超大跨度钢网架屋盖整体提升施工方案比较分析

超大跨度钢网架屋盖整体提升施工方案比较分析
某民航五机位机库工程，机库大厅面积约17000m2，屋盖采用两层钢网架结构。

业主在施工招标过程中，建议在网架施工中采用整体提升方式。

在招标过程中，出现了几种吊点布置方案。

现就各方案的优缺点进行简要的比较分析。

1.工程概况
本工程机库大厅屋盖采用两层钢网架结构，网架跨度216m(96m＋120m)，进深79m，网架下弦标高为23.000米，上弦标高为29.000米，高度为6米，网架连接杆截面为圆管，通过焊接空心球进行连接。

机库大门处屋盖采用焊接箱型门式钢桁架，桁架下弦标高为20.500米，上弦标高为32.500米，桁架高度为12米，桁架分上中下三弦，腹杆多为H型钢。

屋盖支撑体系为周边钢筋混凝土柱(共23个立柱)，立柱间距9或18米。

网架桁架与混凝土柱之间采用固定万向抗震球铰支座连接。

整个屋面网架结构自重加上吊车梁、主檩条和马道等吊挂结构，总重量约2500吨。

由于钢网架整体位于建筑物正上方，且杆件众多，不宜采用分件直接吊装。

若采用满堂脚手架、高空散装，不但高空组装、焊接工作量巨大，而且所需脚手架用量多、高度大、施工周期长，成本高，存在一定的质量、安全风险：与土建交叉施工时间较长，不利于工程总工期的控制。

因此业主根据以往多次类似工程的成功经验，建议将钢网架结构在地面拼装成整体后，利用“超大型构件液压同步提升技术”将其一次提升到位，以保证制作和安装精度，降低安装施工难度，便于质量、安全、工期和施工成本控制。

2.整体提升方案介绍
2.1“液压同步提升技术”采用穿芯式液压提升器作为提升机具，柔性钢绞线作为承重索具。

具有如下优点：(1)安全、可靠、承重件自身重量轻、运输安装方便、中间不必镶接等；(2)钢网架结构、附属构件及悬吊结构等主要的拼装、焊接及油漆等工作在地面进行，可最大限度地减少高空吊装工作量，施工效率高，缩短安装施工周期，施工质量易于保证：(3)技术成熟，有大量类似工程成功经验可供借鉴，吊装过程的安全性有充分的保障；(4)提升支架、平台等临时设施结构利用混凝土立柱等已有结构设置，加之液压同步提升动荷载极小的优点，使得临时设施用量降至最小，有利于施工成本的控制。

2.2提升流程：(1)地面平整及硬化、临时提升支架基础施工；(2)在混凝土立柱上和临时支架上设置预埋件；(3)地面拼装网架：(4)安装提升用临时支架及平台，在提升平台上安装液压同步提升系统设备，用液压提升专用钢绞线连接液压提升器和提升吊点结构，安装专用地锚并预张紧钢绞线：(5)液压同步提升系统设备调试；(6)分级加载(试提升)，直至钢网架结构全部离地(胎架)；(7)离地检查：(8)正式提升；(9)提升过程的空中停留，网架整体提升一定高度，搭设临时支撑，安装下层桁架，更换桁架吊点；(10)网架提升到顶：(11)测量控制和微调：(12)
网架合拢，安装屋面钢网架柱顶支座及周边杆件：(13)卸载，液压同步提升系统设备下降作业，至钢绞线完全松弛，使屋面钢网架整体落位至混凝土立柱上：(14)液压同步提升系统设备及其它提升用临时设施拆除：(15)屋面钢网架的整体提升安装完成。

2.3提升吊点设置：屋面钢网架结构提升吊点的设置以尽量不改变结构原有受力体系为原则。

且应同时考虑提升方案的经济性指标，尽量减少吊点数量和临时设施用量。

在施工招标过程中，出现了以下三种提升吊点布置方案：
(1)方案一：在机库大厅周围混凝土柱上设置13个提升吊点(如图一)。

(2)方案二：共设置22个提升吊点(如图二)。

其中网架部位18个提升吊点设在混凝土柱上(图中吊点3)；大门桁架处增设四组临时起吊支架，上设4个提升吊点(图中吊点1和吊点2)。

(3)方案三：共设置23个提升吊点(如图三)。

其中网架部位18个提升吊点设在混凝土柱上(图中吊点3)；大门桁架处提升吊点分两种：其中3个提升吊点设在混凝土柱上(图中吊点1和吊点2)，另外增设两组临时起吊支架，上设2个提升吊点(图中吊点4)。

3.各方案比较分析
3.1方案一：优点在于利用大功率的液压提升设备，所设提升吊点最少：且
全部提升平台设在现有结构混凝土柱上，整体提升所需临时设施最少：施工过程中各提升吊点处受力情况与永久荷载下受力情况吻合度较高：因提升吊点数量少，提升过程中同步控制较容易。

缺点在于大门桁架处在下层桁架安装前，桁架钢度不够，稳定性不易保证：大门桁架处在提升过程中的前一阶段需设临时支撑设施。

3.2方案二：优点在于大门桁架处提升受力点与桁架合龙处分离，易于保证桁架钢度和稳定性。

缺点在于需设置较多的临时提升支撑设施，成本较高，工期较长；提升吊点数量过多，同步控制难度加大。

3.3方案三：在大门桁架处的吊点设置集中了前两个方案的优点，但其他部位提升吊点数量过多，没有方案一简洁和易于控制。

4.结论
上述三个方案在提升吊点平台受力分析、提升吊点临时杆件受力分析、各步提升中网架各杆件的最大应力和位移值分析等方面都能满足要求。

方案一在提升吊点设置上略胜一筹，若能结合方案三在大门桁架处的吊点设置方案，将会更加完善。