三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装创新实践

一、研究目标与方法

通过对某 2×600MW 燃煤电厂干煤棚网架工程这一典型案例的深入剖析，详细了解三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装的实际施工过程。对该案例中的起步跨网架分阶段重量校核计算、多机协同吊装机械选择等各个环节进行全面分析，总结成功经验与存在的问题，为后续的研究和实践提供宝贵的实践依据。

二、海外项目多机协同吊装实践

（一）案例工程背景介绍

该电厂的干煤棚网架工程规模较大，采用了三心圆拱式双层螺栓球空间网架结构。1# 和 2# 干煤棚的投影面积合计达到 28610m² ，如此大面积的网架结构在施工中面临诸多挑战。建筑高度为 39.3m，网架最大厚度 3.26m ，支座数量共计 64 个，单个网架长 124.8m，跨度 107.5m ，这些参数表明该网架结构复杂，对施工技术要求极高。大跨度和大面积使得网架在吊装过程中容易受到自重和风力等因素的影响，如何确保网架在吊装过程中的稳定性和安全性成为施工的关键问题。

（二）起步跨网架多机协同吊装方案确定

考虑到现场地坪已施工完成的良好条件和地基承载力等因素。在施工前需要对场地进行平整夯实，确保吊车用道路、场地平整、坚实、畅通。

三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装的稳定性保障是基于力学平衡原理。通过科学计算和分析，确定每个吊点的位置和起吊力大小，使网架在吊装过程中所受到的合力始终保持在合理范围内，避免出现因受力不均而导致的网架变形或失稳现象。

（三）组合前准备及起步跨拼装

1. 组合前准备

基础移交是施工的首要步骤，土建基础需经过严格的中间验收，在基础移交过程中，对支座埋件的轴线、标高和水平度进行精确复核，这是保证网架安装位置准确的基础 。任何基础的偏差都可能导致网架安装出现问题，影响整个结构的稳定性。

2. 起步跨拼装及分阶段重量计算

起步跨拼装流程复杂且关键。施工准备工作包括网架构件的清点、面漆涂刷、拼三角锥及檩托安装。在地面拼装形成网格单元起步阶段，当起步阶段网架形成稳定结构单元后，以此为基础安装后续网架。

（三） 起步跨网架分阶段重量校核计算

1．经查材料表2 个网架杆件重量841.26t， 网架球节点、高强螺栓、锥头、套筒及销钉合计 428.19t。因此两个网架合计重 1269.45t。其跨度及主体尺寸和重量较大。

2．合理分段的原则： ① 避开受力不利位置； ② 保证整体稳定性； ③ 避免超负荷吊装； ④ 有利于吊装施工操作。这样网架分段就不能太长，保证构件单件重量不能太大，且考虑吊车的施工位置，吊点离吊车位置太远，对吊装也是不利的；分段太小，则一个单元的侧向刚度及稳定性不好，容易变形，经计算将起跨网架分为四个阶段（经设计院进行MST 空间网格结构设计软件分析计算）4．起步网架单元宽度为两跨（2 轴到 4 轴，宽度 15.6 米），高度 3 个单元格（如上图起步阶段所示）。拼装至第一段单元格重量约 20.67t; 拼装至第二段单元格重量 40.25t; 拼装至第三段单元格重量 59.83t ; 拼装至第四段单元格重量约 79.4t。

5．根据以上分析，结合施工现场的条件，分别选择 2 轴到 4 轴之间的条状网架为网架起步单元。起步网架施工特点就是在于将起步网架支承下弦球在柱顶支座中转动，从而分块起步网架一端以支承下弦球为轴，另一端在吊车的向上牵引作用下旋转抬升，接着开始逐单元格依次安装。每个阶段起吊完成后防止侧面（数字轴）倾斜，拉设不少于 4 道缆风绳具体位置详见吊车站位示意图。

（四） 多机协同吊装机械选择及分析

1．拼装至第四段吊装（吊点：起步跨2-4 轴第33 个上弦球两侧节点位置）经设计院进行 MST 软件分析。考虑不在支座一侧五机抬吊及动载荷，不均匀载荷系数， Qj≈52.8t （包含吊索具重量）

