懸空球殼網(wǎng)架拼裝與安裝施工工法

懸空球殼網(wǎng)架地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合安裝施工工法1.前言近年來(lái)，隨著工程技術(shù)的發(fā)展，建筑形式日趨多樣化。懸空球殼網(wǎng)架由于其宏偉的氣勢(shì)，現(xiàn)代化的氣息而被建筑師們所喜愛(ài)。如何優(yōu)質(zhì)、高效地完成懸空球殼網(wǎng)架的施工，是一項(xiàng)重要課題。大慶石油科技博物館入口大廳上部為懸空球形影（錄）廳（圖1），采用懸空球殼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，氣勢(shì)宏偉。圖1我們根據(jù)懸空球殼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并考慮施工現(xiàn)場(chǎng)安裝空間小吊車(chē)無(wú)法利用、現(xiàn)場(chǎng)搭設(shè)腳手架高空整體散裝施工難度在質(zhì)量安全不易保證等困難，經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，研制了一種地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工工藝，形成了懸空球殼網(wǎng)架地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工工法。實(shí)踐結(jié)果表明，地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工技術(shù)應(yīng)用于懸空球殼網(wǎng)架安裝，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。2.工法特點(diǎn)2.1該地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工工藝，利用中間鋼梁平臺(tái)中心及懸空球殼網(wǎng)架上方結(jié)構(gòu)設(shè)置吊點(diǎn)，使用小型設(shè)備（手拉葫蘆），就可完成懸空球殼網(wǎng)架下半部吊裝及上半部散裝累積提升安裝，與采用搭設(shè)腳手架高空整體散裝施工工藝相比，投入少，成本低。2.2該地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工工藝，工藝簡(jiǎn)單，便于操作，危險(xiǎn)因素少，作業(yè)環(huán)境安全，安裝質(zhì)量能保證。2.3采用地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合施工工藝，能解決施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹小，懸空球殼網(wǎng)架地面整體拼裝，吊車(chē)無(wú)法吊裝的矛盾，同時(shí)也能解決搭設(shè)腳手架高空整體散裝安裝精度和施工安全不易保證的矛盾；3.適用范圍適用于懸空球殼網(wǎng)架的安裝。4.工藝原理1、懸空球殼網(wǎng)架下半部在地面拼裝后借助固定于預(yù)應(yīng)力鋼梁中心的手拉葫蘆提升安裝。2、中間鋼梁平臺(tái)定位焊接安裝，作為球殼網(wǎng)架上半部散裝累積提升的操作平臺(tái)。3、借助固定于上部的手拉葫蘆，操作人員站立在中間鋼梁平臺(tái)上進(jìn)行球殼網(wǎng)架上半部散裝，每散裝完一圈，利用固定于上部的手拉葫蘆累積提升，完成球殼網(wǎng)架上半部的安裝。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程下球殼地面拼裝→支座定位→下球殼安裝→上球殼高空散裝累積提升。5.2操作要點(diǎn)5.2.1下球殼地面拼裝下球殼的拼裝位置為對(duì)應(yīng)下球殼安裝位置的正下方的地面上。拼裝順序?yàn)橛芍行南蛲馊χ鹑ζ囱b。每圈拼裝結(jié)束后，即將該圈所有桿件擰緊，不擰緊不得進(jìn)行下圈桿件的安裝。頭三圈拼裝結(jié)束后，必須將網(wǎng)架墊平，墊點(diǎn)位置為球節(jié)點(diǎn)處，墊料優(yōu)先選用木料，墊點(diǎn)布置為沿著環(huán)形方向均勻設(shè)置六點(diǎn)。網(wǎng)架墊平后方可進(jìn)行下圈桿件的拼裝作業(yè)。拼裝后的下球殼5.2.2支座定位下球殼起吊前，需先進(jìn)行支座的定位作業(yè)。由于上、下球殼的支座位置在水平投影方向重回，故可在平臺(tái)梁上先將上球殼支座定位，然后用上球殼支座位置定位下球殼支座位置。支座的定位以鋼梁G2-B上翼緣面上的弧形梁圓心點(diǎn)為控制點(diǎn)，將全站儀支在該圓心控制點(diǎn)上，以G2-B為控制線，通過(guò)旋轉(zhuǎn)角度和測(cè)量圓心到支座中心的距離可進(jìn)行上支座的定位,然后根據(jù)此定位線用線墜及鋼尺即可確定下球殼的位置。