摘要：本文以清丰县教育园区艺术楼网架工程为背景，根据工程特点和现场实际情况，采用了网架整体顶升技术进行施工，就其顶升工艺原理、顶升步骤、安装要点、技术措施、顶升同步措施、监测措施等进行了详细阐述，对类似工程具有一定的指导意义。
关键词：网架；液压顶升；施工技术
一、项目概况特点及技术保证条件
1.1项目基本概况
清丰县教育园区艺术楼项目位于濮阳市清丰县，项目工期为2019年4月20日-2019年6月5日，结构类型框架结构、螺栓球网架屋顶。采用螺栓球节点正放四角锥网架，网架跨度为43.7米，网架长度为71米，下弦多柱点支承，网架设计使用年限50年。网架钢管采用无缝钢管或高频焊管，螺栓球网架用高强螺栓采用40Cr钢，檩条采用Q235B钢制成的冷弯薄壁型钢。网架杆件截面φ60*3.5~φ219*14，螺栓球规格φ100~φ200。网架总体约120t。
1）网架跨度为43.7米，网架长度为71米，网架总重量为120吨，需顶升重量约为80吨。顶升点数量和位置的选择是施工成败的关键。
2）按照图纸和施工规范要求确保质量的网架安装是顶升网架施工的必要条件。
3）顶升架托举网架到达设计高度行程约10米，顶升架自身刚度、整体稳定性以及网架顶升机构运转的可靠性是施工的保证条件。
4）本工程顶升反力如何通过二层楼面结构传递到地面持力层也是本工程不可忽视的一个重要条件。
（2）解决措施
1）顶升点数量和位置的选择须进行计算，通过网架设计软件在网架结构模型上计算和选择顶升点的数量和位置。
2）网架地面拼装要保证螺栓连接拧紧到位，安装时保证网架平整度，网架杆件和球的位置准确。
3）根据网架支撑反力对顶升架进行受力计算，确保顶升能力满足要求。
4）在顶升架相应位置对二层楼面结构从底层进行加固支撑。
1.3.2施工安全技术保证条件
安全解决措施，从加强安全管理和落实到位个人安全防护措施两方面达到安全施工的目的。作业人员进场开始严格把好人员进场关，做好进场三级教育、学习安全知识，加强自我保护，作业前进行安全技术交底。现场安全设施务必按要求配备到位，安全爬梯、安全通道、临边栏杆、灭火器以及高空作业个人防护设施均必须配备到位。
二、网架安装、顶升施工工艺
2.1加固支撑楼面结构、安装顶升设备
2.1.1顶升点数量和位置的确定
顶升点数量和位置的选择须进行计算，通过网架设计软件在网架结构模型上计算和选择顶升点的数量和位置。
本工程网架顶升设8个顶升点，均设在网架的上弦节点。
2.1.2安装顶升架
根据设定好的顶升点位置将顶升架填入要顶升的球节点下，顶升架下铺设20厚2米×2米的钢板并调节平整，调整顶升架位置使千斤顶中心线垂直对准要顶节点中心。
2.2网架顶升
网架整体拼装完成后，须对网架进行的尺寸、安装质量进行自检。无误后便可进行顶升工作。
2.2.1顶升工艺简介
（1）设备介绍
顶升设备由千斤顶、泵站、顶升架、电脑控制系统组成。
1）千斤顶：
千斤顶为双动式，泵站供油时活塞向外伸出，泵站回油时，活塞自动收回。如将活塞上端固定，则油缸向上运动，本工程千斤顶为徐州创诚煤矿机械厂生产的型号为160/125*850，顶最大升力为50吨。
2）泵站：
泵站是向千斤顶供油和收回液压油的设备。
3）顶升架：
顶升架作用是将被顶升物体的重量传递给地基，由型钢制作而成的格构式支撑架。
4）电脑控制系统：
每台千斤顶安装一个位移传感器，顶升过程中位移传感器时时将千斤顶位移信息传输至电脑控制系统，电脑控制系统根据事前设定的程序（设定顶升高差在5mm以内）控制千斤顶的顶升，使被顶升物体同步上升。
（2）控制系统工作原理
