螺栓球节点网架施工质量控制研究

2018-01-01山西西山金信建筑有限公司山西太原030200

安徽建筑 2018年3期

任涛（山西西山金信建筑有限公司，山西太原 030200）

0 前言

随着我国建筑工程施工技术的不断发展，我国工业厂房和煤棚等大开间建筑使用量逐年增加，为满足结构受力要求和使用要求，在大跨度建筑中使用网架结构作为屋面结构的建筑逐年增加。在大跨度网架结构中应用量较为广泛的有螺栓球节点和钢网架焊接空心球节点，螺栓球节点具有工业标准化程度高、施工速度快、现场焊接工作量少、厚度小等优点，焊接空心球节点具有自重轻、易吊装施工、累计焊接误差易调整等，但这两种网架结构又有相应的缺点。

近些年，螺栓球节点网架结构坍塌现象时有发生，螺栓球节点网架结构为何成为众矢之的，为何在进行结构验算时可验算通过，且在结构受力方面具有一定的富余，但为何会出现突然坍塌，受力失效。螺栓球节点在工厂预制、组装完毕后，形成的单体内各构件连接强度等各性能均能达到设计要求，最后种种矛头均指向施工单位，螺栓球节点在施工现场拼装阶段中由于施工控制不严从而造成螺栓球网架坍塌，这是坍塌的主要原因之一。其次在设计时或在施工时，建设方或施工方为节省项目开支，降低施工成本，未在高强螺栓中安装防松设施，从而导致螺栓球网架在应用一段时间后经振动、往复风荷载等作用下高强螺栓呈现松动状态，最终导致承载力不足而出现坍塌现象。本文即对螺栓球节点网架的施工方面进行分析，提高螺栓球节点施工质量，从而在一定程度上降低螺栓球节点网架坍塌现象发生的概率。

1 相关施工方法

1.1 原材料和构件验收

螺栓球节点网架是由无数根杆件和螺栓球及其他零件拼接而成的网架结构，网架主体多数是在工厂内拼接，之后再运输至施工现场进行组装而成。因此在原材料和拼接完成的构件运输至施工现场后，施工单位和监理单位应对其进行相关验收，检查其生产合格证和相应的质量证明书；检查原材料及构件的外观质量及截面尺寸等是否满足设计要求，检查结果均满足相应的设计要求和验收要求后方可进场。

1.2 现场组对施工

由于螺栓球节点网架截面尺寸较大，不可能在工厂内完全拼接完成运输至施工现场，运输时需将网架分为若干单体进行运输，运输至施工现场后需对各单体进行拼接，对于局部较为复杂的部分需进行进行现场组装。为提高组装质量，控制各杆件的制作精度，组装前需制作相应的组对胎具。胎具的水平滑槽使用100mm×100mm×3mm的角钢制作而成，胎具滑槽内设置两个挡板，其中一个挡板为固定挡板，另一个挡板为沿水平滑槽可滑动式挡板。组对时为使杆件的长度满足设计要求及验收规范的偏差要求，需根据设计要求调节挡板间的距离，从而控制杆件的长度。调节一次滑槽的长度即可对相同长度的杆件进行确定，因此可相对提高工作效率。

1.3 现场焊接施工

在进行相应焊接施工前，应对施焊构件表面进行除锈、除污处理，处理完毕后方可进行焊接施工。焊接施工时，应尽量选择小电流焊机，尽量减小焊缝宽度。严禁在构件表面焊接其他临时支撑等，避免因随意焊接而影响构件强度。

1.4 现场除锈施工

对网架吊装施工前，需对网架所有构件锈蚀部分进行除锈处理，除锈时使用喷砂法进行除锈，除锈后达到St3除锈等级。除锈后经检查验收合格后，喷涂相应的底漆、中部漆和面漆，喷涂厚度达到设计要求，喷涂偏差应达到验收规范的允许偏差。喷涂后对喷涂的漆进行全面检查，检查喷涂的漆是否存在反锈、脱皮、误涂、流坠、皱皮等现象，若存在上述现象应对存在问题的部位进行重新喷涂。

1.5 现场组装施工

组装施工时，若网架截面尺寸相对较小则可在地面上将各单元构件拼接完成直接吊装施工，这种情况易控制起拱高度，避免安装就位后不易起拱施工，且此种方法避免单独安装脚手架进行高空安装施工，安装速度快。若网架截面尺寸较大则应将各单元吊装至指定位置进行固定安装，再搭设脚手架对中部网架进行高空安装施工，此种方法安装误差较大，且不易进行起拱施工，施工速度较慢，施工质量不易保证。

