
5）起吊構(gòu)件分為 8 個(gè)步驟，當(dāng)每部起
重機(jī)噸位表分別達(dá)到 80，120，150，160，
170，180，185，190t 起 重 量 時(shí)（ 每 一 個(gè)
噸位代表一個(gè)步驟），由施工人員進(jìn)行全方
位檢測(cè)，包括鎖具、路基檢測(cè)，設(shè)備工況
檢測(cè)，桿件變化情況等，每次檢測(cè)時(shí)間為
20 ～ 30min，達(dá)到萬無一失，為起吊構(gòu)件
做好準(zhǔn)備。起吊過程中，各個(gè)起重機(jī)必須
及時(shí)聽從總指揮信號(hào)，精神高度集中。以
上步驟為試吊過程。
6）當(dāng)構(gòu)件距離胎具 30cm 時(shí)停止吊裝，
持荷 1h 觀察焊縫應(yīng)力比較大桿件的情況，
測(cè)量網(wǎng)架位移及變形，符合要求后進(jìn)行下
一步吊裝或起重機(jī)行走試驗(yàn)。
網(wǎng)架吊裝需行走時(shí)，進(jìn)行起重機(jī)行走
1m 試驗(yàn)。東側(cè)起重機(jī)開始向前行走，西側(cè)
起重機(jī)不動(dòng)，行走 0.5m 時(shí)停車，檢測(cè)構(gòu)件
行走變化，檢測(cè)后，西側(cè)起重機(jī)開始向前
行走，東側(cè)起重機(jī)不動(dòng)，行走 0.5m 后停車，
再進(jìn)行一次構(gòu)件行走變化的檢測(cè)，最后兩
部起重機(jī)同時(shí)行走 0.5m，再次對(duì)構(gòu)件行走
變化進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)完畢后，兩車同時(shí)行走。
7） 當(dāng)構(gòu)件行走至建筑物附近時(shí)，兩部
起重機(jī)做好同時(shí)起落鉤的準(zhǔn)備工作。
8）兩部起重機(jī)同時(shí)起鉤，提升構(gòu)件
5m，檢測(cè)無誤后再降低構(gòu)件 5m，再次檢測(cè)。
以上為提升構(gòu)件試驗(yàn)。將構(gòu)件提升至建筑
物高度（2 名副指揮的位置）后，總指揮全
面觀察構(gòu)件及構(gòu)件位置情況，同時(shí) 2 名副
指揮檢查構(gòu)件情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)向總
指揮報(bào)告。檢查無誤后，由總指揮發(fā)出指令，
進(jìn)行行走。
9）行走至構(gòu)件就位位置后，保持起重
機(jī)變幅不動(dòng)，左右甩桿將構(gòu)件垂直方向就
位，緩慢落鉤，同時(shí)利用起重機(jī)噸位表控
制構(gòu)件噸位，到達(dá)安全部位，臨時(shí)支撐發(fā)
揮作用。對(duì)構(gòu)件進(jìn)行找正，根據(jù)起重機(jī)噸
位表，當(dāng)構(gòu)件質(zhì)量占每部起重機(jī)起重構(gòu)件
質(zhì)量的 50% 時(shí)，起重機(jī)熄火斷電，對(duì)構(gòu)件
進(jìn)行焊接。
以上吊裝構(gòu)件過程，嚴(yán)格按照經(jīng)過研
究制定的方案執(zhí)行，所有參加人員必須具
備高度的責(zé)任心，嚴(yán)格按照起重工的操作
規(guī)范進(jìn)行操作，聽從總指揮信號(hào)統(tǒng)一調(diào)度，
上下交接清楚、及時(shí)，保證吊裝工作的順
利完成。
7.3 鋼絲繩及繩扣驗(yàn)算
工程吊裝中使用全新 6×37+NF、直
徑 65mm 鋼絲繩，吊裝時(shí)鋼絲繩拉力最
大 400kN，安全系數(shù) 5，此時(shí)最小破斷拉
力 2100kN，允許拉力 420kN。根據(jù)鋼絲
繩最大拉力 400kN，采用 6 倍安全系數(shù)的
550kN 弓形繩扣保證結(jié)構(gòu)吊裝安全。
7.4 各區(qū)吊裝分析
1）1 區(qū)吊裝過程及工況分析 1 區(qū)網(wǎng)架
長(zhǎng) 96.822m，寬 33.731m，吊裝總負(fù)荷約
3840kN，采用雙 1000t 履帶式起重機(jī)吊裝，
每臺(tái)履帶式起重機(jī)負(fù)責(zé) 8 個(gè)吊點(diǎn)，8 個(gè)吊點(diǎn)
采用 4 根直徑 65mm 鋼絲繩連接，連接方
式為 1 和 3 一根繩，2 和 4 一根繩，5 和 7
一根繩，6 和 8 一根繩，如圖 4 所示。
圖4 鋼絲繩連接方式
1 區(qū)網(wǎng)架拼裝區(qū)起吊后，由 2 臺(tái) 1000t
履帶式起重機(jī)平移至安裝位置進(jìn)行安裝。1
區(qū)吊裝立面如圖 5 所示。
圖5 1區(qū)吊裝立面
2）1 區(qū)吊裝變形、應(yīng)力分析 ：1 區(qū)吊
裝中豎向變形最大值 23mm，水平向最大值
6mm，滿足安裝精度的要求。
3）1 區(qū)飛鉤后變形、應(yīng)力分析 ：1 區(qū)
網(wǎng)架安裝就位飛鉤后，豎向最大變形 5mm，
水平最大位移 1mm，滿足網(wǎng)架安裝精度要
求 ；內(nèi)力分析 ：1 區(qū)網(wǎng)架飛鉤后，4 根桿件
應(yīng)力比超過 0.75，最大應(yīng)力比 0.77，調(diào)整
截面后所有桿件應(yīng)力比＜ 0.75，滿足要求。
4） 同樣對(duì) 2，3，4，5，6，7，8 區(qū)吊
裝進(jìn)行分析，滿足要求。7.5 各區(qū)連接過程
中結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力分析
