水泥熟料库顶网架的施工技术

刘毓军

水泥生产技术的不断发展，要求熟料库有更高的库容，导致库体的直径更大高度更高，同时也造成了熟料库库顶结构的施工难度更大。而网架结构的自重轻、刚度大、结构受力明确、制作和安装相对容易等特点满足了熟料库的使用功能、结构安全和施工困难等要求。

1、 工程概况

熟料库库顶网架结构设计多采用圆台型网壳结构，直径大部分在45米左右，有的直径达70米，沿库壁顶端圆周均布18、24或32个橡胶板式支座，网格形式为正放四角锥，根据具体工程的生产控制工艺线的要求，确定网架采用上弦支撑还是下弦支撑及网架圆锥面的倾斜角度。

2、 工程特点及施工难点

2.1施工高度高

熟料库库壁高20多米，其上方的圆台型网壳施工高度为库壁以上至约40米高的范围。过高的高度约束了测量放线、安装施工、质量监控等各方面工作的开展，同时也造成吊装作业时，施工人员的工作效率低下，垂直运输只能选择塔吊或者较大吨位的移动式起重机械，在施工方法的选择上有很大的局限性。

2.2作业面集中

网架的地面拼装工作及吊装作业全都局限在熟料库内部及周边的较小范围内，且操作区域相互重叠，出现已拼装完成的吊装单元吊装就位后才能进行下一批吊装单元的拼装工作，或者在较远的区域进行拼装二次搬运至吊装区域的情况，容易造成施工人员的窝工、起重机械台班的增加，要求在起重机械和施工人员的配置、调整上做到周密计划、动态管理。

3、 安装方法及起重机械的选择

根据熟料库体和圆台网壳的结构特点，能够保证熟料库顶圆台型网壳施工质量、进度、安全的安装方法主要有：高空散装法；分条或分块安装法；整体吊装法；整体提升法。

3.1高空散装法

该施工方法需要在熟料库体内搭设大量的脚手架，同时需要塔吊或吊车将网架构件分批次运送到脚手架顶部的安装平台上。脚手架的搭设和拆除工作量巨大，合并计算在100000m3以上，施工周期长，造价高。

3.2分条或分块安装法

根据具体工程的实际情况将网壳分成条状或块状单元，每个单元必须具有足够的刚度，吊装单元依次在高空连接成整体后的各个工况必须经过验算，网架构件所受的内力、产生的位移和整体稳定性应符合设计要求，否则在适当位置必须加设支撑。该施工方法对施工人员没有特别的技术要求，合理的单元划分使得在吊装阶段，可以根据现场的实际情况选择塔吊或者吊车进行吊装作业。

3.3整体吊装法

将除去最底一圈上弦网格的网壳在地面拼装完成，利用多台吊车将网壳原位提升到熟料库顶，再进行最底一圈上弦网格的安装。整体起吊的重量在60吨以上，采用2台汽车吊抬吊，必须选用200吨以上的汽车吊。该施工方法受当地施工技术条件的限制，不一定能够满足施工对大吨位吊车的需求。

3.4整体提升法

也是将除去最底一圈上弦网格的网壳在地面进行拼裝，拼装完成后利用提升设备将网壳原位提升到熟料库顶，再进行最底一圈上弦网格的安装。该施工方法对施工人员的技术水平要求较高，不是每个施工队都具备采用该施工方法的施工能力。

3.5施工方法的选择

针对此类工程的结构特点，在保证质量、安全、进度和经济效益的前提下，结合当地的施工技术条件等因素综合考虑。吊装机械选用土建的塔吊，整个网壳的安装分为两个阶段，第一阶段为起步圈的安装，即最底一圈网架的安装；第二阶段为起步圈以外网架的安装。起步圈网架采取分块安装法，分块单元在地面拼装完成，按照一定顺序用塔吊将分块单元依次提升至库顶连接成整体，必须搭设支架对网架进行支撑。从第二圈开始采用小拼单元吊装的方法，按照一定顺利依次安装直至网壳安装完毕。对施工中出现的各个工况进行验算，证明该施工方法是合理可行的。与其他施工方法比，该方法有很明显的两大特点：一不挑提升设备；二不挑施工队伍。