安裝后的平臺(tái)梁及網(wǎng)架支座定位5.2.3下球殼安裝下球殼支座位置定位后，先將下球殼支座焊接到平臺(tái)梁上。根據(jù)下球殼的重量（4T）及安裝高度（距地面約17m）,故在平臺(tái)梁圓心控制點(diǎn)處懸掛兩個(gè)相連鏈長(zhǎng)12m的10T手拉葫蘆（斤不落）。其吊裝示意圖如下所示：通過(guò)兩個(gè)手拉葫蘆的兩次提升將下球殼起吊就位，網(wǎng)架綁扎點(diǎn)為4點(diǎn)，綁扎位置為球節(jié)點(diǎn)處，且均勻布置在第4圈球節(jié)點(diǎn)上。5.2.4上球殼高空拼裝累積提升上球殼的拼裝順序同下球殼，也是從中心點(diǎn)開(kāi)始逐圈拼裝。每拼裝完一圈，將網(wǎng)架提升一定高度后，繼續(xù)拼裝下一圈桿件，確保操作人員始終站在平臺(tái)梁處施工平臺(tái)上進(jìn)行網(wǎng)架拼裝作業(yè)。網(wǎng)架綁扎點(diǎn)為4點(diǎn)，綁扎位置為球節(jié)點(diǎn)處，均勻布置在第4圈球節(jié)點(diǎn)上。手拉葫蘆固定于鋼管桁架屋面中心園盤(pán)上，經(jīng)驗(yàn)算承載力滿足要求，其拼裝示意圖如下所示:6.材料與設(shè)備6.1材料6.1.1材料采購(gòu)1、要求材料與其相應(yīng)的質(zhì)量保證書(shū)一同進(jìn)廠，以便核查。材料員應(yīng)根據(jù)GB/T19001中的有關(guān)規(guī)定，對(duì)材料進(jìn)行標(biāo)識(shí)，本項(xiàng)目材料單獨(dú)堆放。對(duì)不同規(guī)格、不同材質(zhì)的材料應(yīng)單獨(dú)歸類(lèi)存放。2、根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)材料進(jìn)行復(fù)檢，復(fù)檢結(jié)果合格后，方可用于加工。3、加工前由放樣組對(duì)所有來(lái)料進(jìn)行排料，加工所剩余料，標(biāo)明材質(zhì)、規(guī)格后退庫(kù)并登記。6.1.2倉(cāng)庫(kù)管理1、物資驗(yàn)收入庫(kù)后，要根據(jù)各種物資的物理性能、化學(xué)成分、體積大小和數(shù)量分別加以保管，要求物資不短缺、不損壞、不變質(zhì)、不混號(hào)，以確保物資的安全和帳、卡、物相符。同時(shí)，要考慮發(fā)放、檢查，提高工作效率。2、要分區(qū)、分類(lèi)管理，根據(jù)物資的類(lèi)別，合理地規(guī)劃物資存放的固定區(qū)域。3、按庫(kù)號(hào)、架號(hào)、層號(hào)、位號(hào)四者統(tǒng)一編號(hào)與帳頁(yè)上的統(tǒng)一編號(hào)對(duì)應(yīng)。6.1.3材料代用1、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)制造和安裝都必須按設(shè)計(jì)圖紙施工，保證工程質(zhì)量，符合設(shè)計(jì)要求和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）的規(guī)定，由于材料資源供應(yīng)問(wèn)題或網(wǎng)架結(jié)構(gòu)制作和安裝施工中采用新技術(shù)、新材料、新工藝而導(dǎo)致有較大的修改，需用材料代用時(shí)，必須由供應(yīng)部門(mén)按要求提出材料代用申請(qǐng)并報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位審核批準(zhǔn)后方可代用。2、材料代用不得影響結(jié)構(gòu)性能、使用壽命、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)的總尺寸。3、材料的代用必須得到業(yè)主、設(shè)計(jì)院和監(jiān)理的簽字同意,才能進(jìn)行代用施工。6.2設(shè)備表6.2安裝設(shè)備表一、吊裝機(jī)具序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1導(dǎo)鏈10t臺(tái)2吊裝225T汽吊25T臺(tái)1卸車(chē)、運(yùn)輸3鋼絲繩φ15.5mm副6吊裝用4鋼絲繩φ9mmm15安全防護(hù)用5卡環(huán)5t個(gè)2吊裝用6卡環(huán)2.5t個(gè)4吊裝用二、焊接機(jī)具序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1直流弧焊機(jī)FX-700臺(tái)12焊條烘干箱YZH-400臺(tái)13焊條保溫筒YJ-H系列只14電動(dòng)空壓機(jī)6m3/0.8臺(tái)1清根5碳弧氣刨W-500把1清根6角向磨光機(jī)φ150mm把67噴砂除銹機(jī)臺(tái)28自動(dòng)切割機(jī)臺(tái)19鉆機(jī)臺(tái)110磁力切管機(jī)臺(tái)211螺旋千斤頂50T個(gè)2三、其它工具序號(hào)機(jī)具名稱規(guī)格型號(hào)單位數(shù)量備注1梅花板手M22、24把4緊固2長(zhǎng)柄測(cè)力板手把2檢驗(yàn)3激光經(jīng)緯儀J2臺(tái)14水準(zhǔn)儀S3臺(tái)25帆布工具袋只46吊籃只27.