抽空四角锥大型钢网架整体吊装技术
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摘要：大型钢网架整体吊装，对几个主要参数进行了分析测算，保证了施工安全及施工质量，大大降低了施工成本，收到了良好的效果，对类似工程具有借鉴意义。
关键词：钢网架、参数测算、吊装
一、概述
随着科技水平和工业发展水平的不断进步，近几年来，大型工业厂房、体育场馆、机场航站楼、车站候车大厅、大型游乐场等建筑的屋盖，逐渐被超静定结构的钢网架所取替。其优点是稳定性强，安全系数高，抗震性能好，特别是大跨度建筑。但是大型钢网架的施工质量及施工安全成为施工的难点和关键问题，分块吊装，高空平滑移施工，二者费用大，空中对接面多，安全系数小，工作效率低、质量又难以控制等特点都不适宜大型钢网架的施工。
中国一汽轿车股份有限公司搬迁改造工程之焊装车间，采用抽空四角锥平面上弦自身找坡钢网架屋盖结构形成，共分两个单元，分别为162m×108m,162m×120m，工程总投资880万元。属于主体框架钢结构多点支撑，根据其网架结构，施工条件，工期等因，施工中采用整体网架吊装技术，收到满意效果。
二、施工方案
经过几个方案的比选，采用网架在地面错位拼装，由多根拔杆组成拔杆群起重和用复式多组滑轮组人工推绞磨牵引滑轮组带动网架提升，空中偏移就位的总体方案，保证网架吊装的安全、平稳、可靠、并可加快施工进度。
三、施工技术（以第一单元为例）
1、杆群承重验算
经计算本网架自重和索具等总重为560吨。
根据网架结构尺寸预设16根拔杆尺寸为Ф377×10×16.5m拔杆组成拔杆群 为避免拔杆工作时横向位移，拔杆底座设8根Ф114×4平行连接的钢管，其顶面焊接一块20mm厚的钢板，拔杆底座与地面的接触为固定铰连接。拔杆平面位置见图1
P ― 拔杆承受轴向压力（平均分担网架自重及索具等负荷35×104N）
A ―拔杆截面面积（查表取115.24cm2）
[σ]― 拔杆材料的许用压应力（查表取170MPa）
i= = =12.985cm
i― 轴惯性半径
I― 惯性距（查表19430.86cm4）
A― 截面面积（查表115.24cm2）
λ= = =127.07
λ―拔杆柔度
μ―长度系数（查表μ=1）
i―轴惯性半径（12.985cm）
查表用插法求得 =0.402
验算结果：
σ= = =75.55Mpa
2、起重滑轮组选用验算
每根拔杆采用两组滑轮组，滑轮槽的直径应比钢丝绳的直径大1―2.5mm滑轮的直径不小于绳的10―12倍。钢丝绳选用Ф21.5，钢丝绳夹的夹座扣在钢丝绳的工作段上，u型螺栓扣在钢丝绳的尾段上，经方案选择采用顺穿法（如图2）
起重滑轮组的拉力计算
Ft1=Ft2=G/2Sinα= =3.5×105N
Ft1、Ft2―起重滑轮组的拉力
α:：起重滑轮组钢丝绳与水平方向夹角（取30°）
G1: 每根拔杆所承担的轴向荷载（3.5×105N）
钢丝绳拉力安全系数验算
P= = =47971N
P―起重钢丝绳距头拉力
T―起重滑轮组负荷（3.5×105 N）
n―滑轮组工作线数（8根）
η―滑轮组效率（取0.95）
η。―导向滑轮效率（取0.96）
钢丝绳破断拉力
P破=500D2=500×21.52=231125N
P破―破断拉力
D ―钢丝绳直径21.5mm
钢丝绳安全系数：
K=
故：选用的钢丝绳满足要求
[k]―钢丝绳安全系数（查表为4）
3、揽风绳的选用验算
