摘要：安果爾水電站初步設(shè)計(jì)主廠房屋頂采用鋼筋混凝土薄腹梁和槽形板，冬季施工難度大，工期長，進(jìn)度慢，對(duì)機(jī)電安裝形成較大干擾。根據(jù)貴州安順三叉灣水電站已使用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，主廠房屋頂采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，費(fèi)用低，施工安裝、維修、更換方便，施工工期短，環(huán)境污染小。
關(guān)鍵詞：鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；優(yōu)越性；設(shè)計(jì)
1工程概況
安果爾水電站位于甘肅省合作市東北約45km勒秀鄉(xiāng)境內(nèi)的洮河干流上，為低壩（無調(diào)節(jié)）引水式，以發(fā)電為主，總裝機(jī)容量25.20MW（12.63MW×2臺(tái)），年利用小時(shí)數(shù)3 763h。工程概算總投資1.48億元人民幣。
地面發(fā)電廠房由主廠房、副廠房和尾水渠等建筑物組成。主廠房長49.87m，寬20m，高36.123m。
2鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性
初步設(shè)計(jì)主廠房屋頂擬采用鋼筋混凝土薄腹梁和槽形板，根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)度，2006年11月20日完成主廠房上部排架柱混凝土澆筑工作，根據(jù)實(shí)測溫度，當(dāng)時(shí)最低氣溫已低于－5 ℃，已進(jìn)入冬季施工，施工難度大，混凝土質(zhì)量不易保證，且預(yù)制梁、板需要近2 000m2的場地，吊裝困難，安全性低，施工工期長，對(duì)機(jī)電安裝形成較大干擾，不能保證2007年4月10日首臺(tái)機(jī)組按期發(fā)電的目標(biāo)。為了解決上述問題，根據(jù)貴州安順三岔灣水電站已使用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況決定在主廠房屋頂采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，施工速度快（歷時(shí)15d），安裝、維修容易，安全系數(shù)高，且可以解決機(jī)電安裝急需保溫的困難，保證按期發(fā)電。
經(jīng)濟(jì)上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)際覆蓋主廠房面積1 011m2，按338元/m2報(bào)價(jià)（含建筑、安裝、裝修費(fèi)等），共341 718元�；炷亮骸褰Y(jié)構(gòu)按初步設(shè)計(jì)建筑、安裝、裝修等費(fèi)用共需529 165.32元，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比混凝土梁、板結(jié)構(gòu)要節(jié)約187 447.32元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
施工難易程度上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所用的鋼管、高強(qiáng)螺栓、螺栓球、錐頭、套筒、板材、檁條等構(gòu)件均在廠家按設(shè)計(jì)要求加工制作檢驗(yàn)合格后按散件運(yùn)輸至工地現(xiàn)場，再由技工按施工圖紙先分五部分（每部分重3.20t）組裝網(wǎng)架，進(jìn)行除銹、涂裝處理后，由廠房現(xiàn)有的5t塔式起重機(jī)直接吊裝就位，校正后焊接固定為整體。然后安裝、焊接、固定檁條、板材，最后進(jìn)行細(xì)石混凝土天溝澆筑。采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)，根據(jù)廠房的設(shè)計(jì)布局以及構(gòu)件外形尺寸和道路等實(shí)際情況，必須采用梁、板在預(yù)制場預(yù)制，然后用纜索吊裝的方案。預(yù)制構(gòu)件包括屋面梁9榀，屋面板132塊。預(yù)制場地必須平整、夯實(shí)、硬化，確保不發(fā)生沉陷，防止預(yù)制構(gòu)件變形。預(yù)制場地硬化后，進(jìn)行鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、脫模和構(gòu)件檢驗(yàn)等。采用纜索吊裝方案，必須事先進(jìn)行纜索設(shè)計(jì)，確定纜索最小跨度、主纜索和后纜風(fēng)繩鋼絲繩數(shù)量、直徑、主地錨規(guī)格尺寸、埋深等相關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行受力計(jì)算。在試吊、地錨坑試?yán)透黜?xiàng)工作檢查合格的基礎(chǔ)上，方可逐個(gè)吊裝、就位、校正、固定，最后進(jìn)行泡沫混凝土澆筑。工序較鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)繁雜，耗用材料多，施工干擾大，冬季施工混凝土質(zhì)量不易保證，準(zhǔn)備工作量大，不可預(yù)見因素多。相比之下，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工簡便，吊裝簡捷安全，混凝土量小，質(zhì)量易于控制，受機(jī)電安裝和惡劣氣候等外界因素干擾小�；炷廖菝娼Y(jié)構(gòu)費(fèi)用明細(xì)如表1所列。
