钢结构外网架施工技术

□文/迟德双 周立新 乔 羽 袁 江 刘 歆

钢结构外网架施工技术

□文/迟德双 周立新 乔 羽 袁 江 刘 歆

随着科学技术的发展，箱型弯扭结构在建筑钢结构工程中得到了广泛的应用，其施工技术也得到不断进步。其中采用现代高新技术与传统施工工艺相结合的方法，以效率高、操作方便、成本低、安全可靠而得到了广泛应用。文章介绍了天津天狮国际健康产业园教育培训中心项目钢结构外网架的施工技术。

箱型；弯扭；钢结构；外网架

1 工程概况

天津天狮教育培训中心建筑面积28000m2，高40m。钢结构外网架分布在该工程的1-32/A-B轴线区域，标高为0～28.084 m，是由截面为箱型的弯扭构件[1]和铸钢节点、铸钢支座组成的空间曲面网壳，见图1。

箱型弯扭构件截面为 370 mm×310 mm×10 mm、310 mm×310 mm×12 mm、310 mm×310 mm×35 mm等，交错编织形成网格曲面，下部通过销轴与铸钢支座连接，上部通过拉杆连接于主体结构的空心球支座。铸钢节点截面为1650 mm×1650 mm×33 mm，共计32个，分布在结构的5.069 m标高处，为各方向弯扭构件的连接节点。铸钢支座截面为950 mm×330 mm的实心铸钢支座，共计32个，位于0标高处，通过地脚螺栓与混凝土基础结构相连接。空心球支座为φ600 mm×24 mm，共计32个，位于23.4 m标高处，通过地脚螺栓与混凝土结构柱连接。上端布置了一圈截面为380 mm×380 mm×16 mm、380 mm×380 mm×35 mm的环向钢梁，与弯扭构件的各个端头相连接，连接方式为焊接。外网架钢结构总用钢量约为680 t，单根构件长度为6～7 m，最大箱型构件分段质量为1.5 t，单个铸钢支座质量约600 kg，除铸钢支座和铸钢节点外，主要材料均为Q345B。

2 施工技术的选择

1）采用现代高新的SSK软件图纸深化技术进行钢结构外网架建模，对箱型弯扭构件的三维图、展开图、构件详图、节点图等深化设计并标注构件的多点坐标。同时根据施工现场塔吊额定起重量和运输条件对构件进行合理分段，见图2。

2）采用现代数控切割下料技术完成制作弯扭构件的板材下料工序。把构件板材展开图的数据输入到数控切割机上，切割出所需要的零件，对工艺要求的坡口，采用边缘轨迹跟踪火焰切割机进行坡口切割，然后人工打磨修补切割缺陷。

3）采用现代高新的滚板机对钢板预弯技术和建立三维空间立体坐标系，制作空间立体组装胎技术完成箱型弯扭构制作中构件组对工序。钢板采用滚板机预弯，根据构件的三维坐标和调整滚板机的滚轮间距来实现预弯效果。预弯可以保证单项弯曲，构件整体弯扭依靠在胎具上采用千斤顶或楔铁施加外力等方式与胎具贴合来保证。

4）采用现代高新的电渣焊技术和传统的CO2气体保护焊成型技术等进行构件的加工制作焊接施工。

5）采用传统的分段加工制作，现场搭设满堂脚手架并在节点位置加密成承重架，利用现场的3台塔吊进行安装。

6）制定合理的焊接顺序，采用传统的CO2气体保护焊成型技术进行现场焊接并采取传统的采用脚手架钢管和彩条布搭设防风棚措施和传统的乙氧火焰预热措施作为冬季焊接的质量保证措施。

7）根据现场的3台塔吊位置和覆盖区域，将施工现场分成3个施工区域，3个施工区域同时施工，以节省工期。

8）为保工期，节省塔吊吊时，采用塔吊吊装初步就位，利用手拉葫芦和全站仪进行精确定位。

9）建立空间立体坐标系，采用现代高新全站仪定位技术进行构件的定位和监测，见图3。

上述施工技术的选择实现了现代高新技术与传统施工工艺的完美结合，最大限度地降低了工程生产成本、提高了工程的生产效率。

3 效益分析

采用现代高新技术与传统工艺相结合的施工方法进行箱型弯扭构件施工同只使用传统的施工工艺方法对比分析见表1。

表1 现代高新技术与传统施工工艺相结合的施工方法同只用传统施工工艺方法对比

续表1

4 结语

采用现代高新技术和传统的施工技术相结合的施工方法在天津天狮国际健康产业园教育培训中心钢结构外网架制作、安装施工实践中，能有效控制空间弯扭构件制作、安装质量，达到GB 50205—2001《钢结构施工质量验收规范》中适用条文规定要求；有效提高施工效率，缩短了工期；节约了大量的成本。

[1]中国建筑一局（集团）有限公司，中建一局钢结构工程有限公司.用于双曲面扭曲箱型弯扭构件制作的工装模具：中国，201020200367.5[P].2010-12-29[2012-07-05].http：//www.soopat.com/Patent/201020200367.

□周立新、乔 羽、袁 江、刘 歆/中国建筑一局集团华北公司。

TU758.11

C

1008-3197（2012）06-01-02

2012-07-05

迟德双/男，1980年出生，工程师，中国建筑一局集团华北公司，从事工民建施工技术与管理工作。