网架地面拼装抬升起步跨及高空散装法混合施工工法实践

2014-03-23□□

建材技术与应用 2014年2期

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(山西西山金信建筑有限公司，山西古交 030200)

引言

随着经济发展和建筑行业的科技进步，人们对建筑物的要求也更多地倾向于其设计理念、地域特征和外观造型的独特性等。螺栓球钢网架结构因其跨度大、整体性好、抗震性好、空间布置灵活等优点，被广泛应用于火车站、体育场等大型公共建筑中。由我公司承建的山西西山华通水泥有限公司4 500 t/d熟料高掺量粉煤灰水泥项目——辅助原料/原煤预均化堆场的网架工程，根据该网架工程的特点和安装现场的实际情况，并结合我公司多年来的网架施工经验，采取了“地面拼装抬升起步跨及高空散装法混合施工”的工法。工程现场的实景照片见图1和图2。

地面拼装抬升起步跨及高空散装法混合施工工法，适用于工业与民用建筑中所有大跨度的双层拱形螺栓球节点网架结构施工。该工法施工具有规范化、程序化、工艺流程清晰的特点，操作者和管理者容易掌握，生产效率高，能缩短工期。而且施工配置简单，周转材料大幅度减少，经济效益好，并能降低施工过程中的安全风险。网架结构构件均按照图纸编号在工厂加工制作，机械化生产程度高，生产精度高，运至施工现场能立即按照图纸编号进行拼装，施工时不产生废料、垃圾，现场整洁、文明，有利于绿色施工，保护环境。

图1 网架工程高空散拼装实景照片

图2 网架工程主体安装后实景照片

1 混合施工工法的特点和原理

网架空间工作传力途径简捷、质量轻、刚度大、施工安装简便。网架杆件和节点适合商品化加工，有利于提高施工效率。网架造型轻巧、美观大方，便于建筑处理和装饰。在大跨度拱形网架施工中，充分利用拱形的特性，舍弃原有地面搭设满堂脚手架高空散装的方法，而采取地面拼装抬升的方法进行施工，这样有利于保证工程质量和安全生产，同时也对工程技术的发展起到了一定的促进作用。

该工法的工艺原理是：根据网架平面布置图，从网架伸缩缝开始分别向两侧施工或者从网架纵向中间跨向两侧施工，首先拼装起步跨，拼装3～4节下弦后，一端采用吊车吊装至支座就位，此时螺栓球与支座间不焊接，形成铰支座；另一端离地面高度大约为网架厚度，操作人员进行地面拼装，以此类推，至另一端就位支座。起步跨完成后开始高空散装施工，逐渐向前延伸扩展，直至网架主体拼装完成。

2 施工工艺流程及操作要点

施工工艺流程为：定位放线→精确放出螺栓球支座位置→地面拼装起步跨并落入支座→沿起步跨网架一侧或两侧向前进行高空散装→完成该轴线→直至网架拼装完成。

2.1 施工准备

工程开工前，工地施工负责人应勘查施工现场，落实材料堆放、施工机具的分布情况；按设计图纸注明节编号、坐标、杆件编号、直径、长度；对参加施工的全体人员进行技术交底和安全教育；对现场杆件的数量规格进行清点、核实，严格按规范对杆件进行质量检查。将网架地面拼装成单元锥体，用吊车从一点向两边拼装。如果特殊位置无法使用吊车时，就采用自制吊装机具来完成吊装、拼装。

2.2 螺栓球节点网架地面拼装工艺

根据建筑物的半球型特点，在地面分条分块安装，先行在地面拼装起步跨。

2.2.1 安装方法

根据网壳的安装顺序，将网壳分成若干个小单元，一只球4根杆件为一个单元或根据工程实际情况划分，在其实际投影位置附近的地面上进行三脚架的组装，用25 t吊车吊至设计位置，由高空作业人员完成节点的连接。

2.2.2 三脚架拼装方法

先配好该处的球和杆件，1人找准球的位置，分别对接两根腹杆，用扳手或管钳拧套筒螺栓，接着再由1人抱一上弦杆(朝天杆)，另1人迅速将螺栓对准相应的球孔，用扳手或管钳将此上弦杆拧紧到位，在拧紧过程中，扶腹杆的人员晃动杆件，以使杆件与球完全拧紧。此项工作完毕，再装另一根上弦杆(翅膀)，找准球孔，拧紧螺栓到位。

2.3 高空小拼单元的连接

在一个作业点的位置派5名作业人员，每个球节点位置1名，待三脚架吊至安装部位，由高空人员迅速将螺栓对准相应的球孔，用扳手或管钳将弦杆拧紧到位，待检查确实拧紧后再松开吊绳，继续下一网格的安装。作业人员配备双绳安全带，确保在移动换绳时始终有一根安全绳处于悬挂安全点。

2.4 网壳安装施工技术要点

(1)在网壳结构安装施工的全过程中，应随时注意平面轴线和标高的控制，如出现较大的偏差，应立即停止安装并查明原因，采取相应的技术措施进行纠偏，确保网壳结构符合设计和规范要求。

(2)严格按图施工，确保每个节点、每根杆件对号入座，严禁强行安装，确保网壳结构构件在安装施工过程中不出现较大的附加应力。

(3)在网壳结构安装施工的全过程中，应特别注意逐个复查高强螺栓的拧紧程度，要求套筒与球体切削面和杆端封头件平面之间无缝隙、无松动。

(4)应特别注意支座节点的安装，做到支承球节点与网壳支座紧密结合，网壳支座底板与柱顶预埋件紧密结合，确保网壳结构的整体平整度和刚度。

2.5 做好材料的控制

螺栓球网架一般由支座、螺栓球、上弦杆、下弦杆、腹杆、无纹螺母、高强螺栓等几部分组成。

(1)螺栓球：45号钢，材质应符合GB/T 699—2008《优质碳素结构钢》的规定。

(2)钢管：Q235B高频焊管或者无缝钢管，材质应符合GB/T 3092—2008《低压流体输送用镀锌焊接钢管》规定的焊接钢管的要求。

(3)高强螺栓：经过调质热处理后的40Cr或35CrMo，螺栓直径≥M39时材质为35CrMo，屈服强度为900 MPa，9.8 s；螺栓直径≤M36时材质为40Cr，屈服强度为1040 MPa，10.9 s。

(4)封板锥头采用Q235B锻件，材质应符合GB/T 1591—2008《低合金高强度结构钢》的规定。

(5)套筒(无纹螺母)直径≤M33时材质为Q235B，直径≥M36时材质为45号钢锻件。

(6)支座采用平板压力支座或者平面弹性支座形式。钢材应有出厂质量证明书，并有抗拉强度、伸长率、屈服点、压扁试验和碳、硫、磷含量的合格证明。进场后应抽取试件进行复检，检验合格后方可使用。

(7)焊条：Q235B钢与Q235B钢焊接时选用E43焊条，45号钢与Q235B钢焊接时选用E43焊条，45号钢与45号钢焊接时选用E50焊条。焊条应满足国标的要求。

2.6 做好工程质量预控措施

针对工程的具体情况，编制有针对性的施工方案，由项目技术负责人组织专业施工人员认真熟悉图纸，并组织工长和技术人员学习施工方案，对工人进行安全技术培训，进行详细的安全技术交底，确保工人熟悉施工操作要点。以现行ISO 9001质量体系为基础，对翻样质量进行控制，具体要求技术部做到翻样、校对、批准各负其责。翻样次序及方案在技术部主持下，召集生产、质量、安装部门进行会审。