1.6 现场吊装施工

现场吊装施工时，由于螺栓球节点网架均为实心构件，网架自重较大，选择吊车时应根据锁吊装网架的自重选择合适起吊荷载的吊车，或选用多台吊车协同作业施工。吊装施工前，施工单位相关技术负责人应对吊车的站位与吊距进行检查，对吊车的伸展高度进行检查，避免出现起吊死角。吊装施工时尽可能一次吊装成功，避免出现二次起吊，螺栓球节点经多次吊装后会导致网架出现变形，最终影响施工质量，影响网架的验收和使用。

起吊时，应对吊点位置进行计算，确定网架吊点稳定可达到起吊受力要求后方可进行施工。起吊时使用的吊绳规格宜为直径20mm的钢丝绳，吊绳与吊点连接处使用棉布进行缠绕，避免起吊时在吊点处发生滑动，使吊点位置出现磨损，吊点与网架连接处出现松动。同时在吊装时，避免吊绳与网架的高强螺栓、杆件等出现接触，影响网架的安装质量。

吊装施工时，要求现场操作人员均持证上岗，现场作业时所有参与人员听从指挥，统一行动，在确保自身安全的前提下保证安装施工质量。吊装施工前，应对吊车、吊钩、吊点等位置进行检查，确认起吊连接位置是否牢固。起吊时先对网架进行预吊施工，具体为将网架单元吊起1m左右，检查网架的挠曲变形情况和吊车的稳定性，一切正常后方可正常起吊施工。吊装作业中，网架及吊车下方禁止站人，避免出现突发情况而出现人员伤亡事故。吊装作业时，应查看近些天天气预报，若存在大风天气、雨雪天气，应禁止室外作业施工；若为赶工期需在夜间进行施工，则应取得相关部门的允许，在施工现场具备良好照明情况下可进行夜间施工。

1.7 构造加强施工

施工单位在进行按图施工前，应对设计文件中是否设计防松螺栓，若设计文件中未进行相关设计，则施工单位应与设计单位进行确认；若设计文件中有相关设计，则施工单位应按照设计要求，在相关节点位置安装防松螺栓，尤其是在施工现场进行拼装的部分中。安装完成后，监理单位应对网架各细部安装进行检查，避免出现偷工减料现象而在结构使用后期出现相应的事故，从而造成不良影响。

2 螺栓球节点网架施工质量控制

2.1 焊缝及挠度检测

原材料及结构各单元进场时，需对所有原材料及单元的出厂合格证、各产品的力学性能及化学分析报告进行检查。对各构件间存在焊缝的位置进行超声波无损探伤抽检，如对杆件的锥头封板进行抽检，对二级焊缝的抽检比例为20%。对螺栓球感的承载力进行拉拔试验抽检，确定拉拔强度达到设计和验收规范要求。网架施工完成后对网架整体的挠度变形进行测量，避免因挠度较大而发生危险事故。

2.2 二次紧固检查

网架整体安装完毕后，施工人员应对杆件与实心球连接的扭矩进行检查，若发现存在扭矩强度不能达到设计要求的，应对其进行二次紧固处理。施工人员还应对拉杆套筒间的缝隙进行检查，若存在肉眼可见的缝隙应使用油腻子对缝隙进行填塞，避免空气和水分进入孔隙内对螺栓和套筒腐蚀。除此之外，还应对网架进行相应的防腐处理。

2.3 应力释放

在对网架进行焊接施工时，网架所焊接的构件会由于焊接施工而出现相应的膨胀，导致构件截面尺寸突变，所有的构件在焊接应力作用下，尺寸变化会产生累加，导致最终的网架尺寸大于预安装位置的尺寸；加之随外界温度的变化，网架整体也会出现相应的温度应力，从而产生微变形。为释放此类温度应力作用，焊接施工时应使各构件应力释放完毕后，再将其他构件进行拼接，安装施工时尽量避免选择中午日晒时间较长温度较高或夜间温度较低时进行施工，使网架结构处于稳定状态下进行施工，从而可一定程度上避免因温度应力而影响网架的整体尺寸偏差。