陳鵬，王志偉，張明冬，齊亞雄

（中國建筑土木建設有限公司，北京 100070）

1 引言

網(wǎng)架結構作為大跨度鋼結構的代表形式之一，施工難度較大，必須采用特定的施工方法，整體頂升法就是使用較為廣泛的施工方法之一，其基本原理是在投影地面完成鋼架結構安裝，然后利用千斤頂將鋼架結構頂升至設計標高位置。在實際施工過程中，頂升支撐結構既可以利用原有結構柱，也可以搭建臨時支架，配合必要的導向設施即可完成網(wǎng)架結構施工，高空作業(yè)量大幅減少，也不必考慮網(wǎng)架結構在空中發(fā)生位移，整體施工效率較高，并且也能保障施工質(zhì)量。

2 工程概況

費縣通用機場項目位于山東省臨沂市費縣胡陽鎮(zhèn)，項目包括通航綜合樓、機場專業(yè)樓、通航服務中心、1#機庫、2#機庫、3#機庫、4#機庫、道口以及門房，共10 個單體。其中，機庫部分設計為鋼筋混凝土排架柱加網(wǎng)架屋蓋體系，機庫屋面球節(jié)點網(wǎng)架整體為長方形，其中，1#機庫和3#機庫網(wǎng)架寬43 m，長90 m，面積約為3 870 m2；2#機庫和4#機庫寬43 m，長60 m，面積約為2 580 m2。球節(jié)點網(wǎng)架采用斜放四角錐網(wǎng)架結構，節(jié)點為螺栓球及焊接球混裝節(jié)點。1#～4#機庫網(wǎng)架質(zhì)量約680 t，采用下弦支撐，高度2.50～6.00 m，為規(guī)則網(wǎng)架。

3 項目施工重難點分析

在本項目中主要存在以下幾方面重難點：（1）對安全作業(yè)防護要求較高，尤其是網(wǎng)架屋面結構部分的施工安全防護；（2）頂升架的安裝，這是整個施工過程控制的關鍵點之一，并且也關系到后續(xù)頂升施工；（3）頂升施工過程監(jiān)測，尤其是架體整體性及頂升架體的垂直度監(jiān)測；（4）本項目的頂升高度較大，最高處達11 m，施工過程中不確定因素較多；（5）本項目網(wǎng)架結構節(jié)點復雜，在具體施工過程中，交叉施工部分較多，需要多工種協(xié)同配合，管理難度較大；（6）項目工期緊，部分鋼構件需要定制，如何保證材料及時有序供應是項目建設階段的施工重點；（7）本項目工程量較大，大致在680 t，施工面積大、高空作業(yè)頻繁、部分施工階段工期緊張、施工周期短，合理組織施工是保證現(xiàn)場進度的管理重點；（8）本項目施工工藝比較復雜，涉及高空胎架組裝、構件高空拼裝、高空吊裝、高空焊接及液壓提升等多項施工工藝，整體難度較高。

4 網(wǎng)架頂升施工技術

4.1 頂升設備選擇

頂升設備主要包括千斤頂、頂升架、泵站以及計算機控制系統(tǒng)4 部分，本項目中千斤頂采用的是雙動式千斤頂，泵站供油時活塞向外伸出，泵站回油時，活塞自動收回。如將活塞上端固定，則油缸向上運動。頂升架采用的是格構式支撐架，整體由型鋼制成，其主要作用是將被提升鋼架結構的重力荷載傳遞至地基[1]。泵站的主要作用是為千斤頂供油并收回液壓油，本項目中，泵站電機的功率為2 kW，電磁閥的型號為4WE10E24W，油箱儲油量為60 L，油泵額定壓力為31.5 MPa，油泵流量為24 L/min。計算機控制系統(tǒng)采用的是PLC 電腦同步液壓頂升系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持一拖五同步調(diào)試，同步精度可以達到1 mm。

4.2 施工準備

在網(wǎng)架整體頂升施工準備環(huán)節(jié)，主要涉及兩方面工作：（1）繪制頂升坐標圖。要求作業(yè)人員將頂升坐標一一標注在頂升相鄰的柱子上，以便在后續(xù)頂升施工過程中開展測控工作。（2）驗收頂升支撐基礎。安裝頂升架之前必須先完成支撐基礎的驗收工作，確認各個支撐點標高、位置符合施工標準，誤差在允許范圍內(nèi)[2]。支撐面標高允許偏差為0～5.0 mm，水平度允許偏差為相鄰支撐面高差不超過15 mm；支撐基礎中心偏移允許誤差為不超過30.0 mm；支撐基礎最大高差允許偏差為30.0 mm。

