大跨度鋼網(wǎng)架提升施工技術分析

【摘要】結(jié)合某建筑鋼結(jié)構網(wǎng)架工程，
從鋼網(wǎng)架吊裝方案選取、吊裝分區(qū)、吊裝
順序、吊裝機械行走區(qū)域、吊裝前機械部署、
工程吊裝方案、卸荷技術等方面詳細介紹
了 2 臺 1000t 起重機提升跨度近百米的鋼
網(wǎng)架施工技術，特別是在工程吊裝方案中
對吊裝前準備工作、吊裝流程、鋼絲繩及
繩扣驗算等關鍵技術和數(shù)據(jù)做了詳細闡述。
同時引用了大量的實踐數(shù)據(jù)證明大跨度鋼
網(wǎng)架采用該技術后在連接過程中及提升后
變形都在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
【關鍵詞】鋼結(jié)構；網(wǎng)架；起重機；提升；
施工技術
1、工程概況
某建筑鋼結(jié)構網(wǎng)架焊接球節(jié)點為八坡
雙層折板型網(wǎng)架結(jié)構，平面投影為四軸對
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)構網(wǎng)架支撐在 60 根混
凝土柱上，南北方向為單排支座，東西方
向為雙排支座，支座選用單向和雙向活動
抗震球形鋼支座。網(wǎng)架長跨 92.4m，短跨
75.6m，懸挑 10m，鋼網(wǎng)架結(jié)構上平標高
39.75m。
鋼 結(jié) 構 網(wǎng) 架 桿 件 采 用 φ76×3.5，
φ102×4.5，φ325×12，φ377×16，
φ426×20 等 ；球 節(jié) 點 采 用 WS200×8，
WS450×18，WSR550×22，WSR650×25，
WSR750×35 等。鋼網(wǎng)架結(jié)構如圖 1 所示。
圖1 鋼網(wǎng)架
2、工程特點和難點
1）網(wǎng)架跨度大，本工程網(wǎng)架跨度近
100m，吊裝難度大。
2）構件重本工程整個網(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)構吊裝中算是較重的。
3）工期緊本工程結(jié)構工期要求僅有 3
個月，土建工程和鋼結(jié)構不能交叉作業(yè)，
只能同時施工，在場外預制好鋼網(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)構標
高達到 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)點規(guī)格大本工程鋼
網(wǎng)架桿最大為 φ426×20，球節(jié)點最大為
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，主要有
鋼網(wǎng)架的滑移、頂升、高空散裝、起重設
備的吊裝等，吊裝主要以單機吊裝為主，
也有雙機抬吊的，但起重機的噸位均不是
很大，在本工程中，因為鋼網(wǎng)架要與土建
工程同時施工，鋼網(wǎng)架只能在場外預制，
但同時鋼網(wǎng)架的質(zhì)量大、起吊高度高、構
件重，加上又是梯形變截面，網(wǎng)架桿件、
球節(jié)點規(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
在吊裝、就位、連接過程中的變形、應力
情況，最終形成了 1000t 雙機抬吊才可以滿
足施工工況的技術方案。本技術解決了吊
裝過程中出現(xiàn)的網(wǎng)架桿件應力比過大、雙
機抬吊中出現(xiàn)的奪桿現(xiàn)象和吊具長短的誤
差等對吊裝的影響，可以滿足施工要求。
4、吊裝分區(qū)和吊裝順序
本技術考慮到拼裝的安全和穩(wěn)定將北
區(qū)分為 5 個吊裝分區(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、吊裝機械行走區(qū)域
根據(jù)吊裝機械行走路線確定起重機行
車區(qū)域，此區(qū)域鋪設道路，使得地基承
載力達到 170kN/m 2 。起重機行走時鋪設
2.3m×6m 的路基箱，橫向布置，每塊路
基箱承受荷載為 1130kN，對地面壓強為
94kN/m 2 ，小于場地地基承載力 177kN/m 2 。
6、吊裝前機械部署
在施工現(xiàn)場，經(jīng)計算，網(wǎng)架經(jīng)起重機
吊起后最近的行走距離為 35m，最遠為
105m，雙機抬升最好采用同一廠家的同一