由于缆风绳是稳定拔杆的主要杆件，由斜揽风绳和平缆风绳构成，斜缆风绳的平面夹角为65º。每根拔杆设四根缆风绳（Ф21.5）。每根斜缆风绳配备一个地锚。
拔杆受力荷载W1为：
k―风载体型系数，取0.9
kz―风压高度变化系数取1.32
w0―基本风压值 取181Pa
S1―拔杆（每根）受风面积（取10m2）
网架受风荷载引起的拔杆顶部力w2为：
kz―风压高改变系数，取1.32
w0―基本风压值， 取181Pa
S2―网架（每边）受风面积， 取200m2
总的水平揽风力
=
=50153N
e―拔杆顶部允许偏移值0.01m
H― 拔杆高度16.5m
∑― 包括索具在内的吊重35×104
q― 拔杆头部自重再加索具自重2.4×104N
用投影法计算出各缆风绳分力为：
每根缆风绳的破断力：
安全系数的验算：
故钢丝绳满足要求
[k]―钢丝绳安全系数取3.5
4、 地锚受力验算（见图5） =4025.43KN
t―土中斜向长为
а―地锚受力方向与水平方向夹角25º˚
Q―地锚容许抗拔力（KN）
1―土壤的计算抗拔角（查表30º˚）
d:―圆木地锚直径或钢板地锚宽度（200mm）
―圆木地锚长度1.5m
h―圆木中央距地面的深度4m
γ―土壤的单位容重（查表18KN/m3）
k―抗拔安全系数取2
地锚强度核算
［σ］―容许弯力（取12Mpa）
M最大―地横木中部的弯距N•m
M最大=
q―地横木单位长度的荷重N/m
Q―地锚容许拉力（计算得4025.43KN）
―地横木长度（1.5m）
w―地横木的抗弯截面系数（cm3）
w=0.098d3n=0.098×203×1=784cm3
d―单根地横木的直径（200mm）
n―地横木根数（1）
四、网架吊装
1、试吊目的：一是检验起重设备安全可靠性，二是检查起吊对网架的影响，三是协调从指挥到起吊揽风、溜绳和人力操作的总演习。
2、试吊：首先将绞磨稳紧，采用经纬仪检查拔杆是否立直，调整缆风绳使拔杆垂直，随即慢慢推动铰磨，使网架离开砖垛，如果网架向一侧偏移，说明高度高差不一致，则停止提升。可单“跑头”牵引调整，使其高差一致。以后可以进行横移试验，利用调整揽风（溜绳应同时配合松、紧）使网架向左（或向右）横移100mm，认可后再横移回原支墩就位。整体提升至离开砖垛300mm后，静止放置12小时。然后对吊装机具进行全面检查，缆风绳卡子是否垂直，缆风绳是否已紧张，拔杆上、下所有卡环是否拧紧，缆风绳卡子是否打好，有几个，有无损害的，跑绳是否有松动，铰磨位置及就位倒链一系列与吊装有关的机具现场情况。
3、整体起吊：设专职总指挥1人，观察员若干名，分工明确责任到人，以保证网架起速“同步”。在正式起吊前在网架四角分别挂上一把长钢尺，为控制四角高差不超过100mm的量具，在提升柱顶安装标高以下一段高程中，采用每起吊1m进行一次检测，根据四角丈量的结果，以就高不就低办法，分别逐“跑头”提升到同一标高，然后同时逐步提升。
4、网架横移就位：当网架提升超过柱顶安装标高0.5m时，应停止提升，此时靠调整拔杆同侧滑轮组钢丝绳，徐徐放松钢丝绳，而另一侧则不动。放松的钢丝绳因松弛而使其拉力变小，这样形成钢丝绳内力不平衡，因而也就使钢网架失去平衡，使网架向所指方向移动，直至滑轮组钢丝绳重新拉紧为止，此时网架又恢复了水平力相等，达到平衡状态。网架横移至柱顶后，每下降100mm进行降差调整，直至把网架就位到柱顶设计位置，即完成了网架的就位。
五、结束语
1、整体吊装大大地降低了施工费用。
2、地面施工提高了工作效率，避免了空中对接，安全系数高。
3、网架质量更利于控制，不存在高空拼接问题，网架质量更高，尺寸精度高。