金属屋面钢结构网架吊装施工技术

张 凯

(中铁十六局集团第二工程有限公司,天津 300162)

龙南东站位于江西省赣州市龙南县里仁镇，对于当地的经济区有非常大的拉动作用。龙南东站定位为龙南县给外地人的第一张名片，钢网架金属屋面在整体形象中起到决定性的作用。因此，能够按照“精细、精致、精心、精品”的要求，做好龙南东站金属钢屋面网架，对钢结构网架施工技术研究具有一定的指导价值。

1 工程概况

龙南东站地处江西省龙南县，站房中心里程DK104+738.4，站房为正线下式，站台为桥式站台。站房总建筑面积9 999 m2，站场规模2台4线，车站设侧式站台2座。网架规模尺寸156.9 m×17.5 m×2，投影面积约5 300 m2，重量约260 t。该工程钢网架为焊接球节点正放四角锥网架，下旋多柱点支撑，网架支撑最大跨度为32.7 m，最大悬挑长度为7.4 m，支撑采用成品绞支座，支座支撑在下部结构的柱顶。下部支撑形式为钢筋混凝土结构，屋面采用双层金属板屋面系统。

2 施工总体设计

钢网架覆盖两个侧式站房，由于两侧为设备办公区，不具备原位拼装条件，更不能采取整体吊装条件，故采取分块吊装施工方案。

2.1 施工总体思路

该工程网架与支座、马道在地面焊接完成后，与网架同时吊装，吊装每侧分为5个单元，每个单元长度及重量分别为一区长度38.1 m，重30.9 t；二、四区长度32.7 m，重约26.1 t；三、五区长度21.23 m,重约17 t。吊装顺序由一区→二区→三区→四区→五区，如图1所示。

2.2 工程施工准备工作

1)吊车的选择

根据分块重量、吊车参数、吊装作业设计图及实际施工条件，采用两台130 t汽车吊进行钢结构的安装，吊车最大旋转角度小于245°，最小起吊角度60°，满足作业要求。

2)钢丝绳选择

选取8根直径17.5 mm钢丝绳，其中4根长度12 m，4根长度11.45 m。通过钢丝绳长度调整网架横坡，吊装就位时支座可同时吊装到柱顶设计位置，保证支座不受损伤。

根据吊装作业钢丝绳示意图所得(图2)：4Fsin52°=15.4 t、F=4.8 t，得单根钢丝绳承受的最大拉力为4.8 t。通过查看钢丝绳规格表，选用17.5 mm钢丝绳，由钢丝绳参数表知钢丝绳破断拉力为14.5 t。钢丝绳的安全系数A=2.5，满足要求。

3)吊点选择

根据网架受力特点，吊点设置在支座横向一排下旋球，距离网架纵向边缘1跨的位置，此位置受力最佳。经过BIM模型验算，此位置不需要对网架进行额外的加固及加强。

防滑措施为吊点的下弦球底部顺钢丝绳方向设置卡码，钢丝绳穿过卡码，防止吊装过程中钢丝绳滑动。

4)现场吊装人员配备及分工见表1。

表1 现场吊装人员配备及分工

5)吊车基础及验算

吊车支腿基础采用原地面20 cm厚C20加筋硬化场地，上面铺设1.5 m×1.5 m×0.01 m钢板，钢板上方垫枕木，作为吊车支腿基础。

钢板面积约2.25 m2，总受力面积18 m2，计算荷载48.5×1.2+50.5×1.2+31×1.4=162.2 t=1 622 kN，P=1 622/18=90.1 kPa，动力荷载1.2×90.1=108.12 kPa,C20地基承载力20 MPa>108.12 kPa。满足要求。

6)网架吊装工况验算

计算采取BIM建模，导入结构计算软件，根据整体设计思路、荷载和边界等条件，选取其中三个单元体为一区、二区、三区吊装阶段关键的施工过程作为计算工况。经计算，位移小于10 mm，应力比小于1，满足要求。

3 方案实施

该工程采用网架结构，采用两机抬吊方式。单元体吊装高度(臂长)最大45.5 m，最大重量30.9 t，经检测合格采用8点绑扎两机抬吊方式进行起吊。该工程网架与马道在地面同时焊接完成，与网架同时吊装。吊装每侧分为5个单元，每个单元长度及重量分别为一区长度38.1 m，重约30.9 t；二、四区长度32.7 m，重约26 t；三、五区长度21.23 m,重约17 t。吊装顺序由中间向两边吊装。吊车选取2台130 t吊车，回转半径22 m，臂长45.5 m。选取8根直径17.5 mm钢丝绳，其中4根长度12 m，4根长度11.45 m。通过钢丝绳长度调整网架横坡，吊装就位时支座可同时吊装到柱顶设计位置，减小安全隐患。