4.3 施工過程

4.3.1 組裝頂升架

安裝頂升架并將頂升架與支撐架連接，組裝頂升架時，必須保證中心和網(wǎng)架頂升點位置垂直度的誤差＜5 mm。將液壓油缸置于頂升支架中央，接好液壓油缸和油箱的油管，調(diào)試控制柜，檢查線路等做好頂升前的準備工作。

4.3.2 試頂

試頂是正式頂升作業(yè)前的必要環(huán)節(jié)，主要目的是確定千斤頂?shù)男谐趟俣扰c壓力的關系，同時，還要確定每級頂升的距離和所需時間。試頂作業(yè)的參數(shù)根據(jù)項目相關資料、施工現(xiàn)場情況以及同類型工程施工經(jīng)驗確定，包括每級頂升量、千斤頂壓力以及頂升完成時間等。完成試頂準備工作，調(diào)配好各崗位工作人員后，在操作總指揮下開始加載千斤頂，要求必須保持均勻同步。第一次加載時，千斤頂操作工必須注意各自千斤頂發(fā)生行程時的油壓表讀數(shù)，并根據(jù)第一級加載時間和頂升量調(diào)整各自的加載速度，保證千斤頂在規(guī)定時間內(nèi)均勻地完成規(guī)定的頂升量。如相鄰的千斤頂已發(fā)生位移但自己的千斤頂沒有壓力時，可稍稍加快加載速度。當前15 s 內(nèi)千斤頂還沒有正常壓力時，則要報告現(xiàn)場管理人員，由管理人員報告操作總指揮，在總指揮下令停止加載后，所有千斤頂均要停止加載，待故障排除后再重新加載。

4.3.3 正式頂升

進行正式頂升作業(yè)前，首先需要根據(jù)試頂結果重新確定千斤頂壓力、頂升時間以及每級頂升量等參數(shù)，同時，根據(jù)試頂過程中監(jiān)測到的應力變化以及變形數(shù)據(jù)判斷頂升工藝是否科學，整個頂升作業(yè)過程是否安全。頂升過程中要對建筑應力、變形、千斤頂行程等數(shù)據(jù)進行全程監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)有超過安全控制標準時，必須馬上向技術指導報告并停止加載，楔緊鋼板，再對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分拆，找出原因，采取有效措施后方可再繼續(xù)頂升，每一級頂升到位后，都要對各千斤頂?shù)男谐踢M行比較，如建筑的其他監(jiān)測項目表明建筑處于安全狀態(tài)，但各千斤頂行程有差別，也必須在下一級頂升時對各千斤頂頂升量進行調(diào)整并消除差別，不能讓各千斤頂頂升量誤差逐級累加，以免造成建筑損傷，每級頂升完成后楔緊鋼板。在整個頂升過程中要對建筑進行全方位監(jiān)測，并通過信息化施工手段，改進頂升工藝，確保頂升安全。

正式頂升過程中，控制系統(tǒng)的運行方式設定為自動模式，按照網(wǎng)架安裝要求，將鋼架結構頂升到設計標高，若發(fā)現(xiàn)部分點位和支座高度不符，則需要進行單獨調(diào)整，完成后即鎖定千斤頂。拉索纜繩時要注意觀測屋面結構的穩(wěn)定性與偏移情況，按照要求將纜繩調(diào)節(jié)到位并緊固繩卡。完成加固處理后，作業(yè)人員需對各個部位進行檢查，若發(fā)現(xiàn)問題需要及時采取措施。關于網(wǎng)架變形監(jiān)測，可以將高程基準點設置在混凝土柱上，同時，在下弦球與焊接球上設置觀測點，開始頂升前準確測量各個觀測點標高，做好數(shù)據(jù)記錄，待完成頂升后重新測量各個觀測點標高，利用二者相對高差判斷網(wǎng)架變形情況。關于頂升架的沉降觀測，需要將觀測點設置在頂升架底部，頂升前測量高程基準點與觀測點高差，同時，在每個作業(yè)環(huán)節(jié)始末重新測量二者高差，以判斷頂升架沉降情況。

4.4 控制措施

為保證網(wǎng)架結構在頂升過程中的穩(wěn)定性以及水平度，在液壓頂升器中任意選擇1 臺，以該液壓頂升器的行程位移量和頂升速度作為標準值，以此作為頂升作業(yè)過程中位移與速度的基準量。利用計算機控制系統(tǒng)控制其余的液壓頂升器以各自位移量進行跟蹤對比，根據(jù)兩點間位移量之差動態(tài)調(diào)整頂升過程，確保在頂升過程中各個吊點始終保持同步。為確保頂升點的同步精度，利用計算控制系統(tǒng)控制頂升施工過程，通過油壓傳感器、泵源限壓以及高精度行程控制等多重控制方式確保頂升點保持同步，一旦部分頂升點超過預定壓力，則泵源會自動卸荷溢流，從而確保部分頂升點不會超過設定反力值的10%，通過這種方式，本項目頂升點的同步控制精度可以限制在不超過20 mm。

