双层球形螺栓球网架结构施工技术

龙期亮

（广西建工集团第三建筑工程有限责任公司）

1 工程概况

某训练馆主体结构为框架体系，建筑最高层数5层，中间部分上层，包含排球羽毛球层、篮球层和体操层。建筑占地面积约6400m2。建筑总高度33m。训练馆屋面为双层球形螺栓球网架结构，结构高32.7m，投影直径长78.9m。

2 施工方案选择

训练馆屋面为双层球形螺栓球网架结构，网架结构最高标高32.7m，下弦最大标高31.2m，网架厚1.5m。网架下部为5 层的框架结构，顶层楼面标高分别包括21.0m 和25.4m。利用结构的有利特点，采用散件安装和分块吊装相结合的施工方案。即球形网架分为屋盖部分和立面部分两个安装区域，屋盖部分在顶层楼面搭设满堂脚手架平台，散件拼装，采用6015 型塔吊上料和拼装；立面部分采用1 台50t 履带吊分块吊装就位，块与块间散件再利用塔吊或小型汽车吊补装。

图1 训练馆示意图

图2 安装分区、分块示意图

3 球形螺栓球网架结构施工

双层球形螺栓球网架结构施工工艺如下：测量复测→屋盖部分支撑架和操作架搭设→屋盖部分网架散件拼装→立面网架分块吊装→支撑架和操作架拆除。

3.1 安装准备

在安装前需对预埋板（支承点）高差、坐标（中心轴线）进行复核，其误差必须满足表1 中的要求，否则需修正预埋板（支承点）。经复核的预埋板应用红线标出中心轴线，高差、平整度也应在预埋板上标出，同时在图纸上做好相关记录，便于后期安装时的调整。

表1 预埋板（支承点）各参数误差(单位：mm)

3.2 网架吊装分块及吊机选择

根据主体混凝土结构特点，将立面网架按长度不同分为分块吊装1 和分块吊装2。球形网架屋面区域散件安装采用6015 型塔吊吊装，满足吊装要求。立面部分分块吊装，采用CC500 型50t 履带吊。吊装分段1 重量约7.6t，吊装半径10m，此半径下额定起重11.27t，满足吊装需要。吊装分段2 重量约10.2t，吊装半径10m，此半径下额定起重11.27t，满足吊装需要。

3.3 现场分块拼装

现场分块拼装流程：搭设拼装支架，设置测量基准点，调整螺栓球的定位坐标→定位螺栓球→定位螺栓球之间的杆件→复测分块网架整体位形。构件在工厂加工制作，分类打包以散件形式运至现场。根据构件的重量，构件的装卸和拼装使用16t 汽车吊完成构件的垂直、水平运输。根据场地实际情况，在训练馆周边设置4 个30m×300m 的拼装场地，拼装场地需平整压实，并浇筑100mm 厚C20 混凝土，再混凝土面上设置拼装胎架。拼装胎架制作需按设计图纸进行设置，同时需对其位置、弧度、角度等进行复测，复核合格后才能用于构件拼装。

3.4 临时支撑布置及形式

在顶层楼面混凝土梁柱的位置设置承重支撑架，承重支撑架布置间距在4.0m～8.0m 之间。承重支撑架之间搭设钢管脚手架，在承重支撑架底部设置工字钢平台，脚手架立杆支承在工字钢上。上部散件拼装时所有的荷载均由承重支撑架传递给楼面梁，这样既能提高脚手架的整体稳定性，又可以较少脚手架的用量。

3.4.1 承重支架

本工程承重支撑架采用1.0m×1.0m 四片平面桁架（预先焊接），现场通过螺栓连接成标准组合支撑节（1.0m×1.0m×1.0m），标准组合支撑节通过螺栓连接成承重支撑架。立柱和腹杆分别采用P89×4 和P60×3.4的圆管。

3.4.2 操作架搭设

屋盖部分采用满堂操作架高空散装，满堂操作架从21.0m 标高和25.4m 标高楼面开始搭设，周边设置围护结构。满堂操作架采用扣件式钢管满堂架，钢管采用Φ48×3。搭设参数详见表2。

