斜截面屋面网架工程拼装施工技术

陈 琳

0 引言

山西省长治市新闻大楼工程位于太行西街208国道南侧，地处城区边缘地带，是市2010年度重点形象工程。

本工程屋面网架设计荷载大，是主要承重、封闭、安全构件，裙楼屋面网架依建筑物倾斜成坡，其制安过程中的不可预见因素多。

1 工程概况

整个工程由两座主楼和裙楼组成。裙楼屋面网架依建筑物倾斜11.076°坡，共分四个部分，网架形式为正放四角锥焊接空心球节点网架，单坡，网架自身找坡。

其中，门厅、会议室屋面为不规则形状，四个网架均为重型网架。

2 工程难点分析及对策

结合工程特点，本着节约成本、控制工期、保证质量的原则，制定针对性的可操作工艺文件，落实拼装、焊接实施过程，对网架结构质量从源头进行控制。

1)斜截面屋面网架拼装难度很大，只有通过计算机分析，现场高空搭设平台，确定合理的组装顺序，严格控制各项尺寸，保证结构整体拼装精度;

2)钢网架由于其自身要求，对拼装、焊接技术指标要求极为严格，过程中配备专业机具、材料，保证结构的施工质量;

3)网架放样、组装前，计算加工、焊接预留量，满足加工过程中的变形需求。

3 工艺流程

工艺流程见图1。

图1 工艺流程

4 操作要点

4.1 生产前技术准备

1)领取图纸及相关资料，仔细消化图纸技术要求，做出针对性的网架施工技术方案;

2)生产前准备过程中，做到读图准确，技术要求理解清晰，生产操作符合标准要求。

4.2 材料进场

1)依据图纸做出工程详细的备料计划，落实厂家进行采购。材料进场后，严格按规范进行理化复试;

2)球、管等钢材进场后，对其进行质量检验(外观尺寸、品种、规格等)，并要取相应的试件进行物理性能试验;

3)在网架焊接前，按规范要求，制作球管焊接试件1件～2件进行试验，合格后方可施焊;

4)对于钢管应校验管壁厚度，满足规范要求，锈蚀程度大于0.1 mm，不得使用。

4.3 网架杆件分析

1)根据图纸，对网架利用计算机做出分析表及小样分析图，详化图纸，明确加工制作精度要求。

2)技术人员在正式下料前，对分析出的杆件进行计算，力求准确无误，允许偏差±0.5 mm。

计算公式:

其中，L为球心距;Ls为下料长度;D1，D2分别为两端钢球外径;d为钢管内径。

4.4 钢管下料

1)钢材下料前，技术人员须对所有尺寸进行复核和必要的调整，包括支座尺寸，必要时要放大样。

2)网架杆件采用车床下料，长度允许偏差为1 mm，各种杆件应尽量采用整长管制作，必要接长时，焊接需达到等强度，端面与管轴垂直。

3)钢管应机加工成坡口，以保证其焊缝要求。在杆件长度不够时，受压杆件可以接管，但必须加衬管。

4)根据网架分析图表，施工班组进行下料加工。操作时，结合材料特点预留加工余量，一般控制在10 mm～20 mm，保证装配完成后的整体尺寸要求。

5)下料后应在各杆件上编号并注明规格，钢球、杆件及各种零件应分类分规格堆放，做好标识。

4.5 网架胎具制作

1)网架开始制作前，安排技术人员根据图纸技术要求，放设1∶1制作胎具，并随不同部位尺寸的变化而调整;

2)结合钢网架在加工制作过程中易发生扭曲、变形的情况，现场制作异型卡具，合理布置、分配它的具体位置，确保构件质量。

4.6 高空操作平台的搭设

1)网架制作的同时，在安装现场，搭设满足工程要求的操作平台。平台的基层处理、整体刚度、平整度等符合工程构件加工制作的需要;

2)为保证网架的斜度要求，由技术人员根据图纸要求，利用计算机软件做出高空拼装平台的搭设图纸，指导现场施工;

3)项目技术人员针对工程图纸到施工现场进行考察，确认方案中网架高空操作平台搭设的可行性与必要性;

4)安排专业人员根据方案技术、安全、质量的要求，施工现场搭设脚手架;