4.5 設備、頂升架拆除

網(wǎng)架安裝工作完成并且經(jīng)過驗收后開始卸載頂升設備，但僅限于油缸，頂升支架則需要在桿件以及網(wǎng)架制作全部焊接完成后才能開始卸載。卸載設備時，由計算機控制系統(tǒng)控制液壓千斤頂進行卸載，使頂升支架慢慢回落。需要注意的是，若支座處于不完全受力情況下，液壓頂升不能完全卸壓；卸載速度需要控制在3 mm/min 以下，確保設備穩(wěn)定下降。頂升支架應于網(wǎng)架支座焊接完成、網(wǎng)架撓度檢測合格后按照順序拆除，利用網(wǎng)架作為拆除支架的支點，采用5 t 手拉葫蘆邊拆除支架邊降落千斤頂，使支架在千斤頂作用下徐徐下落。手拉葫蘆只是輔助支架，支架拆除主要靠液壓油缸來完成。拆除工作應由專職頂升人員組織，其他工作人員輔助完成，在拆除時應嚴格保證人員及其他設施的安全。同時，隨時監(jiān)測網(wǎng)架在拆除支架時的撓度變化情況。

5 注意事項及安全保障措施

5.1 注意事項

在網(wǎng)架整體頂升作業(yè)過程中，需要注意以下7 個方面：

1）在頂升作業(yè)過程中，施工現(xiàn)場除作業(yè)人員外，其余閑雜人員嚴禁進入施工區(qū)域；

2）整個頂升作業(yè)過程中由現(xiàn)場總指揮負責統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理；

3）進行正式頂升作業(yè)時，需要嚴格控制頂升速度，并且需要安排專人負責觀測網(wǎng)架；

4）試頂升環(huán)節(jié)，要注意記錄千斤頂?shù)挠捅脡毫Γ鶕?jù)記錄的數(shù)據(jù)計算各個支撐點的支座反力，并對比分析計算結果以及記錄的數(shù)據(jù)，若二者基本相符，則表明網(wǎng)架驗算無誤；若中間的油泵壓力基本穩(wěn)定，4 個角點支撐反力交替增大，說明千斤頂發(fā)揮了自我調(diào)節(jié)作用，即受力小的頂升得快，受力大的頂升得慢；

5）在網(wǎng)架頂升過程中，需要對網(wǎng)架進行全面檢查，具體內(nèi)容包括網(wǎng)架是否出現(xiàn)偏移、頂升支架是否處于正常狀態(tài)、網(wǎng)架桿件是否存在彎曲的情況等；

6）初次頂升階段，每頂升500 mm 需要對網(wǎng)架檢測1 次，確認無異常情況后再次頂升；

7）正式頂升過程中，以單次頂升高度為1 個標準節(jié)，要求油缸起升高度必須高于1 個標準節(jié)；完成1 個標準節(jié)頂升后，需要利用經(jīng)緯儀或磁力線錘調(diào)整頂升支架。

5.2 安全保障措施

1）進行網(wǎng)架頂升作業(yè)前需要制定好現(xiàn)場應急預案，將各種可能發(fā)生的情況考慮在內(nèi)，并制定完善的應對措施；

2）開展網(wǎng)架頂升作業(yè)時，需要在施工現(xiàn)場劃定安全區(qū)，以防止頂升過程中意外發(fā)生重物墜落時造成人員傷亡，同時，在頂升作業(yè)過程中，施工區(qū)域內(nèi)嚴禁進行交叉作業(yè)，與頂升作業(yè)無關人員禁止進入施工現(xiàn)場；

3）參與高空作業(yè)的人員必須做好個人防護措施，經(jīng)檢驗合格后才能開始作業(yè)；

4）在整個施工過程中，必須安排專人負責監(jiān)測網(wǎng)架結構的變形情況，并做好記錄，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時向現(xiàn)場總指揮報告。

6 結語

綜上所述，本項目的網(wǎng)架結構跨度大、高度大、鋼構件尺寸及數(shù)量較大，整體施工難度高，施工工藝復雜，采用整體頂升法進行網(wǎng)架結構施工顯著提升了施工效率，保障了項目進度，同時充分保障了施工質(zhì)量，符合項目設計標準。