螺栓球网架分条分块高空拼接施工技术应用

杨秀刁

(山西建筑工程(集团)总公司，山西太原 030003)

螺栓球网架分条分块高空拼接施工技术应用

杨秀刁

(山西建筑工程(集团)总公司，山西太原 030003)

分析了螺栓球网架分条分块高空拼接施工的重难点，并根据其施工原理，从单元体分割、测量放线、网架拼装、高空拼接等方面，阐述了其施工操作要点，并提出了施工所需机具及质量安全保证措施，使网架的安装精度满足了规范要求。

螺栓球网架，高空拼接，施工机具，质量控制

我公司在联合优发生物质能源厂原料车间螺栓球网架工程施工方法概述:网架杆件、构配件在施工现场进行加工，螺栓球在生产基地加工;现场安装采用分条分块施工方法:利用成熟的MST设计软件进行建模，综合考虑场地条件、支撑柱位置及网架重量等因素，把整体网架合理分割为多个单元体，单元体采用在地面错开支撑柱位置进行拼装，吊车整体吊装偏移就位、高空进行拼接。施工过程中充分体现了施工成本低、施工速度快、各工序便于流水作业等特性。

1 施工重点和难点

本工程支撑柱多、重量大、杆件和螺栓球规格种类多，单元体分割边界位置及单元体重量控制;拼接顺序的合理选择;吊装时吊点位置的选取，吊装同步性控制;分割单元体高空对接精度保证。

2 主要施工原理

网架分条分块地面拼装、高空拼接施工方法，首先是利用成熟的MST设计软件，将网架按照原结构设计的边界条件、伸缩缝、网架的重量、支撑方式、支撑位置、柱网结构形式等，进行合理的分条分块，分割边界位置应充分考虑分割后的单元一定要是一个稳定的单元体，在网架吊装及就位后不应造成局部杆件应力变化，并保证所有的分割单元不会失稳破坏;然后用MST软件对分割的每个单元体进行吊装验算:取掉原有约束和荷载，在吊点位置设置约束，乘以1.2倍的系数进行验算，吊装验算过程中网架应无超应力杆件，再根据计算出的吊点反力选取吊装机具。

确定基本单元体和后续单元体的施工顺序:地面错位拼装→吊装提升→空中偏移就位→高空拼装。结合以往施工经验，同时考虑到安全、质量及工序穿插作业，场地情况等，选择在加工区专用胎膜上将下弦、腹杆做小拼，现场进行组装，最好使用散拼上弦杆件的方法进行施工。

3 施工工艺流程和操作要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺流程图见图1。

3.2 操作要点

单元体分割:网架分条分块地面安装、高空拼接法，是将整体网架合理分割为多个小的单元体，分割时应保证每个单元体结构稳定、便于地面安装、吊装和高空拼接。分割单元体吊装时，设置的吊点位置与网架原来的支撑位置、约束情况完全不同，为了保证施工过程中网架结构的安全，使用MST网架设计软件建模，网架结构形式、网格尺寸、网架厚度、杆件和球的规格、型号应与原设计完全相同，把吊装时选取的吊点作为支撑点，对分割开的每个单元体进行验算。选取最佳的单元体分割线和吊装机具，确保网架吊装、拼装过程中的质量和安全。

图1 施工工艺流程图

基本单元和安装顺序:联合优发生物质能源厂原料车间平面尺寸为105 m×129 m，网格尺寸为3 m×3 m，网架高度为2 m;x方向为(24+24+33+24+24)m五跨相连，y方向为7 m×15格，网架总重约260 t。本工程划分为25个分割单元，分割单元最大重量为13 t。拼装顺序为:基本单元制作→拼装顺序1→拼装顺序2→拼装顺序3→拼装顺序4(见图2)。

图2 基本单元和安装顺序

测量放线:建立本工程测量控制体系、成立专门的测量小组，测量人员由6名专业测量人员组成，并保证每个作业段不少于2人，所有测量人员均应持有相应的资质或测量工作上岗证。各基准控制点、轴线、标高等都要进行两次以上的精测，以误差最小的为准。验线工作与放线工作要做到人员、仪器和测量方法三分开，要独立进行，验线的精度要高于放线的精度，复测验线工作是测量施工的关键环节。网架制作前应与土建方进行交接，利用经纬仪、水准仪对支撑柱平面位置、支撑点的轴线位置和标高进行复测，双方确认无误后，需在交接记录上签字，做好交接记录。

网架拼装:网架在地面拼装时，各个单元块须设置稳固的支撑点，用水准仪、钢卷尺进行测量，各支撑点位置和相对标高符合设计要求后，方可进行网架拼装。每个分割单元网架拼装都按“下弦、腹杆小拼→上弦”“中间→两端(跨度方向)→两端(非跨度方向)”的拼装顺序进行。小拼是将做好的下弦模具固定于地面，模具为一个下弦网格，模具4个点拿水准仪抄平并确保对角线一致，然后利用做好的下弦吊挂件，对下弦球与下弦杆进行拼装。腹杆则利用技术手段计算出相邻两腹杆的距离，与相应的上弦球进行拼装。用钢管定位环确定球节点的位置，并连接拼装节点间的杆件，形成上下弦四边形单元网格，最后安装上弦杆件;拼装时，首先把下弦杆件与钢球点焊在一起，形成方框后，用钢尺、水准仪检测网架的几何尺寸，检查无误后，方可继续下一个网架的拼装。

