有限空間鋼結(jié)構(gòu)穹頂提升施工技術(shù)研究與應(yīng)用
任春雨 羅紅黨 楊賀 寧顯仁
（中國建筑第四工程局有限公司， 昆明 650220）
摘要：本文以某鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工技術(shù)作為研究對(duì)象。在有限的施工作業(yè)空間內(nèi)，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穹頂?shù)慕M合拼裝，整體提升安裝，從受力分析、提升系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提升工藝以及提升過程的控制等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹，為類似的鋼結(jié)構(gòu)工程施工時(shí)提供參考經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：有限空間；鋼結(jié)構(gòu)；整體提升
Abstract: This article takes the overall lifting construction technology of a certain steel structure as the research object. Within a limited construction workspace, the combination and assembly of steel structure domes are carried out, and the overall lifting and installation are carried out. A detailed introduction is provided from the aspects of force analysis, lifting system design, lifting technology, and control of lifting process, providing reference experience for similar steel structure engineering construction.
Keyword：Confined Space;steel structure;integral lifting
0 引言
隨著城市化進(jìn)程的加速，建筑空間的需求日益增大，有限空間的利用成為了研究的重點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)穹頂作為重要的建筑結(jié)構(gòu)形式，具有承載力強(qiáng)、造型多樣、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各類大型公共建筑和工業(yè)廠房。然而，在有限空間內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)穹頂?shù)奶嵘┕ぃ夹g(shù)難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，因此，對(duì)有限空間鋼結(jié)構(gòu)穹頂提升施工技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1工程概況
本工程為泰康之家滇園（一期）4#活力中心鋼結(jié)構(gòu)工程，建筑投影面積約4014.78m2，結(jié)構(gòu)類型為鋼框架結(jié)構(gòu)，樓板采用支模式現(xiàn)澆板，基礎(chǔ)采用樁承臺(tái)+防水板；屋面采用網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，夾層采用框架體系。穹頂直徑為24米，安裝標(biāo)高11.045米，頂標(biāo)高為15.9米。
圖1 穹頂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)平面圖
2施工工藝原理
穹頂網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)在一層樓面上拼裝，拼裝前設(shè)置組拼裝胎架，拼裝留出支座邊緣部位，待提升就位后由塔吊配合進(jìn)行邊緣構(gòu)件吊裝焊接。安裝5個(gè)提升吊點(diǎn)拔桿作為提升電動(dòng)葫蘆支撐點(diǎn)，支撐點(diǎn)盡量選擇在混泥土柱頭、鋼梁上，臨時(shí)支撐點(diǎn)位置必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，并滿足結(jié)構(gòu)安全要求，然后對(duì)網(wǎng)殼的拼裝節(jié)點(diǎn)軸線、標(biāo)高、拼裝焊口等檢查合格后后進(jìn)行整體提升吊裝。
圖2 整體提升剖面圖
3 施工工藝流程及操作要點(diǎn)
3.1工藝流程
提升工況驗(yàn)算→定位放線，地面投影軸線放樣→拼裝胎架→網(wǎng)架拼裝→網(wǎng)架拼裝構(gòu)件驗(yàn)收→主體結(jié)構(gòu)加固→提升支架設(shè)計(jì)安裝→網(wǎng)架提升點(diǎn)焊接→提升系統(tǒng)調(diào)試→穹頂結(jié)構(gòu)整體同步提升→穹頂結(jié)構(gòu)空中姿態(tài)調(diào)整→穹頂結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)對(duì)接固定→提升設(shè)備同步卸載→提升設(shè)施拆除→驗(yàn)收合格
