北京奔驰厂房大面积网架结构施工方法对比.docx

北京奔驰厂房大面积网架结构施工方法对比comparison of construction method of grid structure with large area in beijing benz factory曹丙山/cao bing-shan(北京市机械施工有限公司，北京 100045)doi:10.13311/ki.conmec.2014.04.0301工程简介北京奔驰汽车有限公司总装车间工程位于北 京经济技术开发区，建筑面积 194 907m2，建筑 高度 15.30m。总装车间主体结构柱间距为 30m， 全长 586m，宽 390m。总装车间屋顶为网架结构， 网架总面积为 168 300m2，正放四角锥网架，结点 形式以螺栓球为主，局部为焊接空心球结点。网 架矢高 3.2m，下弦节点中心高度 10.45m，双向 跨度均为 30m。本工程在 2012 年 2 月底开始安装， 4月 12 日完成约5万 m2 施工结点，6月 30 日完 成全部网架的安装工作，顺利完成施工计划。网 架施工总工期 4 个月，为了保证总工期，在施工 组织设计中施工前期网架安装应保证后续工序可 以尽快插入，施工后期应铺开工作面保证网架工 程的节点工期。本工程网架现场安装采用 3 种施 工方法：下滑移脚手架高空散拼网架施工方法（滑 架子方案 )、网架地面拼装多块提升高空水平移动 就位施工方法（提升方案 ) 和网架地面拼装单块 多机吊装施工方法（抬吊方案）。网架的施工方法优化而来，将大平台变移动小平台减少平台措施费，主要体现的是在设计位置散 拼网架的特点。在施工前期，项目部制定施工方案时充分考 虑到后续专业工种要尽快插入这个条件，确定本 方案，完成 1 个单元，移交 1 个单元，使得多专 业可以同时施工，为完成总进度节点创造了条件。 在施工过程中本方案遇到的主要问题有：脚 手架平台滑动不顺利、速度慢，架底立杆变形大。 在施工初期，脚手架平台总荷载约 55t，需 要使用 10t 卷扬机进行牵引，平台下滚轮连接形 式如图 1，地面平整度略做整理，高低差控制在 200mm。在滑动时脚手架平台可以滑动，速度仅67m/h，不能满足施工进度需求；并且滑动完2施工方案简介和施工过程分析2.1滑架子方案本方案是由满堂红脚手架操作平台高空散拼图1 优化前滚轮节点882014(04)建筑机械化摘 要 北京奔驰总装车间屋盖结构采用网架形式，在施工过程中采用了多种施工方法。本文通过对大面 积网架多种施工方法的对比分析，阐述了各施工方法的适用条件，施工的重点、难点及解决办 法，在安全、质量、进度、经济各方面的优缺点。 关键词 网架施工；分块提升；下滑移脚手架；多机吊装；施工方法对比。construction technique施工技术成后部分钢管立杆在滚轮上部弯曲变形，两次滑移后，变形的滚轮数量达到了 1/3。 经过对方案初期的实施效果反复讨论后，在满足使用需求的情况下对脚手架平台进行调整。 1）减轻平台自重，优化平台承重结构在满足施工荷载的前提下，划定堆料区域，并局部加 固。将脚手架的立杆间距放大，脚手架平台总荷 载由 55t 减轻到 33t。2）优化平台滑动系统，减少钢管变形 对滚 轮和上部钢管的连接方式进行调整，增加支撑衡 量，变单个滚轮受力为多个滚轮受力。节点如图2所示构式支架，网架移位拼装，多点提升，高空水平移动就位，支架与地面无固定，提升支架与网架 结构形成动态稳定体系。整体提升方法一般要求 提升物垂直上下，如果需要滑移，需要另行设计 滑移系统，本方法将提升和滑移融合在一套系统 内。整体提升系统一般需要单独设计提升点承载 系统，本方法将提升承载系统工具化。本方法专 业性极强，需要对工艺非常熟悉的团队来完成。本工程因分区面积很大，采用分块提升，每 个提升单元 4 0006 000m2，重量在 200300t， 提升点数量 1520 个，提升整体效果及提升情况见图3 图 5。图3提升情况整体效果图图2 优化后滚轮节点3) 平整地面，加快移动速度对轨道位置的土地地面进行整平，高低差控制在 50mm。经过对平台的优化，最终脚手架平台滑移 30m 仅需要半小时。2.2提升方案到施工中期，在已经完成约5万 m2 的网架 情况下，后续屋面板、水电等各专业已经形成流 水作业，为了加快网架安装的进度、降低施工成 本，提出了网架提升的方法。