钢管空心球节点输煤栈桥施工中的

一点体会与常见问题的预防探讨

    苏常春          石彦卿          燕建平
     （汾阳市精筑钢结构有限公司）        （煤炭部太原设计研究院）         （山西省化工设计院）

提  要：本文就诸多球节点栈桥施工中的一些成功经验和常见问题进行了总结归纳，就球节点栈桥施工中的一些质量通病提出了预防及整改办法。

关键词：   栈桥、起拱、空中对接。

        一、  前      言：

近几年来，山西全省各地大量兴建和改建各种大型焦化厂及洗煤厂，同时许多煤矿、矿井也在积极进行改造。建设中大量应用了钢结构输煤（焦）栈桥，已建成和正在建设的栈桥有相当的数量采用了空心球节点钢管栈桥取代了传统角钢或其他型钢桁架。笔者有幸参与了数十个洗煤厂（焦化厂）几千米栈桥施工，就施工中的一些经验总结出来供大家参考,同时也将栈桥施工中的一些质量通病提出来并探讨防治办法。

                二、  关于栈桥拼装

1．关于预制及拼装：

球节点栈桥在安装中的最大优点是可以将栈桥根据不同情况分割成多种组合小单元来进行拼装，这也是与型钢桁架安装最大的区别。一般地说栈桥拼装与普通桁架系网架拼装方法并无太大区别，但因栈桥是一个狭长形结构，拼装中如无适当方法难免会造成网架轴线偏移、扭曲，甚至发生下挠。同时合理预制单元和拼装顺序也直接影响到施工进度，影响施工效率。

根据笔者经验,虽然栈桥预制单元可分为以主桁架上弦、风撑桁架一体的“门式”预制单元；以主桁架为主的三角形单元。但从多个栈桥拼装情况看，后者的拼装难度稍大，但效率很高。拼装中在已定位的轴线上设一经纬仪

                                        图1                

保证单元1和单元2三杆的轴线重合且与栈桥轴线A、B重合即可。拼装效率一天可达30—50米（最快可达60米）。      

而另一种予制单元（如下图）则相对要慢的多，且拼装进度也不如三角元准确，主要是预制单元中竖腹杆因一般受拉，管径较小而球节点较大点焊时易变形所致。

                                                                   图2        

2．  关于起拱：

设计一般要求栈桥起拱1/400，实际拼装中单跨简支栈桥起拱只要计算下料长度予以考虑起拱量，一般均能达到良好的起拱。但连续跨栈桥却不容易满足设计要求。因为按照设计要求连续跨栈桥起拱曲线为（以三连跨为例）下图3

                          图3

三连跨起拱曲线

实际拼装中发现有两种情况一是网架变成一个大拱如下图4

 图4

以至于栈桥中间支座无法就位，要么根本无拱。如何处理这个问题呢？笔者与现场施工人员进行认真研究后认为，要达到分别起拱必须具备以下两个条件：

1、  算杆件下料长度时应分段予以计算，使每一段都考虑各自起拱量，而不是一般化地进行上下弦杆及腹杆的统一增减。

2、  应有合理拼装办法予以解决连续拼装中带来的大拱问题。具体为计算下料长时支座处杆件除焊接收缩余量外一般不再考虑起拱而增加下料长。而从第二格开始根据起拱要求除下弦外，腹杆和上弦杆予以适当加长下料长（当然还应考虑焊缝收缩量）。一般为每两格加2—3mm，根据跨度不同具体计算决定。

具体拼装时分成三段，拼装先拼装B—C段

                           图5

拼完后检查起拱确认无拼后拼A—B或C—D段。但应另取一组上下弦球（与B或C相同的球）来做拼装用，焊完后将拼装用的C球去掉（与C球相连杆件的焊缝均不焊接）

图6

然后通过支撑和吊车将C—B段与B—D段合拢，合拢时如发生腹杆与上下弦杆不能同时合拢的情况时，不得加长或去短杆件，而应反复调整支撑点。以达到合拢目的。实际表明这种办法是可行的。吊装中在空中对接时，也可用此办法解决。

                    三、关于焊接

焊接只要能保证合格的持证焊工按照事先编制的焊接工艺，并按规范和设计要求在焊口部位加设衬管，一般来说焊接问题不大。但在焊接侧面墙板用托管或托架时也有问题。有的设计将托管与托架直接焊在主桁架的腹杆上，笔者与相关的设计人员讨论并查阅相关文献时认为只要不超过杆件内力为5%，是可以在腹杆上焊接托架的。但施工中无论施工单位还是施工监理，一般对托架或托管焊接要求不严。在焊接时有深度咬肉的情况发生。笔者参观某工地时发现76×4钢管（竖腹杆）下端焊63×5角钢作为墙檩条托架，由于焊接工人操作不当，导致角钢与钢管连接处有发生深度咬肉，最严重的部位几乎将钢管烧穿，从而给栈桥使用留下严重的隐患。为防止此类问题（也表现在型钢类栈桥中）发生，笔者建议设计时将托管或托架均布置在球（板）节点上，以保证主桁架安全。