5)针对搭设过程中易发生变形，在现场设多点仪器进行监测，保证脚手架最终搭设质量及安全要求。

4.7 钢网架拼装

1)在完成对脚手架安全、质量等各项指标检测的基础上，根据网架网格要求，进行网架胎具的制作及开始网架的拼装。

2)网架制作要求先点焊，再进行尺寸校核，最后进行对焊、角焊。

3)拼装工作要求在螺旋调节器上先固定下弦“杠铃”，然后用仪器准确定位，下弦各杆件由中央向两边点焊完毕。

4)在制作网架“杠铃”“单锤”时，应尽量使球体在下，钢管在上而处于俯焊位置，在高空安装焊接时，尽可能采取立焊或斜立焊位置。

5)分片网架的总拼装焊接一般从中心开始，由四名焊工同时向四方辐射进行，以保证整体尺寸精度。

6)网架的杆件与节点连接时中心线应汇交于一点，焊接球应汇交于球心，应与设计图符合，其偏差值不得超过1 mm。

7)网架结构在专业胎具上制作，保证杆件和节点的精度和互换性。

4.8 钢网架焊接

1)所有参与本工程的电焊工均应有焊工等级证书方可上岗操作，并在焊接完成后，在施焊的相应部位打置钢印号，以保证质量的可追溯性。

2)在网架施工图中未注明的焊缝焊角尺寸均取较薄焊件厚度的1.5倍(当 t＜5 mm 时)或1.2倍(t＞5 mm 时)，焊缝长度为满焊。

3)焊接工作应尽量在地面低空制作，以减少高空作业量。

4)合理的焊接顺序是防止焊接变形，影响拼装精度，并减少焊接收缩应力的关键。除按照对称施焊的原则外，还应先焊下弦杆，后焊上弦杆。待一圈上下弦都焊完后，再焊另一圈。

5)对于网架的分片拼装以及高空滑移整拼，应由中心开始向两边焊接或逐圈推进。

6)网架中所有管球节点焊缝均应焊透，保证焊缝与钢管等强，并应严格按照GB 50205-2001钢结构工程施工及验收规范规定的二级质量检验标准的要求进行。

7)钢管端部作30°坡口，当钢管壁厚大于4 mm时，还应加设短衬管，所有钢管与球间焊缝均应焊透，以保证焊缝与钢管等强，其他焊缝按三级质量检验标准的要求。

8)所有焊接均应进行外观检查，并做好记录。

9)钢网架在焊接前及完成后，应对焊缝根据规范要求进行超声波无损检测试验，以保证焊口质量。

10)焊接开始前，仔细处理钢材表面待焊区域的铁锈、油污等，保证焊缝的干燥、清洁。

4.9 构件的除锈、防腐

1)钢结构防腐涂装是整个工程的重要组成部分，在开始操作前应做好各项准备工作，进行严格的技术交底。

2)根据图纸及工艺文件的要求，对构件进行喷砂除锈，除锈等级达到 Sa2.5。

3)涂装完成后，构件的标志、标记和编号应清晰完整。

4.10 复核和检查

1)网架拼装完成后，由专人按国家规范GB 50205-2001钢结构工程施工质量验收规范及相关技术标准，对构件进行复核和检查。

2)做好网架零件加工、组拼、焊接、热处理、矫正、喷砂除锈、刷漆、运输、堆放、安装就位等工序的检验、验收工作。

5 结语

长治市新闻大楼裙楼屋面网架工程整个历时约6个月，由于我们前期技术保证措施到位，工程质量、安全、进度的保证，得到业主的首肯。根据公司安排，将配合总包单位申报“鲁班奖”。

施工过程中，产品质量容易控制，焊缝在制作完成后，超声波无损检测一次合格率达95%，构件的各项技术指标符合规范要求，有效保证了工程质量。

[1]GB 50205-2001，钢结构工程施工质量验收规范[S］.

[2]GB 50017-2003，钢结构设计规范[S］.

[3]JGJ 81-2002，建筑钢结构焊接技术规程[S］.

[4]中国钢结构协会.建筑钢结构施工手册[M］.北京:中国计划出版社，2002.

[5]焊接手册[M］.北京:机械工业出版社，2000.

[6]公司关于长治市新闻大楼裙楼屋面网架施工组织设计[Z］.2009.