1）本系统分控制柜控制和计算机控制两种操作模式，每种模式又分手动和自动两种控制方式，手动控制可在计算书上操作和各个分控箱上通过对应的按钮进行操作，自动控制可通过计算机操作，也可通过分控箱上的“预备启动”和“自动启动”按钮操作。
2）系统配有蜂鸣器，在出现故障时会发出声光报警，提示操作人员及时处理问题。
3）系统通讯传输部分采用以太网技术，实现数据的高效稳定传输。
4）监控系统界面
计算机启动后会自动到主画面，画面中目标位移和当前目标线会随着数据位置变化，同时每个顶上数量显示该顶的当前位移，顶同时会有动画顶出；
5）自动控制前，必须设置以下参数：
（a）目标位移：需要同步的最总位移，即当顶到这个位置值时，当前目标不在增加，顶停止到这个位置；
（b）步进量：当所控制顶自动同步时，目标位移每次增加（减少）量，即顶位移到当前目标位移，顶停止推进，等待所有顶到达目标位移时，主控站再给出下一次当前位移目标。
（c）步进间隔：每次所有顶到达位置后并且该设置步进间隔时间到达，主控站给出下一次当前目标。
（d）步进检测时间：当自动运行过程中，若到达该时间，顶没有到达当前目标（位移），该顶报警。
（e）后退位移：当自动运行至目标位移后，操作人员确认后，顶同步从目标位移后退此设定的位移量。
（f）当前目标：当前需要各顶同步的目标位移，它是经过步进量计算得出的：
（3）顶升过程（一个行程）简介：
2.2.2网架顶升步骤
第一步：启动泵站使千斤顶活塞同步上升一个行程
第五步：重复一至四步工作使网架不断上升为保证整体不失稳在网架顶升高度大于3米后加设揽风绳。揽风绳布置如下图：顶升点数量和位置的选择须进行计算，通过网架设计软件在网架结构模型上计算和选择顶升点的数量和位置。本工程网架顶升设8个顶升点，均设在网架的上弦节点。揽风绳捆绑在框架柱根部，用3T倒链张紧，每边设置两根，支撑架和网架连同6根揽风形成整体稳定结构。
第六步：继续顶升至设计标高以上10--20公分位置停止顶升，调整揽风绳高度。
第七步：封边
2.2.3顶升同步措施
本工程采用的顶升设备最多时使用8台千斤顶。保证顶升同步是本工程顶升作业成败的关键。为此，我们采用电脑控制液压千斤顶使其同步上升或同步下降，每台千斤顶活塞与缸体之间安装一个位移传感器，活塞上升或下降时，传感器将位移数据时时传给电脑，电脑根据收到的信息分析比较，然后指挥各千斤顶的动作，使所有千斤顶的活塞上升或下降的数值差控制在设定的范围内。
电脑控制同步的方式有两种；一是分阶段连续顶升，如设定各千斤顶升误差为10mm，启动泵站，各千斤顶开始工作，先达到10mm的千斤顶停止工作，等到所有的千斤顶都达到10mm时，再进行第二个10mm的工作，直至顶升至预定的行程（一个标准节的高度，本工程一个行程为750mm）。第二种控制方式是设定一个最大高低差值，如10mm。启动泵站后，各千斤顶上升的高度差只要在10mm以内，各千斤顶一直在工作，一旦误差值大于10mm，高于10mm的千斤顶停止工作，待误差值小于10mm时，该千斤顶再次进行工作。目前我们采用的是第二种控制方式。
在整个顶升过程中遇到突发事件，如停电、某个零配件出故障，电脑会立即停止所有千斤顶工作并报警。
2.3封边
网架顶升至设计标高后，利用塔吊、倒链采用散装法将支座及顶升过程中被阻挡的杆件、球与主体网架进行连接使得整个网架形成整体。
封边时存在临边作业，在临边处用钢管脚手架扣1.2米高防护栏杆，无关人员不得入内。
2.4卸载