勞力投入及進(jìn)度上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)共8人需15日歷天即可完成全部工作，共需人工工日120工日。采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土構(gòu)件預(yù)制、吊裝共需80天，按正常工作15人/天計(jì)算，共需人工工日1 200工日�？梢姴捎娩摼W(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工工期短，投入人工少。
節(jié)約資源和環(huán)保上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不使用木材和容易產(chǎn)生粉塵的材料，而鋼筋混凝土梁、板，由于梁數(shù)目較少，使用木模經(jīng)濟(jì)合算，故使用木材較多，且水泥、粉煤灰、外加劑等均屬于粉塵物料，對(duì)人體和植被危害較大，易發(fā)生水污染，產(chǎn)生的噪音和建筑垃圾不利于環(huán)保和人體健康，與國家提倡的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的政策不符。
3鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1結(jié)構(gòu)形式采用正放四角錐網(wǎng)架。節(jié)點(diǎn)類型：螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架。支撐形式：上弦柱點(diǎn)支撐。平面尺寸49.87m×20m，投影面積997.40m2。
3.2設(shè)計(jì)依據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：上弦恒載0.30kN/m2，上弦活載0.50kN/m2，下弦恒載0.10kN/m2，基本風(fēng)壓0.30kN/m2，雪壓0.40kN/m2�？拐鹪O(shè)防烈度7度，場地為Ⅱ類建筑場地。
3.3材料鋼管選用Q235鋼，采用高頻焊接鋼管。高強(qiáng)螺栓選用40Cr，等級(jí)符合GB/T16939要求的10.9０S。螺栓球選用45號(hào)鋼。封板錐頭選用Q235鋼，鋼管直徑大于等于76時(shí)須采用錐頭，連接焊縫以及錐頭的任何截面與連接的鋼管等強(qiáng)，厚度應(yīng)保證強(qiáng)度和變形的要求。套筒選用Q235鋼，截面與桿件等同。焊條：Q235鋼與Q235鋼之間焊接選用E43，Q235鋼與45號(hào)鋼之間焊接選用E50。板材：屋面采用150mm厚960型彩鋼夾芯板。檁條采用冷彎薄壁型鋼。
3.4加工技術(shù)要求網(wǎng)架桿件應(yīng)清除氧化皮和銹蝕等污物后方可加工。網(wǎng)架的構(gòu)件（包括螺栓球、桿件、高強(qiáng)螺栓、支座等）應(yīng)在專業(yè)廠家制做，并應(yīng)有檢驗(yàn)合格記錄，球及螺栓的加工，由廠家按機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)自行加工或選購，但均應(yīng)滿足材質(zhì)及受力要求。構(gòu)件焊接必須等強(qiáng)度，焊縫需滿足要求。
3.5安裝、涂裝技術(shù)要求支承面預(yù)埋鋼板必須水平，位置準(zhǔn)確，位移不大于5mm，相鄰支座高差不大于5mm，最高與最低高差不大于10mm。所有構(gòu)件須作防銹處理，出廠前和安裝后分別涂一層灰色防銹漆。涂裝前必須進(jìn)行除銹，除銹等級(jí)不得低于《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等極》GB8923中的Sa2除銹等級(jí)。涂裝時(shí)的環(huán)境溫度和濕度，除其產(chǎn)品另有要求外，應(yīng)在5～38℃之間，相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%。涂裝時(shí)構(gòu)件表面不應(yīng)有結(jié)露，涂裝后4h內(nèi)應(yīng)避免雨淋。荷載必須作用在節(jié)點(diǎn)（螺栓球）上，桿件不承受橫向荷載，嚴(yán)禁在桿件上懸掛重物。
4結(jié)語
綜上所述，主廠房屋頂采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)費(fèi)用省，工期短，質(zhì)量更易于控制，環(huán)保。因此，在水電站工程中應(yīng)大力推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 蘭州成宏網(wǎng)架公司.合作安果水電站主廠房網(wǎng)架工程施工圖.2006-11.