3.1 吊车站位

根据现场实际情况，距离网架安装中心22 m，两台吊车设置在安装位置一侧对称停放，两台吊车距离20 m。

3.2 吊装准备

试吊：全面检查起重设备、缆风、地锚、吊索、滑轮组、网架尺寸、指挥信号。

正式起吊：网架在四个角设置牵引绳，在起吊和空中移动过程中防止网架出现晃动，碰撞其他构件。

3.3 网架空中抬吊

网架在提升过程中必须做到同节奏提升，通过吊车的智能识别系统，实现两台吊车受力误差小于1 t，以均匀一致的速度上升，避免发生安全事故，相邻点提升高差控制在100 mm以内。

3.4 多机抬吊升降速度

多台抬吊的关键是每台起重机吊钩升降速度一致，否则会造成起重机超载、网架受扭等事故。采取措施控制起吊速度，每台起重机分别吊以相同重量，测出每台起重机的起吊速度。如果速度相差不大，起重机可从调整油门大小来调整速度；如果速度相差较大，则用多穿钢丝绳的办法减速，但进油量与油温有关，所以抬吊时应将起重机发动片刻后再进行吊装。此外，吊装时必须统一信号，做到起步停车一致。

3.5 网架就位吊装

被吊装网架缓慢移动并下落接近支座时，作业人员采取安全措施后对网架进行临时固定焊接。

校正轴线：吊装前标出中线，就位时确保中心线对齐轴线。

3.6 网架对接，就位步骤

每一个单元体网架可以实现单独就位对接的方式，在网架吊装前把相对应的支座按照图纸要求安装在相对应的位置。网架吊装就位时要经过精准测量，把轴线尺寸控制在设计要求的范围内，就位后实施支座与预埋件的固定并焊接。在每个单元体对接时从每个对接线的中心向两边扩散安装，消除安装的积累误差和提高安装的精确度。

3.7 注意事项

吊装作业人员必须有熟练的钢结构安装经验；起重人员持有特种人员上岗证；起重司机应熟悉起重机的性能、使用范围、操作步骤，同时应了解钢结构安装程序、安装方法，起重范围内的信号指挥；司索工应经过严格的培训，必须熟知该工程的安全操作规程；司机与指挥人员吊装前应相互熟悉指挥信号，包括手势、旗语、哨声等。

在高空作业的人员必须遵守高空作业安全技术规程，戴好安全帽，系好安全带，保证安全帽下颌带系紧，安全带应高挂低用。

起重机机械的各项指标应进行严格检查，机械路面及轨道应坚实平整、无积水。吊装前应进行试吊，试吊验收完成后再进行正式吊装作业，不得超负荷吊装，不准在吊装中维修机械，严格遵守安全操作规程“十不吊”，在吊装区域内设置安全警戒线，非作业人员不得入内。检查钢丝绳的使用情况，检查各项指标符合要求后方可使用；钢丝绳不得扭劲及结扣，绳股不应凸出，各种使用情况安全系数不得小于标准；钢丝绳在滑轮与卷筒的位置应正确，在卷筒上应固定可靠。吊钩在使用前检查表面有无裂纹及刻痕；吊钩是否有变形；严禁在吊钩上补焊、打孔。吊钩表面必须保持光滑，吊起钢网架距离原支座20～30 cm时，应停钩检查设备和吊物有无异常情况，如有问题停止吊装，并及时处理。

钢网架悬空后注意要严格执行安全应急措施，做好应对各种安全问题的预案。使用手拉葫芦提升重物时，拉动链条时只许一人操作，严禁两人及两人以上一起拉动，操作时严禁站在葫芦的正下方。

两机抬吊注意应选用同类型起重机，根据起重能力对吊点进行荷载分配。两机抬吊在操作过程中要相互配合，工作协调，尽量保持平衡。信号指挥明确，分指挥必须听从总指挥；禁止高空抛物，所用工具必须放置在随身携带的工具包内。起吊过程中，吊物下严禁站人，牵拉揽风绳人员必须保持一定距离；当系杆或檩条安全连接后，安全人员确定稳定后，才允许松吊勾；吊装范围内设立警示线。

4 结 语

该工程采用BIM技术，保证了对接部位尺寸的准确，提高了高空拼接进度，保证了网架整体质量。吊点选取合理，避免造成额外的加固措施，进而保证了方案的经济性。