型號的 2 臺塔式起重機進行吊裝，但調(diào)查
發(fā)現(xiàn)不容實現(xiàn)，最終選用同一廠家型號分
別為 CC5800 和 XGC15000 的 2 臺起重機。
型號 CC5800，XGC15000 履帶式起重機起
重工況均為 ：主臂固定角度 85°，75°，
主臂長 54m，副臂長 36m。
7、吊裝技術
7.1 吊裝前準備工作
7.1.1 各區(qū)桿件調(diào)整
調(diào)整時機 ：①各區(qū)網(wǎng)架吊裝狀態(tài) ；②
吊裝就位時 ；③逐漸連成整體的過程中 ；
④卸荷過程中，桿件應力比超過 0.75 須增
大截面進行調(diào)整 ；相鄰弦桿截面級差較大
時進行調(diào)整。根據(jù)上述原則通過計算和桿
件甄別，需調(diào)整桿件數(shù)量為 86 根。
7.1.2 臨時支撐的布設
1）施工中共設置 19 組臨時支撐，其
中 15 組格構式支撐，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
時支撐布置后在四面拉緊纜風繩，支撐布
置如圖 3 所示。
圖3 支撐布置
2）現(xiàn)場對臨時支撐進行臨時加固可滿
足承載力要求。
3）對格構式臨時支撐進行了驗算，滿
足要求。
7.1.3 現(xiàn)場拼裝質(zhì)量再檢測
1）所有焊縫進行重新檢測。
2）重新檢查需調(diào)整桿件的管徑大小。
3）檢查臨時支撐連接節(jié)點，保證其連
接牢固。

安裝前在支座位置設置止滑鋼板，各
吊裝分區(qū)安裝時與支座節(jié)點連接，防止網(wǎng)
架在水平力作用下產(chǎn)生滑動。
7.2 吊裝流程
1）根據(jù)事先設計好的吊點位置進行鎖
扣準備。
2）各區(qū)網(wǎng)架先鎖好下部吊點，再鎖上
部吊點。
3）采用儀器檢測，預防構件變形，做
好試吊前準備。
4）現(xiàn)場由 1 名總指揮全面負責、控制
起吊過程，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時向上級主
管領導匯報。同時，現(xiàn)場還需配備 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，兩部大型起重機司
機駕駛室各站 1 名，一旦發(fā)現(xiàn)問題，及時
向現(xiàn)場中央總指揮報告，做到現(xiàn)場全方位
控制。2 名站在司機駕駛室副指揮還需進行
設備行走、路基箱倒運等準備工作。
5）起吊構件分為 8 個步驟，當每部起
重機噸位表分別達到 80，120，150，160，
170，180，185，190t 起 重 量 時（ 每 一 個
噸位代表一個步驟），由施工人員進行全方
位檢測，包括鎖具、路基檢測，設備工況
檢測，桿件變化情況等，每次檢測時間為
20 ～ 30min，達到萬無一失，為起吊構件
做好準備。起吊過程中，各個起重機必須
及時聽從總指揮信號，精神高度集中。以
上步驟為試吊過程。
6）當構件距離胎具 30cm 時停止吊裝，
持荷 1h 觀察焊縫應力比較大桿件的情況，
測量網(wǎng)架位移及變形，符合要求后進行下
一步吊裝或起重機行走試驗。
網(wǎng)架吊裝需行走時，進行起重機行走
1m 試驗。東側(cè)起重機開始向前行走，西側(cè)
起重機不動，行走 0.5m 時停車，檢測構件
行走變化，檢測后，西側(cè)起重機開始向前
行走，東側(cè)起重機不動，行走 0.5m 后停車，
再進行一次構件行走變化的檢測，最后兩
部起重機同時行走 0.5m，再次對構件行走
變化進行檢測，檢測完畢后，兩車同時行走。
7） 當構件行走至建筑物附近時，兩部
起重機做好同時起落鉤的準備工作。
8）兩部起重機同時起鉤，提升構件
5m，檢測無誤后再降低構件 5m，再次檢測。
以上為提升構件試驗。將構件提升至建筑
物高度（2 名副指揮的位置）后，總指揮全
面觀察構件及構件位置情況，同時 2 名副
指揮檢查構件情況，發(fā)現(xiàn)問題，及時向總
指揮報告。檢查無誤后，由總指揮發(fā)出指令，
進行行走。
9）行走至構件就位位置后，保持起重
機變幅不動，左右甩桿將構件垂直方向就
位，緩慢落鉤，同時利用起重機噸位表控
制構件噸位，到達安全部位，臨時支撐發(fā)
揮作用。對構件進行找正，根據(jù)起重機噸
位表，當構件質(zhì)量占每部起重機起重構件
質(zhì)量的 50% 時，起重機熄火斷電，對構件
進行焊接。