1工程概況
安果爾水電站位于甘肅省合作市東北約45km勒秀鄉(xiāng)境內(nèi)的洮河干流上，為低壩（無調(diào)節(jié)）引水式，以發(fā)電為主，總裝機(jī)容量25.20MW（12.63MW×2臺(tái)），年利用小時(shí)數(shù)3 763h。工程概算總投資1.48億元人民幣。
地面發(fā)電廠房由主廠房、副廠房和尾水渠等建筑物組成。主廠房長49.87m，寬20m，高36.123m。
2鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性
初步設(shè)計(jì)主廠房屋頂擬采用鋼筋混凝土薄腹梁和槽形板，根據(jù)工程實(shí)際進(jìn)度，2006年11月20日完成主廠房上部排架柱混凝土澆筑工作，根據(jù)實(shí)測溫度，當(dāng)時(shí)最低氣溫已低于－5 ℃，已進(jìn)入冬季施工，施工難度大，混凝土質(zhì)量不易保證，且預(yù)制梁、板需要近2 000m2的場地，吊裝困難，安全性低，施工工期長，對(duì)機(jī)電安裝形成較大干擾，不能保證2007年4月10日首臺(tái)機(jī)組按期發(fā)電的目標(biāo)。為了解決上述問題，根據(jù)貴州安順三岔灣水電站已使用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況決定在主廠房屋頂采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，施工速度快（歷時(shí)15d），安裝、維修容易，安全系數(shù)高，且可以解決機(jī)電安裝急需保溫的困難，保證按期發(fā)電。
經(jīng)濟(jì)上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)實(shí)際覆蓋主廠房面積1 011m2，按338元/m2報(bào)價(jià)（含建筑、安裝、裝修費(fèi)等），共341 718元�；炷亮骸褰Y(jié)構(gòu)按初步設(shè)計(jì)建筑、安裝、裝修等費(fèi)用共需529 165.32元，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比混凝土梁、板結(jié)構(gòu)要節(jié)約187 447.32元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
施工難易程度上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所用的鋼管、高強(qiáng)螺栓、螺栓球、錐頭、套筒、板材、檁條等構(gòu)件均在廠家按設(shè)計(jì)要求加工制作檢驗(yàn)合格后按散件運(yùn)輸至工地現(xiàn)場，再由技工按施工圖紙先分五部分（每部分重3.20t）組裝網(wǎng)架，進(jìn)行除銹、涂裝處理后，由廠房現(xiàn)有的5t塔式起重機(jī)直接吊裝就位，校正后焊接固定為整體。然后安裝、焊接、固定檁條、板材，最后進(jìn)行細(xì)石混凝土天溝澆筑。采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)，根據(jù)廠房的設(shè)計(jì)布局以及構(gòu)件外形尺寸和道路等實(shí)際情況，必須采用梁、板在預(yù)制場預(yù)制，然后用纜索吊裝的方案。預(yù)制構(gòu)件包括屋面梁9榀，屋面板132塊。預(yù)制場地必須平整、夯實(shí)、硬化，確保不發(fā)生沉陷，防止預(yù)制構(gòu)件變形。預(yù)制場地硬化后，進(jìn)行鋼筋制安、模板安裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)、脫模和構(gòu)件檢驗(yàn)等。采用纜索吊裝方案，必須事先進(jìn)行纜索設(shè)計(jì)，確定纜索最小跨度、主纜索和后纜風(fēng)繩鋼絲繩數(shù)量、直徑、主地錨規(guī)格尺寸、埋深等相關(guān)參數(shù)，并進(jìn)行受力計(jì)算。在試吊、地錨坑試?yán)透黜?xiàng)工作檢查合格的基礎(chǔ)上，方可逐個(gè)吊裝、就位、校正、固定，最后進(jìn)行泡沫混凝土澆筑。工序較鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)繁雜，耗用材料多，施工干擾大，冬季施工混凝土質(zhì)量不易保證，準(zhǔn)備工作量大，不可預(yù)見因素多。相比之下，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工簡便，吊裝簡捷安全，混凝土量小，質(zhì)量易于控制，受機(jī)電安裝和惡劣氣候等外界因素干擾小�；炷廖菝娼Y(jié)構(gòu)費(fèi)用明細(xì)如表1所列。