對(duì) 1 區(qū) +2 區(qū)，1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū)，1 區(qū)
+2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū)，1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū)
+51 區(qū)，1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū) +51 區(qū) +52 區(qū)，
1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū) +51 區(qū) +52 區(qū) +6 區(qū)，
1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū) +51 區(qū) +52 區(qū) +6 區(qū)
+71 區(qū)，1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4 區(qū) +51 區(qū) +52
區(qū) +6 區(qū) +71 區(qū) +72 區(qū)，1 區(qū) +2 區(qū) +3 區(qū) +4
區(qū) +51 區(qū) +52 區(qū) +6 區(qū) +71 區(qū) +72 區(qū) +8 區(qū)
結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力等進(jìn)行了分析，滿足要求。
例如對(duì) 8 區(qū)位移分析 ：8 區(qū)網(wǎng)架安裝就位飛
鉤后，所有網(wǎng)架安裝完畢成為整體受力結(jié)
構(gòu)，此時(shí)網(wǎng)架最大變形 4mm，滿足網(wǎng)架安
裝精度要求 ；內(nèi)力分析 ：最大值為 111kN，
最大應(yīng)力比 0.73 ＜ 0.75，滿足要求。
8、卸荷技術(shù)
1）臨時(shí)支撐卸荷順序本工程由于四周
為 18°傾斜網(wǎng)架，如果先卸荷內(nèi)部支撐會(huì)
造成支頂傾斜網(wǎng)架的支撐水平力過大（單
支撐 300kN），若先卸荷傾斜處臨時(shí)支撐
也會(huì)造成中間支撐豎向力過大（單支撐
77kN），經(jīng)反復(fù)比較論證后采用傾斜網(wǎng)架處
臨時(shí)支撐和中間臨時(shí)支撐進(jìn)行交替卸荷的
技術(shù)。
2）荷載轉(zhuǎn)換施工要點(diǎn)①施工前檢查千
斤頂、網(wǎng)架支頂節(jié)點(diǎn)標(biāo)高等，在千斤頂上
做出設(shè)計(jì)值下?lián)献冃蔚牧砍蹋�以供施工�?br /> 員控制。②荷載轉(zhuǎn)換施工中設(shè)總指揮和分
指揮，分區(qū)把關(guān)，整個(gè)轉(zhuǎn)換過程在總指揮
的統(tǒng)一調(diào)度下進(jìn)行。施工過程中操作人員
發(fā)現(xiàn)問題立即上報(bào)分指揮，由分指揮上報(bào)
總指揮，總指揮統(tǒng)一處理。③每次卸荷后
對(duì)各點(diǎn)的卸荷結(jié)果進(jìn)行記錄，反饋至工程
技術(shù)人員，技術(shù)人員對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的卸荷狀
態(tài)進(jìn)行分析，如符合預(yù)期則進(jìn)行下一步卸
荷，如不符合再重新進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)實(shí)際
情況制定下一步卸荷方案。④千斤頂卸荷
時(shí)，每次下降量≤ 10mm，間隔≥ 30min，以
確保桿件之間內(nèi)力的調(diào)整與重分布。⑤ 8
個(gè)臨時(shí)支撐監(jiān)控下?lián)献冃稳绻�發(fā)現(xiàn)超出設(shè)
計(jì)值 15%，立刻停止卸荷施工，查明并解
決問題后，方可繼續(xù)施工。
9、結(jié)語
因工程量較大，采用此技術(shù)該建筑鋼
網(wǎng)架 2 個(gè)月才完成吊裝及卸荷，自 8 月完
工以來，嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量
驗(yàn)收規(guī)范》GB50205—2001 的要求對(duì)鋼網(wǎng)
架的撓度值、支座的中心偏移、周邊支撐
網(wǎng)架相鄰支座高差、支座最大高差等數(shù)據(jù)
進(jìn)行了實(shí)測(cè)實(shí)量，結(jié)果均滿足規(guī)范要求，
吊裝取得圓滿成功。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國建筑股份有限公司，中建鋼
構(gòu)有限公司 .GB50755-2012 鋼結(jié)構(gòu)工程施
工規(guī)范 [S]. 北京 ：中國建筑工業(yè)出版社，
2012
[2] 冶 金 工 業(yè) 部 建 筑 研 究 總
院 .GB50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)
收規(guī)范 [S]. 北京 ：中國計(jì)劃出版社，2002
[3] 中國建筑科學(xué)研究院 .GB50300-
2001 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) [S].
北京 ：中國建筑工業(yè)出版社，2002