3.2操作要點(diǎn)
（1）穹頂結(jié)構(gòu)拼裝
在地面投影軸線放樣，搭設(shè)胎架進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)的拼裝。拼裝完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，焊縫處理涂刷防銹漆。現(xiàn)場驗(yàn)收焊縫質(zhì)量、構(gòu)件外觀和尺寸檢查及制作資料的驗(yàn)收和交接，等待吊裝。
圖3 穹頂整體拼裝
（2）吊點(diǎn)平面布置
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝好后采用5個(gè)電動(dòng)葫蘆進(jìn)行同步緩慢提升，吊頂設(shè)計(jì)要保證整體結(jié)構(gòu)的受力平衡。
圖4 吊點(diǎn)平面布置圖
（3）提升點(diǎn)加固桿件
在提升點(diǎn)位置設(shè)置加固桿件，用于提升時(shí)的受力點(diǎn)和連接點(diǎn)。
圖5 提升點(diǎn)加固大樣
（4）穹頂拔桿設(shè)置
網(wǎng)殼吊裝前應(yīng)根據(jù)提升拔桿點(diǎn)位圖安裝提升拔桿，提升點(diǎn)位設(shè)置尺寸應(yīng)準(zhǔn)確無誤，連接牢靠，提升前由技術(shù)負(fù)責(zé)人及安全員進(jìn)行全面檢查無誤滿足提升安全要求后，由專人指揮同步緩慢提升。
圖6 拔桿平面布置圖
圖7 拔桿大樣圖
（5）提升設(shè)備選擇
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝好后采用5個(gè)3噸電動(dòng)葫蘆進(jìn)行同步緩慢提升，網(wǎng)殼提升單重約9.68噸，5×3=15T，安全系數(shù)根據(jù)國家規(guī)范起0.8，15×0.8=12噸，12噸＞9.68噸能滿足整體提升安全要求。
圖8 提升設(shè)備參數(shù)圖
4受力分析
根據(jù)塔吊說明書塔吊吊裝半徑能滿足4號(hào)樓網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)地面拼裝需求，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)根據(jù)深化設(shè)計(jì)鋼構(gòu)件GZ2最大截面270×270×25×25，每米重量為192.33kg，單根重量均小于2.0t，鋼梁最大截面200×120×8，每米重為38.18kg，3號(hào)塔吊35m半徑內(nèi)可以吊裝4.1噸，完全能滿足網(wǎng)殼地面拼裝吊重要求。
網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拼裝好后采用5個(gè)3噸電動(dòng)葫蘆進(jìn)行同步緩慢提升，網(wǎng)殼提升單重約9.68噸，5×3=15T，安全系數(shù)根據(jù)國家規(guī)范起0.8，15×0.8=12噸，12噸＞9.68噸能滿足整體提升安全要求。
3T電動(dòng)葫蘆與主體框架結(jié)構(gòu)鋼梁采用4顆10.9s-M20高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，10.9S-M20高強(qiáng)螺栓抗拉強(qiáng)度為170KN,170×0.98=16.6噸，鋼材的剪切強(qiáng)度為0.6-0.8，這里選擇0.6，所以剪切力等于170KN×0.6=106KN,106KN=10噸，10×4=40噸，能滿足電動(dòng)葫蘆提升鏈接安全要求。
5結(jié)束語
有限空間鋼結(jié)構(gòu)穹頂提升施工技術(shù)在本工程的成功實(shí)施，該技術(shù)適用于各種復(fù)雜環(huán)境和空間限制，能夠滿足不同工程的需求。其次，該技術(shù)采用的提升設(shè)備和工藝，提高了施工效率和工程質(zhì)量。此外，該技術(shù)還具有安全可靠、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的趨勢。
參考文獻(xiàn)
[1] 梁桂芬. 佛山嶺南明珠體育館穹頂鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升施工技術(shù),廣州市第三建筑工程有限公司，廣州 510050.
[2] 陳志闊. 超大體量鋼結(jié)構(gòu)屋蓋整體提升技術(shù)的研究與應(yīng)用. 上海市第一建筑有限公司,上海 200120.
[3] 湯自坤 陳訓(xùn) 黃建忠.鋼結(jié)構(gòu)整體提升施工技術(shù)，中國建筑第二工程局有限公司，100070.
[4] 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB50017-2017.
[5] 鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范：GB50755-2012.
[6] 建筑施工起重吊裝工程安全技術(shù)規(guī)范：JGJ276-2012.
作者簡介：任春雨，男，1991年，云南楚雄人，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利水電工程，郵箱：1474241381@qq.com，研究方向：建筑工程