勞力投入及進(jìn)度上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)共8人需15日歷天即可完成全部工作，共需人工工日120工日。采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土構(gòu)件預(yù)制、吊裝共需80天，按正常工作15人/天計(jì)算，共需人工工日1 200工日�？梢姴捎娩摼W(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工工期短，投入人工少。
節(jié)約資源和環(huán)保上，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不使用木材和容易產(chǎn)生粉塵的材料，而鋼筋混凝土梁、板，由于梁數(shù)目較少，使用木模經(jīng)濟(jì)合算，故使用木材較多，且水泥、粉煤灰、外加劑等均屬于粉塵物料，對(duì)人體和植被危害較大，易發(fā)生水污染，產(chǎn)生的噪音和建筑垃圾不利于環(huán)保和人體健康，與國家提倡的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的政策不符。
3鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1結(jié)構(gòu)形式采用正放四角錐網(wǎng)架。節(jié)點(diǎn)類型：螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架。支撐形式：上弦柱點(diǎn)支撐。平面尺寸49.87m×20m，投影面積997.40m2。
3.2設(shè)計(jì)依據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：上弦恒載0.30kN/m2，上弦活載0.50kN/m2，下弦恒載0.10kN/m2，基本風(fēng)壓0.30kN/m2，雪壓0.40kN/m2�？拐鹪O(shè)防烈度7度，場地為Ⅱ類建筑場地。
3.3材料鋼管選用Q235鋼，采用高頻焊接鋼管。高強(qiáng)螺栓選用40Cr，等級(jí)符合GB/T16939要求的10.9０S。螺栓球選用45號(hào)鋼。封板錐頭選用Q235鋼，鋼管直徑大于等于76時(shí)須采用錐頭，連接焊縫以及錐頭的任何截面與連接的鋼管等強(qiáng)，厚度應(yīng)保證強(qiáng)度和變形的要求。套筒選用Q235鋼，截面與桿件等同。焊條：Q235鋼與Q235鋼之間焊接選用E43，Q235鋼與45號(hào)鋼之間焊接選用E50。板材：屋面采用150mm厚960型彩鋼夾芯板。檁條采用冷彎薄壁型鋼。
3.4加工技術(shù)要求網(wǎng)架桿件應(yīng)清除氧化皮和銹蝕等污物后方可加工。網(wǎng)架的構(gòu)件（包括螺栓球、桿件、高強(qiáng)螺栓、支座等）應(yīng)在專業(yè)廠家制做，并應(yīng)有檢驗(yàn)合格記錄，球及螺栓的加工，由廠家按機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)自行加工或選購，但均應(yīng)滿足材質(zhì)及受力要求。構(gòu)件焊接必須等強(qiáng)度，焊縫需滿足要求。
3.5安裝、涂裝技術(shù)要求支承面預(yù)埋鋼板必須水平，位置準(zhǔn)確，位移不大于5mm，相鄰支座高差不大于5mm，最高與最低高差不大于10mm。所有構(gòu)件須作防銹處理，出廠前和安裝后分別涂一層灰色防銹漆。涂裝前必須進(jìn)行除銹，除銹等級(jí)不得低于《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等極》GB8923中的Sa2除銹等級(jí)。涂裝時(shí)的環(huán)境溫度和濕度，除其產(chǎn)品另有要求外，應(yīng)在5～38℃之間，相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%。涂裝時(shí)構(gòu)件表面不應(yīng)有結(jié)露，涂裝后4h內(nèi)應(yīng)避免雨淋。荷載必須作用在節(jié)點(diǎn)（螺栓球）上，桿件不承受橫向荷載，嚴(yán)禁在桿件上懸掛重物。
4結(jié)語
綜上所述，主廠房屋頂采用鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)比采用鋼筋混凝土梁、板結(jié)構(gòu)費(fèi)用省，工期短，質(zhì)量更易于控制，環(huán)保。因此，在水電站工程中應(yīng)大力推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 蘭州成宏網(wǎng)架公司.合作安果水電站主廠房網(wǎng)架工程施工圖.2006-11.
