[分享]某焊接球网架吊装工艺浅析

引言

电子科技大学清水河校区风雨棚工程为室内体育运动场，其屋盖为焊接空心球节点、正放四角锥网壳型式，多点支承拱形网架。网壳平面投影面积12648.51m2，平面尺寸为153×82.67m,纵横净分别净跨为120m和80m。由13326根杆件（无缝钢管）和3323只空心球节点焊接组成，总重量430t左右（不含支座重量），网壳最高点标高21.85m，。

一，网架吊装（拼装）方案选择

该网架跨度大、重量大、平面尺寸大，且工程位于学校上课区域，建筑物外围轴线向外约10m均为已建成建（构）筑物或绿化，不允许被破坏或占用。大吊车也无法到达现场，因此采用常规的整体吊装、整体顶升、整体提升、高空滑移法均不可取；高空散拼法方法虽可行，但施工措施费用将达到上百万，成本不允许。

根据实际情况，经过分析决策决定网架跨内部沿长向分4个区段，每个区段单独进行施工吊装，每个区段由4根独立拔杆抬吊吊装工艺。经工程完成后，实际核算，该吊装措施费仅20余万元。

二，吊装工艺

施工准备→网架地面拼装部分砖支墩砌筑→拔杆制作→拔杆安装→地面拼装1拼单元→第一次吊装提升2m高左右→两侧2拼单元拼装→第二次吊装再提升2m高左右→两侧3拼单元拼装→第三次吊装至支座高度以上500mm→支承区段及支座拼装→下降，就位、调整、固定→完成

按上述工艺接着进行第二段、第三段、第四段拼装和吊装；各段网架间间预留一个节点间距进行高空散装。

三，拔杆安装

本吊装方案由4根Φ426×10，ℓ=2100的普通焊管加工成独立拔杆进行抬吊，拔杆安装位置必须处于一拼单元（条块）的四角相邻4个下弦节点的中心交点上，否则将影响网架就位。

四，吊装受力分析

根据吊装工艺和网架结构情况，本网架每段重量为80t,负荷不均衡系数取1.25，故拔杆最大荷载为：800÷4×1.25=250KN

4.1一套起重滑轮组计算荷载（P）

P=1.1（Q+q）÷cos4°

1.1—动载系数取（按绞磨考虑）

Q—最大吊装荷载

Q=250÷2=125KN

q—吊装索具重量取KN

P=1.1(125+5)÷cos4°=143.35KN（一套滑轮组荷载）

4.2拔杆轴向压力（正压力N）

N=N1+N2+N3+N4

N1—滑轮组计算载荷对拔杆的正压力

N1=P·cos4°·2=286KN

N2—滑轮组跑绳（牵引绳）对拔杆的正压力

根据滑轮组工作轮数、工作绳数及滑轮效率（共14轮、14根工作绳，效率取0.96）计算得：N2=29KN

N3—缆风绳初拉力（预张力）对拔杆的正压力

根据拔杆高度，拔杆应设6根缆风绳，每根缆风绳预初拉力按5KN计,缆风绳与水平面夹角为35°，则每根缆风绳初拉力对拔杆的正压力为：

T=6·sin35°=3.44KN

N3=6·6·s·in35°=20.65KN

N4—拔杆中部以上自重对拔杆的正压力

N4=1.03·11m+1KN(接头加强及缆风盘等附件重量)=12.33KN

故，N=N1+N2+N3+N4=327.98KN

4.3吊索受力计算

F=P÷2÷cos30°=82.62KN

4.4下弦杆件正压力（F′）

F′=F/2=41.31KN

五，拔杆校核及吊装机索具选择

5.1拔杆校核

由于拔杆为双侧吊装，为轴向受压，按轴心受压对其强度和稳定性进行校核，即：<f< p="">

f:钢管屈服点承载力,取240N/mm2

N—拔杆轴向压力327.98KN；A—拔杆截面积131cm2；ϕ—压杆稳定折减系数；ϕ由拔杆长细比决定，长细比

ℓo—拔杆计算长度=2100cm；i=拔杆回转半径；i=14.7cm

λ=2100/14.7＝142.857根据λ查表ϕ=0.331

故，=3279800/13100/0.331=75.6N/mm2，小于f，故安全！

5.2吊装机索具选择

5.2.1起吊滑轮组选择

根据滑轮载荷（P=143.1KN），选H16×4D滑轮（额定起重量16t、4轮、吊环型滑轮）即可满足要求。每根拔杆4个滑轮。

5.2.2起吊滑轮组钢丝绳选择

根据前面受力分析，滑轮组跑绳牵引力（S）为28.62KN，考虑一个导向轮，至绞磨处钢丝绳牵引力为1.1×S=31.48KN，安全系数取5.5，应选择破断拉力为5.0×31.48=157.41KN钢丝绳,查产品标准，选择φ19.5（6×37+1）钢丝绳可满足安全要求。

5.2.3绞磨选择

根据绞磨牵引力（37×1.1=40.7KN），选择牵引力为5t绞磨即可满足要求。绞磨推力（F）计算：

S—滑轮组牵引力28.62KN；r—绞磨卷筒半径120mm；L—绞磨磨杆长度2000mm；1.2—阻力系数

28.62×120＝F/1.2×2000,F=2.06KN,F约210公斤。

按每人推力27kg计，需8人推每台绞磨。

5.2.4缆风绳选择

因拔杆为双侧对称吊装，理论上缆风绳不存在工作张力，故缆风绳按15KN（1.5t）拉力选择钢丝绳，安全系数取3.5，则钢丝绳破断拉力为3.5×5=52.5KN，查产品标准，选择φ13～15（6×19+1）钢丝绳可满足安全要求。

5.2.5拔杆上部定滑轮拴挂捆绑绳选择

根据前面受力分析，定滑轮荷载为143.1KN，按规程要求安全系数取8，则定滑轮拴挂捆绑绳破断拉力应为8×143.1=1144.8KN，查产品标准，选择φ21.5（6×37+1）钢丝绳6股或选择φ24（6×37+1）钢丝绳4股可满足安全要求。

5.2.6吊索选择

根据前面受力分析，吊索受力为F=82.62KN，按规程要求，安全系数取8，则吊索破断总拉力为8×82.62KN=661KN。查产品标准，选择φ26.0（6×37+1）钢丝绳2股即可满足安全要求。每个定滑轮吊索为4股，一根拔杆吊索共8股。

5.2.7卸扣（卡环）、绳夹等选择

用于起重滑轮组的卸扣选择16t卸扣。绳夹按钢丝绳直径选择相匹配绳夹，不允许以大代小，也不允许以小代大；绳夹数量及钢丝绳压扁程度必须符合规程、规范要求。

5.2.8绞磨固定钢丝绳选择

根据受力计算，固定绞磨的钢丝绳选择φ13～17（6×37+1）钢丝绳4股即可满足安全要求。

六，结束语

本案例以最低碳、最节能的安装方式实现网架工程的成功安装，期待了很好的社会效益和经济效益，也适用于类似工程作为参考。