質(zhì)量控制7.1嚴(yán)格遵循施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、施工圖紙及設(shè)計(jì)說(shuō)明等。施工、檢查、評(píng)定和驗(yàn)收嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)文件和技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理提出的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。7.2成立質(zhì)量管理小組，對(duì)每一個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行層層監(jiān)控，確保每一個(gè)工作環(huán)節(jié)的質(zhì)量，決不把某個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量隱患帶到下一個(gè)工作環(huán)節(jié)中去。7.3提高工作質(zhì)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量，堅(jiān)持“五步到位”。操作要點(diǎn)交底到位；上下工序交接到位；上下班交接到位；關(guān)鍵部位的檢查、驗(yàn)收到位；各種材料、設(shè)備和加工構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收到位。7.4構(gòu)件檢查安裝前，應(yīng)按構(gòu)件明細(xì)表核對(duì)進(jìn)場(chǎng)的構(gòu)件，查驗(yàn)產(chǎn)品合格證和設(shè)計(jì)文件；工廠預(yù)拼裝過(guò)的構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)拼裝記錄進(jìn)行檢查。構(gòu)件進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，以確認(rèn)在運(yùn)輸過(guò)程中有無(wú)變形、損壞和缺損，并會(huì)同有關(guān)部門(mén)及時(shí)處理。施工前施工小組應(yīng)檢查構(gòu)件幾何尺寸、油漆等是否符合設(shè)計(jì)圖規(guī)定，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后應(yīng)報(bào)請(qǐng)有關(guān)部門(mén)，原則上必須在拼裝前處理完畢。7.5每道工序要認(rèn)真填寫(xiě)質(zhì)量數(shù)據(jù)，質(zhì)量檢驗(yàn)合乎要求后方可進(jìn)行下道工序施工。7.6施工質(zhì)量問(wèn)題的處理必須符合規(guī)定的審批程序。7.7網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝程序必須保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和不導(dǎo)致永久性變形。7.8網(wǎng)架構(gòu)件拼裝前應(yīng)清除其表面上的油污、泥沙和灰塵等雜物。7.9網(wǎng)架為螺栓球網(wǎng)架，為了控制球節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)、標(biāo)高，必須控制球、桿的制作精度。因?yàn)樵谥谱髀菟ㄇ驎r(shí)，其上所鉆螺栓孔的位置、角度已經(jīng)將桿件拼裝后的空間位置確定了，而桿件的長(zhǎng)度精度則直接影響著螺栓球的空間坐標(biāo)，所以控制球、桿的制作精度是控制球節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)、標(biāo)高準(zhǔn)確保證網(wǎng)架安裝精度的主要措施。7.10網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝就位后，應(yīng)立即進(jìn)行校正、固定。7.11懸空網(wǎng)架上下半球拼裝后與中間鋼梁平臺(tái)焊接安裝、校正時(shí)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)力、溫差、日照等外界環(huán)境和焊接變形等因素的影響，采取相應(yīng)的調(diào)整措施。