封边及封柱头工作完成后，将千斤顶在电脑控制下同步下降使网架落至支座上，检查支座平面位置是否与设计位置一致。确认无误后，将支座与预埋件焊接固定，然后进行卸载。本工程采用同步卸载，即12个千斤顶在电脑控制下同步降落，每次降落10mm，第一个10mm降落完成后，观察网架及顶升设备是否发生异常现象。若有异常现象必须立即停止降落，找出原因及应对措施。直至所有的顶升点的千斤顶与被顶升网架节点脱离。完成卸载工作。
2.5高空散装法安装其余网架
以C-M 轴2-11轴网架作为起步网架，利用现场塔吊将地面拼好的网架三角锥（由一颗螺栓球和三根杆件组成的网架小拼装单元）一个个的吊至设计位置就位直至将网架全部完成；本工程网架三角锥重量不大于200公斤，塔吊最小起重量为1吨，能够满足要求；
2.6施工安全主要监控措施
本工程的监控主要为顶升设备顶升时监控及网架变形监控。
2.6.1顶升架设备重点监测内容
顶升架安放时基础是否牢靠，顶升架下部楼面结构是否进行加固支撑处理，下部楼面支撑底部基础是否夯实并安装垫板。
顶升前，设备应进行试运转，检查设备是否正常、完好。
顶升时通过测量点观察顶升设备是否同步，设备是否同步，下部楼面支撑底部基础是否产生沉降。
2.6.2网架监控措施
本工程为大跨度螺栓球网架，初顶升后应测量网架挠度，是否符合规范要求。检查是否有弯曲变形杆件。若有应停止施工，分析原因，采取措施进行改进。
顶升时应设置测量控制点监测网架顶升点是否同步，是否存在水平面内的位移。
卸载就位后测量网架空载时挠度是否符合规范要求。
屋面结构完成后测量网架挠度是否符合规范要求。
2.6.3顶升同步人工监测措施
（1）在网架下弦的四个角及中部设置四个观测点，见下图：顶升前测量一次相对高度，以后每顶升3米再测量一次相对高度。
（2）网架在顶升过程中的水平位移问题：
为掌握网架在顶升过程中是否存在水平位移情况，同样利用上述四个观测点，网架顶升前从观测点（该点必须固定）吊一线锤，在地面投影位置设置固定标志（绘制十字线或打入小木桩），待网架顶升至一定高度，再从原原观测点吊一线锤测量网架位移值。如位移较大（≥50mm），则在顶升过程利用设置在四角的钢丝绳（收紧或松弛葫芦）使网架向正确方向移动回到初始位置。
三、技术结论
网架安装采用楼地面整体拼装，通过顶升架将网架托举到设计标高位置方法完成，该方法优点：一是把大量的拼装工作放到楼地面上完成，降低了高空作业带来的安全风险。二是地面拼装速度快，能够缩短工期。第三方便于施工质量的检查，能够确保网架安装质量。通过整体顶升工艺在清丰项目艺术楼网架的应用，方案合理可行。施工过程严格按照技术要求工艺步骤进行控制，圆满完成了网架安装及顶升，该工艺值得在同类项目中推广应用。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.空间网格结构技术规程.北京.中国建筑工业出版社.2010
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.钢结构工程施工质量验收规范.北京.中国计划出版社.2011
[3]建设施工手册（第五版）.北京.中国建筑工业出版社.2011
[4]同类型钢网架整体顶升施工工艺
论文作者:叶根龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年11期
论文发表时间:2019/9/10
标签：网架论文; 千斤顶论文; 位移论文; 位置论文; 泵站论文; 目标论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2019年11期论文;