以上吊裝構件過程，嚴格按照經(jīng)過研
究制定的方案執(zhí)行，所有參加人員必須具
備高度的責任心，嚴格按照起重工的操作
規(guī)范進行操作，聽從總指揮信號統(tǒng)一調(diào)度，
上下交接清楚、及時，保證吊裝工作的順
利完成。
7.3 鋼絲繩及繩扣驗算
工程吊裝中使用全新 6×37+NF、直
徑 65mm 鋼絲繩，吊裝時鋼絲繩拉力最
大 400kN，安全系數(shù) 5，此時最小破斷拉
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 96.822m，寬 33.731m，吊裝總負荷約
3840kN，采用雙 1000t 履帶式起重機吊裝，
每臺履帶式起重機負責 8 個吊點，8 個吊點
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 1000t
履帶式起重機平移至安裝位置進行安裝。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
應力比超過 0.75，最大應力比 0.77，調(diào)整
截面后所有桿件應力比＜ 0.75，滿足要求。
4） 同樣對 2，3，4，5，6，7，8 區(qū)吊
裝進行分析，滿足要求。7.5 各區(qū)連接過程
中結(jié)構變形、應力分析
對 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)構變形、應力等進行了分析，滿足要求。
例如對 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，此時網(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，
最大應力比 0.73 ＜ 0.75，滿足要求。
8、卸荷技術
1）臨時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
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支撐
也會造成中間支撐豎向力過大（單支撐
77kN），經(jīng)反復比較論證后采用傾斜網(wǎng)架處
臨時支撐和中間臨時支撐進行交替卸荷的
技術。
2）荷載轉(zhuǎn)換施工要點①施工前檢查千
斤頂、網(wǎng)架支頂節(jié)點標高等，在千斤頂上
做出設計值下?lián)献冃蔚牧砍蹋�以供施工�?br /> 員控制。②荷載轉(zhuǎn)換施工中設總指揮和分
指揮，分區(qū)把關，整個轉(zhuǎn)換過程在總指揮
的統(tǒng)一調(diào)度下進行。施工過程中操作人員
發(fā)現(xiàn)問題立即上報分指揮，由分指揮上報
總指揮，總指揮統(tǒng)一處理。③每次卸荷后
對各點的卸荷結(jié)果進行記錄，反饋至工程
技術人員，技術人員對實際結(jié)構的卸荷狀
態(tài)進行分析，如符合預期則進行下一步卸
荷，如不符合再重新進行計算，根據(jù)實際
情況制定下一步卸荷方案。④千斤頂卸荷
時，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
個臨時支撐監(jiān)控下?lián)献冃稳绻�發(fā)現(xiàn)超出設
計值 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，采用此技術該建筑鋼
網(wǎng)架 2 個月才完成吊裝及卸荷，自 8 月完
工以來，嚴格按照《鋼結(jié)構工程施工質(zhì)量
驗收規(guī)范》GB50205—2001 的要求對鋼網(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)
進行了實測實量，結(jié)果均滿足規(guī)范要求，
吊裝取得圓滿成功。
參考文獻
[1] 中國建筑股份有限公司，中建鋼
構有限公司 .GB50755-2012 鋼結(jié)構工程施
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)構工程施工質(zhì)量驗
收規(guī)范 [S]. 北京 ：中國計劃出版社，2002
[3] 中國建筑科學研究院 .GB50300-
2001 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準 [S].
北京 ：中國建筑工業(yè)出版社，2002