       四、关于栈桥安装及使用

   1。楼面板：

近几年建设的栈桥大量采用组合楼板取代传统预制板。组合楼板的优点是显而易见的。（1）自重轻（2）施工速度快（3）方便安装。尤其栈桥较长无法整体吊装时压型（楼层）钢板能给工人提供一个好的工作平台。但在实际施工中也发现了一些问题，主要是由于栈桥主体施工是钢结构专业厂家，一般不负责任楼层混凝土的浇筑工作。一般有土建单位完成。在对已建的某单位栈桥进行检查时，发现混凝土厚度一般比设计值厚，以V—688型组合楼板为例，设计要求混凝土厚度高于波峰40mm，但实际检查发现一般均超厚10—20mm，最严重的达40mm，局部超厚达60mm左右。实际上已将栈桥设计时留有一些余量使用殆尽。虽然后来做了一些整改，剔除了部分多余混凝土，但这应引起设计人员与业主的足够重视。

 笔者在施工中交底时建议安装皮带机预埋件时，准确定出埋件顶标高。即将皮带机预埋件顶高度定为相对压型板波峰高度40mm，混凝土面层施工时严格用2m的靠尺检查保证面与皮带预埋件顶相平。此办法效果明显，在后期施工中，超厚问题得到有效扼制。

2．吊装：

栈桥一般采取地面制作，然后用大吨位的吊车吊装就位的办法施工。吊装要制定严密的吊装方案。单跨栈桥吊装一般相对容易一些。连续跨栈桥尤其是三连跨甚至四连跨栈桥，由于栈桥很长难以整体一起吊装。一般最多整体吊两跨，其余均得空中对接。空中对接最大的问题有二点：

（1）                   对接时前后段栈桥容易发生轴线偏离

（2）                   所对接的6根主珩架杆件难以同时与已就位钢球全部吻合。

因此，吊装前应采用经纬仪或拉通线的办法将栈桥轴线精确标与预埋件上，同时，支座制作应精确。吊装在保证支座中线与轴线重合的同时，应保证支座球与支座严密吻合，以保证空中对接时栈桥轴线不发生偏移。

对于6根杆件与球不能同时吻合的问题，可以采用以下办法：

（1）                   吊装前，精确测定就位点标高，以确保无误，同时，认真检查支座制作是否规范，准确。

（2）                   地面拼装时，在对接杆焊完前，定位球（如上述C）严禁去掉。去掉定位球时应采取其他办法如加钢板或角钢的办法，使各管件位置固定不变，吊装过程中严密组织，保证对接管件不被碰、挤，以免变形。

（3）                   如工人高空操作熟练且现场条件允许，也可以将对接格地面不作拼装而进行高空散拼。但工人风险较大且时间较长。

                 五、其  他：

1、栈桥环境很多是焦化厂，空气中  SO2含量较大，钢结构锈蚀严重，除在刷防锈漆前，除认真除锈外，严格的掌握涂层厚度及保证油漆质量也是很重要的。很多图纸设计说明中要求定期（2—3年）予以维护的要求，是很重要也是很必要的。但栈桥下弦球杆由于在楼板下，离地面又很高，维护较为困难。所以，为了以后使用中减少维护费用，建议建设单位考虑重防腐，以减少长期使用中的维护次数。

2、在有角度的栈桥最下端，由于斜腹杆与端门架杆件直径往往都很大相而夹角很小，往往发生杆件相碰现象（下图），而将两杆重叠处焊在一起并加设加强肋板。在设计人员探讨时，有设计人员认为端门架传递弯距时对斜腹杆有扭转作用，而斜腹杆按铰接考虑，这对斜腹杆是不利的，建议进行修改作法。从笔者参与施工栈桥来看，大角度栈桥下部支座处打架还是较严重的。如何合理的解决此类问题是一个值得广大设计与施工人员进一步认真探讨的问题。

                     六、小  结：

1．              合理的安装工艺和顺序能大大提高栈桥的焊接质量和施工效率，有明显的经济效益。

2．              栈桥底板上现浇的混凝土超厚问题在诸多工地均存在，设计人员在设计时应引起足够重视。

3．              将墙板檩条托架及托管焊于主桁架竖向腹杆做法理论上是可行的。但实际施工中问题（也表现在型钢类栈桥中）较多，建议设计时将托管或托架均布置在球节点上，

4．              栈桥吊装空中对接杆件与球不能吻合的问题在吊装中比较普遍，应引起施工单位注意并制出严密的施工方案予以认真解决。

参考文献：

（1）                   中华人民共和国行业标准，《网架结构设计与施工规程（JGJ7—91）》中国建筑工业出版社1992

（2）                   董继斌钢结构技术交流会论文集2001《钢管桁架输煤栈桥设计》。

（3）                   石彦卿  丁小兵  龚大立钢管空心球在大跨度走廊设计中的应用，特种结构第14卷1997