3.5 网架结构施工

本工程网架结构安装分为屋盖部分散件安装和立面部分分块吊装。

3.5.1 屋盖部分散件安装

屋盖部分网架采用满堂操作架高空散装法进行施工，零部件采用塔吊进行垂直、水平运输,用全站仪控制节点位置。

对于网架球节点的定位，由于是空间三维坐标定位，在球节点下设置一可微调（调节幅度为10cm）的自制可调螺旋千斤顶，此调节机构固定在工作平台上，即可以作为网架安装时的支撑点，承受施工荷载，又可以调节网架球节点的坐标[1]。

表2 满堂操作架搭设参数

屋盖部分网架安装顺序总体为从低往屋顶方向，一环一环安装。具体为支座安装，然后安装下弦一榀网格，然后依次为腹杆和上弦杆。安装过程中要同时进行测量定位检查，发现问题及时调整。安装时应垫实下弦球，确保下弦节点不位移，同时边安装边用全站仪对各控制节点进行测量定位[2]。

3.5.2 立面部分分块吊装

立面部分采用1 台50t 履带吊分块吊装就位（按长度不同分为分块吊装1 和分块吊装2），块与块间散件再利用塔吊或小型汽车吊补装。立面部分吊装在屋盖部分安装完成后并经验收合格后进行。吊装从⑨轴开始，沿顺时针方向逐块吊装，块与块间散件补装完成后才进行下一块吊装，最后在⑨轴位置合拢。

3.6 支撑架卸载

卸载即施工安装阶段（施工阶段的受力状态）转换到设计完成阶段（结构最终受力状态）的过程，卸载（支撑架拆除）过程要避免结构局部构件和节点的破坏，必须保证结构安全、稳定和支撑架的安全。根据结构特点，支撑架拆除顺序是从中间向四周对称拆除。支撑架拆除要全过程进行监测，以监测数据指导卸载。

4 网架构件制作质量控制

4.1 螺栓球节点制作

本工程训练馆螺栓球网架结构通过螺栓球节点将杆件连接拼装而成，保证拼装质量的关键在于螺栓球节点加工精度。螺栓球制作应重点把关原材料、锻造技术，确保制作质量。螺栓球节点螺栓孔必须采用一次性装夹加工技术制作，确保螺栓孔位置、尺寸精度以及各螺栓孔间的位置。针对不同材质间焊接难度大，确保焊接质量。网架支座与螺栓球节点材质不同，焊接为手工焊，焊接前要预热、分层施焊，确保焊缝质量达到一级。

4.2 网架杆件加工

网架结构钢构件主要有球节点（包括支座）、网架杆件，而网架杆件量占钢构件总量较大。网架现场拼装质量以及安装能否顺利进行的关键在于杆件制作质量。钢件下料采用精度高的数控切割机，确保网架杆件钢管下料长度符合规范要求。网架杆件钢管组装采取CO2气体保护自动焊接成型技术（即在专用网架杆件焊接机床上）；通过两端设置的液压系统将网架锥头和钢管构件顶紧，两边的CO2气体保护焊枪同时进行杆件两端焊缝的自动焊。

4.3 拼装质量控制

网架杆件拼装需采用特定的拼装胎具，拼装胎架制作需根据设计图纸进行制作，制作完后需核对其位置、弧度、角度等，确保无误后才能进行构件拼装。组对定位采用全站仪对桁架各个节点的坐标进行精确定位。

制作胎具之前，必须用水平仪全面测量平台基准面的水平，并做好记录，根据数据及实际情况，确定测量基准面的位置，并做好标志。在确定支架点的高度时将该点的测量值考虑其中，标高误差≤±3.0mm。用全站仪测量胎具的垂直度，垂直度≤h/1000，且不大于5mm，主要控制点为定位点的标高。

5 结语

本文对某双层球形螺栓球网架结构的吊装施工技术进行了分析。根据工程特点和施工现场情况，对网架安装方案进行了分析，选取了合适的安装方案。划分安装区域、分块吊装、选择合理的吊装设备，解决了吊装过程中的问题，提出了“屋盖部分散件安装和立面部分分块吊装相结合”的安装方案，顺利完成了屋面钢网架的安装，取得了良好的效果。