4、施工方案的实施

4.1基础复测

使用水准仪、全站仪等仪器对网架基础进行测量，并进行标记。根据基础标高和轴线的实际测量结果，制定相应的偏差修复方案，保证安装完成的支座偏差符合相关规范的规定，支座中心偏移≤L/3000且≯30mm，相邻支座高差≤L/400且≯15mm，所有支座最大高差≤30mm。

4.2支撑架的搭设

由于起步圈网架的安装不完整，施工前期在熟料库顶需架设支撑架，以控制安装过程中起步圈网架结构的竖向位移。搭设材料可选用扣件式钢管或其他钢材，设置完整的斜支撑和水平剪刀撑，与土建结构连接牢固。

4.3起步圈的安装

按照计划的施工顺序，在地面将通过验算的起步圈分块单元进行拼装，当已拼装完成的分块单元能够满足吊装作业进度时，利用塔吊将其逐个运送到库顶，部分施工人员在库顶进行分块单元的相互对接，直至起步圈网架成功合拢。

4.4小拼单元的吊装

起步圈网架安装完成，开始采用小拼单元吊装法进行网架的安装。按照计划的施工顺序，在地面将小拼单元拼装完成，利用塔吊提升到准确位置与已对接完成的网架进行连接。

以此类推，逐个进行小拼单元的吊装直至整个网壳安装完成。

5、安装关键环节

5.1测量放线

对土建基础标高和轴线的复测是安装工作的首要任务和重中之重。轴线的复测，首先标识出基础的实际轴线，利用全站仪对各个基础的中心进行测量，得到基础中心的实际坐标，用电脑对测量结果进行分析，从修复土建基础施工偏差的角度出发，在规范允许的支座轴线偏差范围内确定出网架的定位轴线，并标识到土建基础上，施工中网架的安装依据定位轴线进行定位。标高的复测，对测量结果分析后，以最高基础为基点，制定相应的偏差修正措施，使得支座的高差在规范允许的范围内。同时也为施工过程中的误差控制提供了依据。

5.2起步圈合拢

起步圈的合拢是否顺利是起步圈安装是否成功的关键。在起步圈的对接中要严格按照基础上标识的定位轴线进行安装，支座轴线不能严重偏离定位轴线，尤其不能在半径方向上向内偏离，如有偏差应及时找出问题原因并采取纠正措施。在合拢前的5个分块单元的对接中，应使支座轴线相对定位轴线在半径方向上向外偏离1cm，能够保证起步圈的顺利合拢。

5.3支座的焊接

由于熟料库顶圆台型网壳的结构特点，自身的刚度较大。施工过程中的工况和设计设定的工况完全不同，随着网架安装的进行杆件的内力在不断地改变，过早地对支座进行焊接，会妨碍安装过程中杆件内力的重新分布，严重的会造成施工困难、杆件弯曲等情况。支座的焊接应在网壳整体安装完毕后进行。

6、结束语

在某种特定的施工技术条件下，该施工方法也许不是最好的，但是它的易上手性和普遍适用性是其他施工方法所不具备的，这也是该施工方法在我公司内部被广泛采用的根本原因，下表所列是我公司采用该种施工方法安装完成的部分国外熟料库工程。

经过大量熟料库工程施工经验的积累和总结，在该施工方法的运用上形成了一整套系统的操作流程和规章制度，为公司在激烈的市场竞争中提供了坚实的技术支撑。随着科学技术的不断发展，我公司会在以后的熟料库工程施工中继续总结方法，积累经验，改革创新，使该施工技术更加趋于成熟和完美，为建设方提供更加专业和满意的服务。