螺栓球网架结构屋面施工技术研究

周亚飞

广州珠江建设发展有限公司 广东 广州 510075

1 工程概况

本项目游泳馆主体结构为钢筋混凝土框架-抗震墙结构，局部柱构件采用型钢混凝土柱，游泳馆比赛池屋盖结构采用正放四角锥螺栓球网架，支承在标高19.2m的支座上；网架投影尺寸57.6m×60.8m，网架高度3.5m。网架内部布置有马道，马道高1.43m，宽1m。

2 施工重难点分析及措施

游泳馆上部屋架为跨度达60.8m的螺栓球网架，支承在标高18.8m土建结构上；屋架边距离土建结构边均为7.2m，其中螺栓球网架正下方为游泳池，空间跨度较大[1]。

游泳馆螺栓球网架的安装时，通过在搭设起步跨和中跨脚手架，然后地面拼装成“一球三杆”或“一球四杆”吊装单元，采用塔吊进行吊装后组拼。组装过程中的下方脚手架顶托可以用来调节球节点高度和整体网架最后卸载。

3 施工流程及技术

3.1 施工部署

网架在现场施工时，下方的设置T型满堂脚手架作为起步跨（B～C轴线）和中跨（5～6轴线）的拼装平台，跨中5轴附近处设置4根圆管支撑（P402×10，Q235B）作为起步跨和中跨脚手架卸载后的支撑措施。起步跨安装顺序为从中间向两边进行安装，中跨安装顺序为从Ⅱ-C轴→→Ⅲ-L轴；T型脚手架左右两侧同时安装，安装顺序为从中间（脚手架处）向两边。

图1 安装示意图

3.2 施工流程

复核定位轴线标高→网架拼装→拼装质量验收→搭设拼装操作平台、圆管支撑→脚手架及支撑验收→单元吊装→荷载计算→网架组拼→焊接固定→质量验收→支撑卸载→整体验收。

3.3 施工步骤

步骤一：标高复核。

土建交付施工作业面后，进行标高复核定位，检查预埋螺栓的平面位置和标高。

图2 操作平台布设示意图

步骤二：地面拼装。

将进场构件进行编号，将整个网架结构合理的分割为多个“一球三杆”或“一球四杆”吊装单元。地面拼装完成后进行质量验收[2]。

步骤三：操作平台搭设。

螺栓球网架拼装时，采用标准脚手架可调节式拼装体系；网架搭设部位底部满堂脚手架搭设；整体满铺脚手板。螺栓球网架跨中设置4个圆管支撑，圆管支撑顶部设置千斤顶（20t）支撑螺栓球网架结构。圆管支撑规格为P402×10，材质为Q235B，搭设位置为5轴线偏6轴线2600mm处。圆管支撑底标高（从B→L轴）为：10.790mm、2.400m、2.400m和4.400m，支撑架顶标高为18.800m。支撑架顶部0.5m处放置千斤顶。

步骤四：荷载计算。

起步跨和中跨螺栓球网架安装时，脚手架承担网架传递的竖向荷载。脚手架顶部采用钢管加密，将螺栓球网架传递的荷载通过顶部加密管整体传递给脚手架，将网架的荷载作为均布荷载加载在脚手架上，从而来验算脚手架承载力、刚度和稳定性。起步跨和中跨安装时，按照螺栓球网架全部荷载由脚手架承担。

图3 脚手架荷载分布图

根据计算结果得出起步跨和中跨施工荷载为0.32kN/m²和0.65kN/m²，螺栓球网架单位面积重量（不考虑支座）为：2128.2/（60.8×57.6）=0.61kN/m²。根据《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范 JGJ 130-2011 》，钢结构脚手架施工均布荷载取值可为3.0kN/m²。对起步跨和中跨支撑架体的强度验算、挠度验算、稳定性、承载力、抗滑力等多项参数均按照最不利条件进行受力验收，均满足要求。

步骤五：“高空散装法”组拼。

安装过程使用塔吊吊装和拔杆安装。非起步跨和中跨采用拔杆进行高空组装，安装顺序为从中间向两边进行。由安装人员根据图纸在地面将网架构件拼成“一球三杆”或“一球四杆”小单元吊装至安装位置后，人工配合就位和固定；两根相邻的下弦杆设置钢跳板，工人高空站位在钢跳板上进行操作，施工时工人须穿戴安全绳。

图4 高空散装图

步骤六：支座卸载。

网架拼装完成后拆除支架上的支撑点，使网架整体结构由移动状态落座到永久支座的固定点上。支座上临时支撑点的拆除通过调节放置在支座上的可调节支撑装置。经过多次微量调节达到荷载平稳过渡。临时支撑点时遵照“均匀卸载”的原则。

步骤七：检查验收。

网架结构安装完成后，进行全面检查，主要验收重点为螺栓紧固程度、顶丝外漏长度、杆件及支座变形情况，使用钢尺及水准仪辅助测量整体结构高差、支座偏移长度等，确保控制在允许偏差范围内。针对组拼过程中掉落的油漆待安装完成后重新补刷，针对连接点、套筒等位置防腐防锈处理重点检查[3]。

4 结束语

本工程螺栓球网架结构施工作业跨度大、作业周期长、安装精度要求高。在施工过程中先是地面拼装为小单元后通过运用“高空散装法”技术进行高空组拼，形成稳定的三维网架结构，整体抗震性能好，减少了施工安全和质量隐患，满足验收条件。