大连中远海运川崎船舶工程有限公司 辽宁省大连市 116052
摘要：本文以大连某船厂涂装车间屋面网架安装时采用液压顶升工艺为研究起点，结合我在工作中的实际经历，提出网架液压顶升方案在本项目应用中的优缺点，以期为同行提供借鉴。
关键词：网架液压顶升；优缺点；借鉴
一、涂装车间工程项目概况
涂装车间工程由大连某船厂开发，主体结构为混凝土排架结构，屋面为移动网架结构。共计五间，具体为一间喷砂间，四间涂装间。屋面网架具体为螺栓球焊接节点混装形式并以焊接球为主（数量约占60%）的正放四角锥双层网架，下挂五道H型钢加固钢梁，分三个低跨网架单元和两个高跨网架单元。低跨网架平面尺寸为50.5m*30m，高跨网架单元平面尺寸为57.5m*30m，合计总面积为7995㎡，网架矢高3.9m-4.1m，屋面网架坐落于两侧H钢箱梁行走机构上借助两根轨道可开启、关闭。本项目与该船厂2010年建成的2#涂装车间同为上海中船第九设计研究工程有限公司设计的姊妹单体。
本项目钢结构分包单位于2018年10月经参建各单位慎重考察后确定，节点工期为2019年6月30日前交付建设单位使用。刨除春节假期及冬季复工手续办理，实际有效工期仅为7个月（大风、降雨等恶劣天气未计算在内），参考该船厂已建成涂装车间节点工期，其中仅屋面网架施工则需要7.5个月。此时，徐州加工厂受环保督察影响已多日无法加工、制作，本项目存在无法按期交工风险。
二、网架安装方案比选：
屋面网架结构是本项目关键线路上的关键工序，安装存在如下难点：
1）、网架跨度大：低跨网架跨度为50.5m，高跨网架跨度为57.5m；单体重、用钢量大：低跨网架为115.51kg/㎡，高跨网架为139kg/㎡。
2）、网架球节点采用螺栓球与焊接球节点相结合形式，其中焊接球数量约占60%，高空焊接作业量加大，传统方案中较为便利、工效高的散装法则无法采用。
3）、本项目钢结构投标价较低，作为安全性、结构刚度均有较好保障的满堂红搭设平台法无法采用。
4）、网架施工同时必须穿插车间土建、水暖、动力管道以及设备安装，即便屋面网架按期完工，本项目同样无法投入使用。
为盘活本项目其他专业施工，实现节点工期目标，建设单位经过反复权衡传统网架吊装方案—整体滑移法、散装法、整体提升法的优劣后，最终采纳钢结构分包单位提出的液压顶升方案。该方案广泛应用于大型体育场、矿区网架安装施工，具有技术成熟，工艺简便、整体性好、安全性高的特点。
三、关于液压顶升原理及具体方案：
3.1顶升工作原理
网架顶升方案塔吊的设计理念，以1000mm为一个标准节，标准节与标准节之间的连接采用螺栓球节点连接，液压千斤顶为特制，起重能力为60吨，高度为1.6m，行程1000mm。顶升时把千斤顶放在支架的底部，上部与网架球节点顶紧，经检查、调试后开始顶升，顶升到下面的空间大于1000mm后停止顶升，把下一个标准节从下部装在支架上，然后千斤回落，使支架落在下部的基座上，继续进行下一循环，如此往复，网架具体顶升方案如下：
3.2顶升具体方案
根据涂装车间现场工况，制定具体方案如下：涂1、涂3两间高跨网架设置八台千斤顶，涂2、涂4及喷砂间低跨网架设置六台千斤顶具体布局及工艺流程详见下列附图：
3.2.1顶升施工准备：
1）、校核网架下弦节点是否在其投影线上，如偏差大于20mm，须调整后再顶升。调整油缸底部的高度，保证其基本在同一水平位置，正负偏差不得超过20mm。由于本网架为网架下挂加固钢梁，网架在顶升过程中，可以保证足够的刚度。将网架顶升离地面约50mm。锁定油缸，全面检查网架是否有异常、是否有杆件弯曲，若无异常变化，方可继续顶升（顶升点基础形式（详见附录三计算书）：现场已浇筑C30混凝土厚度300mm，里面放置￠12mm的螺纹钢间距150mm、在支撑点处铺垫钢板1.6米X1.6米X20mm，铺垫钢板要求完整、不得有翘边或变形）。
2）、本工程每个区网架每次顶升1000mm，顶升初期，网架升高50毫米，待行动统一后每次可升高1000mm，初期每200毫米检查一次网架高度，后期每2米检查一次网架高度，确保网架同步整体上升。网架顶升水平度不够的地方采用手压千斤顶置换，垫薄钢板进行琱整。顶升架的水平度及支撑架的稳定性是顶升法施工的关键所在。所以采用反复测量，水准仪监控及设置监视物是非常必要的。因为网架顶升的顶升点设置较多，网架在顶升过程中的受力，较网架顶升完成卸载后更加好，因此，即便是顶升过程中出现个别顶升架基础下沉，也不会影响网架整体稳定性和安全性。整体顶升网架至设计标高后在高空拼装支座及与支座连接的杆件，俗称封边、封柱头。
