【摘要】：針對某大跨度網(wǎng)架施工方案進(jìn)行對比仿真分析，結(jié)合工程難點特點，提出高空散拼法和累計滑移法兩種施工方案，通過施工工藝、過程仿真分析及臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計、現(xiàn)場實際情況等綜合因素論證分析，最終確定實施方案。
【關(guān)鍵詞】：網(wǎng)架；施工方案；過程仿真分析
1工程概況
河南省某官窖遺址展示廳工程為雙層螺栓球網(wǎng)架，平面尺寸63m×67.5m，四邊點支撐，柱頂標(biāo)高10.65m，總質(zhì)量約330t。官窖遺址位于展示廳內(nèi)，全部被鋼網(wǎng)架所覆蓋，平面尺寸25.6m×34.1m，采用螺栓球網(wǎng)架可避免焊接施工對遺址建筑的影響且較環(huán)保。
2。2施工方案比選
由于展示廳南北地形高差接近4m，同時考慮官窖遺址建筑物，首先排除網(wǎng)架在地面拼裝整體頂升的方案，只能在高空進(jìn)行散拼。高空散拼如采用全場搭設(shè)滿堂紅腳手架加原建筑物上方設(shè)置滑移平臺的方案，則工期較長，措施費用較高，不合理。網(wǎng)架累計滑移方案，即在場地一側(cè)搭設(shè)局部滿堂紅腳手架，在腳手架上進(jìn)行高空散拼，局部散拼完成后，向場地另一側(cè)滑移，滑移出腳手架后，再在腳手架上累積拼裝，直至全部滑移到位，整體落位進(jìn)行支座焊接。首單元地面拼裝，起重機(jī)吊裝，其余單元高空散拼方案。為方便施工，防止網(wǎng)架在安裝過程中變形過大，局部超應(yīng)力，在網(wǎng)架內(nèi)部下弦設(shè)置臨時支撐點，全部安裝完成后，同步卸載，完成安裝。為方便對比，根據(jù)工藝要求、現(xiàn)場情況和網(wǎng)架剛度，兩種方案中均將網(wǎng)架安裝劃分為9個單元，不同的是累計滑移法先拼裝滑移最遠(yuǎn)端的單元9。見圖3。網(wǎng)架支撐在混凝土柱上，原混凝土梁僅10cm厚且未過支座中心線，不能作為累計滑移方案中滑移軌道的有效支撐，施工有一定難度。可以另設(shè)滑移梁，上鋪滑移裝置，使滑移軌道中心線與網(wǎng)架支座中心線重合，以減小滑移過程中網(wǎng)架支座因受到偏心力而產(chǎn)生不利影響。計算網(wǎng)架移動所需的拉力和網(wǎng)架支座與滑軌間的摩擦力，合理選取牽引裝置。高空散拼方案的臨時支撐應(yīng)根據(jù)遺址建筑位置和網(wǎng)架情況確定數(shù)量和位置，做到布置均勻、數(shù)量合理，保證桿件應(yīng)力和節(jié)點位移在規(guī)范[2]要求范圍內(nèi)。3過程仿真分析
結(jié)構(gòu)設(shè)計通常是以完整結(jié)構(gòu)在設(shè)計荷載作用下的計算模型為依據(jù)，再根據(jù)內(nèi)力計算的結(jié)果確定各構(gòu)件截面大小是否滿足設(shè)計規(guī)范要求。而施工過程中，結(jié)構(gòu)形態(tài)、剛度、荷載、約束均與完工后不同，因此可能出現(xiàn)局部超應(yīng)力的桿件和位移較大的情況，對后續(xù)施工產(chǎn)生不利影響，需在施工過程中采取一定措施來避免或減小。故施工過程仿真分析對工程安全、順利施工具有很大意義。采用有限元分析軟件對施工過程進(jìn)行仿真分析，荷載僅考慮網(wǎng)架自重。根據(jù)施工方案設(shè)置約束，累計滑移方案網(wǎng)架整體滑移結(jié)束后落位在支座上焊接，過程中僅沿滑移軌道（即網(wǎng)架的兩條邊）方向提供約束，分別約束豎向位移和垂直于軌道的水平位移（滑移軌道和導(dǎo)向輪在一定程度上能約束該方向水平位移，可設(shè)置彈性約束）；高空散拼方案首單元地面拼裝后吊裝就位，隨即焊接長邊方向的支座，過程中臨時支撐架僅提供豎向約束，整體散拼完成后焊接另外三邊支座，故分析時沿網(wǎng)架一條長邊方向約束豎向位移和該方向水平位移，沿兩條短邊方向和臨時支撐處僅約束豎向位移。兩種方案的桿件內(nèi)力、節(jié)點位移均滿足規(guī)范要求。由于約束條件不同，累計滑移方案的應(yīng)力和位移較高空散拼方案大，尤其是Z向位移，在施工中可采取一定措施以減小變形，減少對后續(xù)施工的不利影響，如預(yù)起拱和增加滑移單元剛度。累計滑移方案提取的最大豎向反力可用于滑移梁的截面設(shè)計，高空散拼方案提取的反力可用于臨時支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計。
4臨時結(jié)構(gòu)設(shè)計
施工臨時結(jié)構(gòu)須滿足以下功能要求：正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；正常使用時，可滿足施工各項性能要求；在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后，能保持必需的整體穩(wěn)定性[3]。累計滑移方案的臨時結(jié)構(gòu)為寬度10.5m的局部滿堂腳手架，作為拼裝的操作平臺。高空散拼方案的臨時結(jié)構(gòu)為16個6m×6m×9.6m的落地式腳手架，頂部放置由角鋼焊接而成的小鋼架，可以較好地將力傳遞至腳手架平臺，小鋼架高約1m，頂部放置1臺32t千斤頂，調(diào)節(jié)網(wǎng)架球標(biāo)高，也便于同步卸載。見圖5。值得注意的是，腳手架的桿件可通過計算來驗算強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形，而架體的整體穩(wěn)定性多通過構(gòu)造措施來保證，如掃地桿和斜撐按照規(guī)范[4～5]要求布置等。
5結(jié)論
通常一個工程有多種施工方案可供選擇，需綜合考慮工期、成本、安全性和現(xiàn)場實際情況，優(yōu)選合理可行的方案。本工程如采用累計滑移方案，需加設(shè)滑移梁，滑移過程中嚴(yán)密監(jiān)測，以保證同步性且過程中桿件應(yīng)力和節(jié)點位移較大，需采取一定措施。高空散拼方案設(shè)置臨時支撐結(jié)構(gòu)較多，但過程中應(yīng)力和變形更好控制且螺栓球網(wǎng)架的安裝精度要求更高，故最后選定高空散拼方案。