单元体吊装:联合优发生物质能源厂原料车间，划分为25个分割单元，分割单元最大重量为13 t，我们选用两台25 t吊车进行吊装。由于网架分割单元面积较小(一般在500 m2左右)、重量较轻(一般在10 t左右)，因此吊装机具的选用极为灵活。可根据施工现场条件、网架支撑方式、工期要求、施工所在地的机械市场等要素灵活选择。吊装时，吊装总指挥应由经验丰富的起重工担任，在关键位置(支撑位置、吊点位置等)设置标尺和观察人员，确保各个吊点同步、稳定提升。网架离地面1 m时应停下来，检查各吊点的实际受力状况及安全程度，确保安全后方可继续起吊，网架吊装超出柱顶标高后，将网架调整到水平状态，平稳下降至就位标高处安装。基本单元体网架安装完毕后，依次安装、吊装和拼接下一个单元体网架，直到整体网架就位。

高空拼接:高空拼接是把需要对接的上弦、下弦、腹杆杆件，按施工图纸要求安装在后吊装的单元体相应位置上，将后安装的网架单元体吊装至设计标高时，再把对接杆件与已经就位的单元体螺栓球节点进行连接。对接顺序为先上弦后下弦再腹杆，对接连接时后装的网架单元需要倾斜一定角度，通常是以连接处的上弦节点为轴先将网架单元体向上倾斜5°左右，再缓缓下降靠近已就位单元体，待上弦杆件螺栓和对接球相触，随即将之旋进对接球，不要旋紧，3丝～4丝即可，此时腹杆和下弦杆与对接球仍有一段距离，然后将网架另外一侧吊点缓慢下降，待腹杆和对接球相触时，尽快将螺栓旋进3丝～4丝，吊点继续下降，下弦杆件螺栓和对接球相触时将之旋进对接球，待所有对接杆件螺栓全部旋进后，再由中央位置向两侧紧固螺栓，紧固顺序为下弦→腹杆→上弦。所有对接杆件安装完成经检查无误后，继续下一个单元体吊装及高空对接。

4 施工机具设备

根据MST计算机软件吊装验算给出的吊点反力，结合施工场地情况，选择施工机具和吊装设备。本工程选用两台25 t汽车吊进行吊装，吊点布置要同验算状况一致，配合施工机具有3 t，5 t倒链。螺栓球网架安装工具:活口扳手、梅花扳手及扭矩扳手;监视和测量设备:经纬仪一台、水准仪一台，5 m，50 m卷尺等。

5 质量控制措施

施工前认真审图，编制切实可行的技术操作规程及作业指导书，把施工难度大、安装复杂的部位作为技术交底的重点，选用技术熟练、有丰富施工经验的人员操作。

把好进场的原材料，构配件质量关。检查进场材料、构配件的质量合格证明文件，核对其品种、规格、型号是否符合设计和标准规范的要求，按要求对螺栓球、高强螺栓、杆件进行抽样复试，合格后方可采用。

加强施工过程质量控制，把“三检制”落到实处。网架吊装前必须进行一次全面检查，查看螺栓是否拧紧，测量安装的允许偏差、挠度是否满足设计和规范要求。

单元体吊装和对接过程中，采用同步观测装置:在下弦球及吊点周边杆件悬挂同规格钢卷尺各一把，钢卷尺一端拴在杆件上、一端固定在地面，在网架吊装和对接时钢卷尺会抽出，通过水准仪观测钢卷尺读数来控制网架起吊同步和高度。

网架挠度控制措施，在施工图设计阶段网架预起了1/400拱度。GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范规定，网架总拼完成后及屋面工程完成后所测挠度值，均符合规范要求，未超过相应设计值的1.15倍，JGJ 7—2010空间网格结构技术规程第6.2.8条规定，分条(分块)单元体长度大于20 m时，拼接边长度允许偏差为±20 mm。本工程分割单元体拼接边长最大偏差为13 mm，符合规范要求。

6 安全保证措施

建立健全安全管理机构，成立以项目经理为组长的安全管理小组，配备安全管理人员;严格执行三级安全教育和安全交底制度，教育职工由“要我安全”变为“我要安全”;特种作业人员必须持证上岗。

7 结语

螺栓球网架分条分块地面安装、高空拼接施工方法，适用于柱网支撑、边界清晰、容易分割且分割后网架单元结构稳定的大面积螺栓球节点网架工程。施工过程中作业面多，多工序可穿插作业，施工速度快;分割单元体在地面进行拼装，高空作业少，降低了安全风险;分割单元重量轻，吊装机具费用低;网架安装质量和精度均符合设计和规范要求。

［1］GB 50205—2001，钢结构工程施工质量验收规范［S］.

［2］JGJ 7—2010，空间网格结构技术规程［S］.

［3］JG/T 10—2009，钢网架螺栓球节点［S］.

［4］董石麟.我国大跨度空间钢结构的发展与展望［J］.空间结构，2000(2):80-81.

［5］李 蕾，高 宏.分块滑移法在干煤棚大跨度网壳安装中的应用［J］.西安建筑科技大学学报(自然科学版)，1999(1): 170-171.

On application of construction technique of splitting high altitude splicing of latticed frame with bolted balljoints

Yang Xiudiao
(Shanxi Architectural Engineering(Group)Corporation，Taiyuan 030003，China)

The paper introduces the main and difficult points for the splitting high altitude splicing of latticed frame with bolted balljoints，illustrates its construction operation from the unit division，measurement lining，grid assembly，and high altitude splicing according to its construction principle，and points out the needed equipment and measures to ensure the quality and safety，so as to ensure the installation accuracy can meet the demands of the regulation.

bolted balljoint，high altitude splicing，construction equipment，quality control

TU745.7

:A

1009-6825(2016)36-0108-02

2016-10-13

杨秀刁(1968-)，女，工程师