本方法是在整体提升的施工方法基础上发展而来，提升设备采用倒链，提升支架采用组装格图4 现场提升情况图 5 提升支架顶部89建筑机械化2014(04)construction technique施工技术在施工过程中本方案遇到的主要问题有：选择合理的提升布置方案及控制分块提升合拢时的 精度。选择合理的提升布置方案：要反复多次对提 升支架的位置、数量进行模拟计算，找出提升支 架数量少、无超限杆件或超限杆件最少的方案。控制分块提升合拢时的精度：在分块提升高 空水平移动就位时产生较大偏差，在补充联系杆的时候，就会造成大量杆件的长度不合适，这个时候很难调整。出现这个问题的关键就在网架合拢时支座位移控制不好，一般提升高度在 10m 左 右的网架，提升的时间需要 810h，最终就位的 时候已经人困马乏，往往施工人员的耐心和责任 心已经消耗殆尽，合拢时匆匆了事，造成较大的 偏差。解决这个问题的关键就在管理人员的责任 心和验收的严肃性。2.3 抬吊方案在网架提升的同时，因施工队人员和设备的 限制，不能满足多个工作面的施工需求，又提出 多机吊装的方法，安排不同的施工队进行施工。本方法将网架分割成一定大小的吊装单元， 采用多台起重机共同作业将吊装单元吊装就位， 每个吊装单元就位后都可以形成空间稳定体系。 这种方法是在近年来大型起重机普及的结果，施 工原理简单明了，较高空散拼方法施工速度快。本工程最大吊装单元37m37m，重量115t， 一般吊装单元在5070t，由2台130t汽车起重 机、2台150t履带起重机吊装完成。在施工过程中 本方案遇到的主要问题有：起重机的站位和道路 预留对网架拼装影响较大；吊装单元连接口位置 质量控制困难；累计误差的消减和整体尺寸控制 的难度较大。1）起重机的站位和道路预留对网架拼装影响 较大，为网架的拼装、吊装管理带来很大困难。 大型吊车长度一般在 1016m，宽度 3m，工作时 支腿全宽达到 8m，而本工程结构柱距 30m，在 跨度范围内预留吊车道路和站位后相邻跨就无法 在拼装，如图 6。而吊装完毕后的网架对相邻未 吊装的网架吊装有很大影响，如图 7。图 6 所示待吊装单元在吊装时周边单元 1、2、图6 待吊装单元影响周边单元拼装图7 已吊装单元影响未吊装单元吊装3 拼装受到很大影响。其中 1 单元拼装时需要把吊车位置预留后补拼装，2 和 3 单元这一列需要 向左偏移 15m 拼装。由图7中1 单元起重机站位位置图，可以看 出其受到已经吊装完毕的网架影响。上图所示参 数虽已经满足吊装需求，但考虑网架变形需要， 在图中右下位置会补充 1 台汽车起重机钻网架杆 件之间的缝隙来弥补网架变形，吊装难度非常大。 合理安排拼装、吊装顺序是解决上面问题的关键。2）吊装单元连接口位置质量控制困难，合拢 口位置没有安装的杆件不能及时安装。这个问题 是一个严重的管理问题，受到人员的限制，吊装 单元吊装完成后，联系杆的安装会滞后。人员都 在拼装、吊装，管理人员会忽略这个联系杆安装 的问题，造成大面积网架吊装后，再安排人员多 点补充杆件，漏补、漏紧固现象严重，而且查找 困难。解决的关键就在及时，不要因为要形象进 度而忽略这个严重的问题。3）累计误差的消减和整体尺寸控制的难度较大。就位时支座位置精度控制不严格。在吊装作902014(04)建筑机械化construction technique施工技术业时，管理人员和工人一般都会注重吊装速度，就造成在支座位置的偏差控制不严格，开始的时 候让一点，中间单元偏差会逐渐加大，最后的单 元造成不可调整的尺寸偏差。解决方法除了控制 没个支座的就位偏差外，还应在首个单元的偏差 方向上进行控制。析，对施工方法进行多方位对比，见表 1。经过施工方法的对比可以看出滑架子方案 之所以费用高，主要是脚手架平台的成本高， 如果有成品操作平台可以租赁就可以降低施工 成本和加快施工进度。提升方法具有很好的推 广意义，但是缺少有经验的指挥人员和经过的 培训的工人制约了本方案的推广。抬吊方案虽 然直观，但是在细节的处理上需要下功夫，目 前的劳动人员的水平需要项目部管理层加强对3施工方法对比和分析经过对 3 种施工方法的施工过程简述和分 表1施工方法对比分析表（未完待续）91建筑机械化2014(04)内容/下滑移脚手架方法多块提升方法单块多机抬吊方法工期2012/02/252012/04/122012/03/252012/05/102012/04/202012/06/30面积45900!25200!93600!施工施工拼装单元及将要滑入的下一单元场 地为专用场地。其他区域可以进行其 他专业施工。整个拼装区域为专用场地，其他 专业不得进入施工。