（1）由于本网架跨度大，为防止网架产生下挠变形保险起见考虑五台吊车对称布置协同吊装起步跨，等待 A 轴拼装至第四段 B 轴支座位置时张紧绳在最后阶段收拢网架直到支座落在 B 轴对应轴线位置进行安装固定焊接完成后方可松钩。平均分配网架 A 轴至第四段重量考虑 5 台吊车抬吊平均分配网架重量时（利用吊车称重显示，严格遵守统一指挥信号明确规定）每一台起重机的负荷量不宜超过其安全负荷量的 80% ，故 91=9j÷5÷0.8≈13.2t ，只要选择吊车的工况起重量大于13.2t 即能满足要求。

（2）因此第四段尾部第 33 个上弦球吊点选择 2 台 50t 汽车吊，工作半径10m，主臂长度 22.4m 时，吊车起重量为 14.1t 满足要求。第三段尾部第 28 个上弦球吊点选择 2 台 80t 汽车吊，工作半径 10m，主臂长度 36m 时，吊车起重量为16.4t 满足要求。

（3）第二段尾部第 19 个上弦球吊点选择 1 台 135t 履带吊根据现场吊车情况选用。作半径 20m 范围内，主臂长度 51.8m 副臂长度 12.2m 时，吊车起重量为19.4t 均满足要求。

（五） 后续网架的高空散装

1．后续网架采用空中散装的方式进行安装。在起步网架安装完毕后，进入高空散装阶段，采用两台 50t 汽车吊进行吊装。按照地面拼锥、下弦三角锥或四角锥提升就位、安装上弦倒三角网格的流程，逐网格进行安装，直至网架安装完成 。

正常高空散装时，高空散装人员沿网架杆件向上攀爬过程中必须系好好全带再进行行走。

2．支座焊接与验收

检查网架整体尺寸合格后，检查支座位置是否在轴线上，以及偏移尺寸。检查网架标高、矢高，网架标高以四周支点为准，各支点尺寸误差应在标准规范以内。各部尺寸合格后，进行支座焊接。

三、多机协同吊装施工中的关键技术与创新实践

（一） 创新采用五台机械对称布置协同吊装

在三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装中，吊点的选择与布置是确保吊装安全与稳定的关键因素之一。选择球节点作为吊点，能够保证在正常起吊过程中各吊车的吊点受力对称、稳定，避免因吊点选择不当导致网架局部受力不均而发生变形 。

（二）起步跨网架变形控制

在三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装过程中，网架变形是一个需要重点关注的问题。为有效控制网架变形，采取了一系列针对性措施。拉设钢丝绳是一种常用的控制变形的方法。在网架下弦之间拉设钢丝绳，形成一个稳定的支撑体系，能够有效地限制网架的变形。

（三）多机协同吊装同步控制

在三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装过程中，同步控制技术是确保吊装顺利进行的核心技术之一，其目的是保证多台吊车吊钩起升、速度一致，避免因速度差异导致网架受力不均而发生变形或损坏 。 专人指挥是实现同步控制的重要措施之一。在吊装过程中，安排专人（一人）负责指挥吊车吊装，禁止多人指挥，以避免指挥信号混乱导致吊车操作失误 。

四、研究方向展望

在三心圆拱式干煤棚网架施工中，多机协同吊装展现出显著的经济效益。以某 2×600MW 燃煤电厂干煤棚网架工程为例。起步跨网架多机协同吊装，大大加快了施工速度避免搭拆满堂脚手架约上万立方米，避免了脚手架搭拆、人员高空作业等高风险。据统计，该工程采用多机协同吊装后，“三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装技术”极大的缩短了安装工期，单个网架起步跨仅用时13 天比起步跨高空散装法（操作平台满堂脚手架）提前约17 天。

（一）未来研究方向展望

在智能化控制技术领域，将人工智能、大数据和物联网等前沿技术深度融合应用于多机协同吊装过程，是未来研究的重要方向之一。通过在吊车、网架吊点上安装高精度传感器，实时采集吊车的运行参数、吊点受力情况、网架的姿态变化等数据，并利用大数据分析技术对这些数据进行处理和分析，能够实现对吊装过程的精准监测和智能控制。

随着科技的不断进步和工程建设需求的日益多样化，三心圆拱式干煤棚网架多机协同吊装技术在未来有着广阔的研究空间和发展方向。