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3）、每个顶升架标准节的高度是一致的，在顶升前根据顶升点基础高度、被顶升球的大小，调节顶升管的长度（下图中的H值）可以达到被顶升点的相对高差与设计值一致，（例如：顶升球点处的顶升管根据球的大小来更换顶升管的大小，如顶升球BS200，用￠159X10.0的顶升管，见示意图，这样螺栓球BS200可以坐进顶升管中一部分）在网架顶升过程中，每次顶高约1000mm时，可添加一个标准节，本顶升系统采用地面增加标准节的工作方式，极大的间减轻了高空工作量和工人的劳动强度，减少了高空工作的风险。
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4）、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，手动控制可在计算机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。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。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。
3.2.2顶升过程：
1）、根据网架结构设计的特点及受力模型分析，应横向四排设置8个顶升点（低跨6个顶点），顶升点充分考虑网架分布的几何平面尺寸，尽可能的设置在直径较大的螺栓球下，顶升点成对称位置。把网架顶升点数、工况荷载、荷载组合等参数导入空间网架结构分析设计程序 MST（2016）验算顶升工况下没有超应力杆件及挠度超限，不需要加强措施。验算采用原始设计程序，去除网架安装过程中不存在屋面静荷载及部分活荷载（如雪载）。计算时仅考虑网架及加固梁自重，顶升点仅承受Z向力。固定截面进行分析。顶升点布置应充分考虑网架整体受力安全及支撑系统更换操作空间方便性、支座的数量、顶升网架自重、网架面积、安装檩条、顶升设备的规格等因素通过网架受力模拟验算。在地面整体拼装完成网架及加固钢梁，不安装屋面及吊顶彩板，只是一个镂空结构，故不存在活荷载；在支座附近补装杆件，不用扒杆辅助，用25T汽车吊2台填补杆件。
3.2.3结构补杆件就位
1）、网架顶升到预定高度后，利用两台25T汽车吊左右两侧同时进行柱帽支承杆件及周边封边网架杆件的连接焊接。因为地面拼装已按屋面就位轴线将加固梁和网架进行定位，况且本网架上弦为螺栓球节点，其预设的螺栓孔可以精确限制了周边网架杆件的空间位置，所以可以保证顶升到位点即为就位点。严密组织对网架杆件补装工作，认真检查支架的受力状态。所有连接杆件焊接完成后，利用临时支撑支架配合缓慢泄压，下降网架高度将其落在轨道梁上。
2）、网架就位完成挠度测量复核过几何尺寸后（并做记录）再进行下挂加固钢梁两端与轨道梁的安装固定，最后撤除顶升架。
3.2.4顶升过程同步控制关键措施
本工程采用的顶升设备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，施工现场实际照片详见下图：
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涂装车间屋面网架顶升现场图片
3.2.5网架卸载方案
网架卸载位过程是使网架缓慢协同空间受力的过程，此间，网架结构发生较大的内力重分布，在卸载过程中，逐渐过渡到设计状态，以确保网架安全落位。本工程顶升点的设计挠度基本一致，采用同步卸载方法。即8个千斤顶同步降落，每次同步降落10mm，观察网架及顶升设备是否有异常现象。一切正常再进行第二个10mm的降落。直至千斤顶与被顶升球脱离。
由于本项网架顶升无论从顶升高度及顶升重量均满足超过一定规模危险性较大的分部分项工程的相关要求，最终对网架顶升方案组织专家论证后实施。
四、本项目屋面网架液压顶升法不需要大型吊装设备、机具，与满堂红脚手架方案相比，具体优劣势体现在如下方面：
从以上分析来看，液压顶升方案在成本方面及每间80%网架安装的进度、安全、质量均优于脚手架平台法，但20%部分支座及封边因均为高空作业，质量、安全劣势被无限放大，成为本方案最大短板。
五、结束语
经过参建各方的不懈努力，本项目最终于2020年6月30日前完成施工，从实现项目目标角度及成本角度来说，不失为一个最佳方案。在我看来，施工方案没有高低之分，只有是否符合施工现场实际情况，是否具有可操作性，是否满足质量、安全、进度、成本要求。我们不做事后诸葛，我们也不要以成败论英雄，我们应以全方位、多角度、分层次的辩证角度来分析，客观、审慎的回顾和总结经验教训。这样，我们将增加更多的施工经验和管理经验，在下次方案决策时，我们可以考虑的更全面，实现更多的项目价值，也可为同行提供借鉴。