整个拼装区域为专用场地，其他 专业不得进入施工。场地地面平整，滑道位置平整程度要求 高、地面承载力满足滑行要求。场地平整。 提升点位置需要一定承载力。场地平整。预留大型吊车 50t200t)道路和吊装位置。地面承 载力满足吊装要求。方法对后 续施 工工 序的 影响单个单元拼装完成脚手架滑移后的 场地可以进行其他专业的施工，如地 沟、基础等。单个单元拼装完成后可以进行屋面 后续工序的施工，如屋面檩条、屋面 板、机电专业等。整个提升区域网架施工完毕后网 架和场地整体移交下道工序。网架吊装后所有抽空杆件安装完 毕，可进行下一道工序施工。网架单元吊装完毕后的场地应保 留吊车行走道路和吊装站位，以满 足相邻单元吊装需求。后续基础等 工作应暂缓施工。适用条件工人技能工人掌握基本岗位技能需要专业的团队信号指挥和吊车司机需要高级技师施工网架 整体网架整体尺寸控制的基础为逐个柱 间单元的尺寸控制，以柱顶轴线为依 据，控制方便简单，网架拼装完毕 后，可以对整个柱间单元进行螺栓的 紧固。可以有效的控制累计误差。地面拼装后，在地面完成网架整 体尺寸的校核，有利于对网架的整 体尺寸控制。提升完毕后，网架的 整体尺寸不发生变化，但要控制网 架就位时的整体定位。地面拼装的小块单元尺寸比较容 易控制，吊装完毕后因受到吊装顺 序的影响容易形成累计误差，对网 架的整体尺寸控制不利。尺寸/分块提升块间的合拢精度影响网 架总体尺寸，需要重点控制。合拢 过程需要指挥人员的责任心和耐心 来削减累计误差。合拢次数多，累计误差需要采取 有效的控制措施，及时对整体尺寸 进行校核调整。质量网架 挠度挠度测量在网架拼装完毕后，因有 脚手架操作平台容易进行。当发现拼 装完毕后挠度值有问题时容易进行校 核和调整。当脚手架平台移动后网架不受到动 力荷载作用，只是结构荷载在逐步增 加，与设计情况基本吻合。网架地面拼装完毕后对测量控制 点进行布置较方便，试提升静止时 进行挠度观测，发现问题容易进行 校核和调整。在分块提升时接口位置的挠度需 要进行重点监控。抬吊时网架变形较大，因此就位 后要对挠度进行及时测量。吊装单元面积小，分块多，空中 接口多。对挠度控制不利。当发现一个区域挠度有问题时， 因接口多不容易查找原因和修复。constructiontechnique施工技术续表1施工方法对比分析表施工过程的质量和安全控制，避免出现大的质 量、安全事故。度预期，取得了不错的施工效益。（编辑 张海霞）4结论本工程通过实施不同的施工方法，充分发挥 施工方法的优点避其短处，很好的完成了施工进中图分类号tu758.15；tu731.2文献标识码b文章编号1001-1366(2014)04-0088-05收稿日期2014-03-11922014(04)建筑机械化内容/下滑移脚手架方法多块提升方法单块多机抬吊方法工期2012/02/252012/04/122012/03/252012/05/102012/04/202012/06/30面积45900!25200!93600!施工 质量球节 点紧 固和 焊接安装完毕后在平台上完成球节点的 检查，有利于控制球节点的紧固和焊 接。安装完毕后受其他施工荷载影响 较小。安装完毕后在地面上完成球节点 的检查，在试提升阶段再次检查以 消化提升对节点影响。提升就位 后，受其他施工荷载影响较小。分块提升时存在少量接口位置，这 些接口位置不易控制，不易检查。安装完毕后在地面上完成球节点 的检查。但吊装过程对螺栓球节点 对影响较大，就位后球节点的紧固 程度不易控制，不易检查。网架分块后存在大量的接口位 置，这些位置的紧固程度和焊缝不 易控制，不易检查。施工网架 结构 的风 险在施工过程中结构受力状态和设计 状态基本相同，结构变形破坏风险 小。提升支架位置需要抽空网架杆件 和球节点，需要对施工过程的结构 受力状态进行复核计算，对超应力 杆件进行临时加固。施工过程的结构受力与设计状态 完全不同，必须对每个吊装单元进 行复核计算。抬吊过程吊装单元变 形较大，对柔性网架要重点控制吊 装不同步。人员 方面 的安 全风 险主要体现在平台上的临边作业和平 台上的高空作业（平台上2m以上到 网架高度以下位置的作业）。 防范措施简便、可靠。主要体现在提升过程中提升物下 方人员受到高空坠物伤害，就位时 高空作业。 防范措施简便，容易实现。主要体现在吊装作业时吊装物下 方人员受到高空坠物伤害，就位时 大量的高空作业。 防范措施简便，但工作量大，不易 控制。安全机械 方面 风险仅在材料上平台时吊车作业和脚手 架