7.12焊接施工應(yīng)按相應(yīng)的施工操作規(guī)程作業(yè)，施工前應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員編制作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，并進(jìn)行交底。7.13測(cè)量質(zhì)量控制儀器定期進(jìn)行檢驗(yàn)校正，確保儀器在有效期內(nèi)使用，在施工中所使用的儀器必須保證精度的要求。保證測(cè)量人員持證上崗。7.13.2各控制點(diǎn)應(yīng)分布均勻，并進(jìn)行復(fù)測(cè)，以確?？刂泣c(diǎn)的精度。7.13.3盡量在外界條件較好的情況下進(jìn)行測(cè)量。施工中放樣應(yīng)有必要的復(fù)核，保證其準(zhǔn)確性。8.安全措施8.1施工防護(hù)與作業(yè)平臺(tái)搭設(shè)8.1.1防護(hù)欄桿施工前，首先需在預(yù)應(yīng)力鋼梁上焊接防護(hù)欄桿，此欄桿作為行走扶手和定點(diǎn)作業(yè)時(shí)的安全帶懸掛點(diǎn)，防護(hù)欄桿制作方式見(jiàn)下圖所示：8.1.2吊籃在進(jìn)行下球殼支座處焊接作業(yè)時(shí)，需要用吊藍(lán)作為操作人員作業(yè)的平臺(tái)，吊籃的使用方式見(jiàn)下圖所示：8.1.3施工平臺(tái)施工上球殼前，需在鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)梁上滿鋪鋼跳板，以此作為上球殼高空拼裝的操作平臺(tái)。要求鋼跳板與平臺(tái)梁要綁扎牢固，不得出現(xiàn)探頭跳的情況。8.2在懸空球殼網(wǎng)架安裝區(qū)域周?chē)O(shè)置警戒線，施工過(guò)程中，安排專人看護(hù)，嚴(yán)禁有其它工種的交叉作業(yè)和與施工無(wú)關(guān)人員從施工區(qū)域穿越。現(xiàn)場(chǎng)所有人員必須堅(jiān)守工作崗位，聽(tīng)從指揮，統(tǒng)一行動(dòng)，以確保安全。8.3所有吊裝使用機(jī)械設(shè)備以及工機(jī)具必須一一進(jìn)行檢查鑒定和試運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行正式吊裝。構(gòu)件脫離地面后應(yīng)暫停起升，全面檢查吊索、卡具等，確認(rèn)各方面安全可靠后方能起吊。8.4嚴(yán)禁在施工時(shí)向地面扔擲東西，小型工具應(yīng)放工具袋里，以免發(fā)生物體墜落打擊傷害。8.5吊裝人員應(yīng)戴安全帽，高空作業(yè)時(shí)應(yīng)佩安全帶，穿防滑鞋，安全帶應(yīng)系在安全繩上。8.6構(gòu)件必須綁扎牢固后方可起吊，起吊構(gòu)件時(shí)速度不應(yīng)太快，不得在高空停留過(guò)久，嚴(yán)禁猛升猛降，以防構(gòu)件脫落。8.7吊裝時(shí)應(yīng)有專人指揮，指揮人員應(yīng)位于操作人員的視力能及的地點(diǎn)，并能清楚地看到吊裝的全過(guò)程，操作導(dǎo)鏈的人員應(yīng)熟悉指揮人員的各種信號(hào)，并按指揮人員的信號(hào)進(jìn)行操作。8.8構(gòu)件吊裝就位后，應(yīng)經(jīng)初校和與支座焊接連接可靠后方可卸鉤。9.環(huán)保措施9.1培養(yǎng)工人節(jié)約習(xí)慣，施工現(xiàn)場(chǎng)材料、機(jī)具、構(gòu)件應(yīng)堆放整齊，禁止亂堆亂放，做到工完、料盡、場(chǎng)地清，提倡文明施工，搞好環(huán)境衛(wèi)生。9.2降低噪音，以及對(duì)污水、廢棄物品的處理，按ISO14001環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。10．效益分析10.1采用本工法，工藝簡(jiǎn)便，便于操作，質(zhì)量一次驗(yàn)收合格。10.2與搭設(shè)腳手架高空整體散裝相比，降低施工難度，加快施工速度，安裝工期提前8天，保證了安裝精度和安全，節(jié)省腳手架鋼管租賃費(fèi)和搭拆費(fèi)，取得直接經(jīng)濟(jì)效益2萬(wàn)元。10.3采用本工法，噪音小，無(wú)污水、廢氣污染，固體廢棄物遺灑少。11.應(yīng)用實(shí)例大慶石油科技博物館入口大廳上方為懸空球形影（錄）廳，采用懸空球殼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，中心標(biāo)高為15.200m，球殼網(wǎng)架直徑為14m，外圍是由10榀大跨度鋼管桁架梁和4榀大跨度鋼管桁架柱相互咬合成寶石花形狀的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。在懸空球殼網(wǎng)架安裝過(guò)程中，我們打破常規(guī)，創(chuàng)新地采用地面拼裝與高空散裝累積提升相結(jié)合的施工工藝，使用小型設(shè)備，就可完成懸空球殼網(wǎng)架的安裝，解決了懸空球殼網(wǎng)