膠州站空間網架屋面施工技術研究

譚勇

摘要：膠州北站站房為德式風格，位于膠州市馬店鎮白家屯村，總建筑面積7141m2，建筑總高度21m，基礎采用鋼筋混凝土獨立基礎，主體為框架結構，屋面工程為鋼網架保溫屋面。

空間網架結構采用高空散裝法施工，工藝簡單，占地面積少。膠州站站房施工同時要求車站必須正常運營，因此導致作業面與車站旅客組織交叉較多，安全隱患大，而工程的工期比較緊。

關鍵詞：空間網架 施工技術研究

中圖分類號：TU74文獻標識碼： A

一、安裝起步施工研究

施工時設置臨時支點，并進行支點的反力、懸挑桿件的內力和撓度模擬計算以及施工過程中撓度觀測。施工過程中不需要搭設大量的腳手架、腳手板，節約了人工和材料，從而降低了工程費用。對于屋面整體而言，特別是本項目站房等大型公用設施，由于網架面積大，相應重量也大，不利于地面拼裝，在施工同時要求車站必須正常運營，因此導致作業面與車站旅客組織交叉較多，安全隱患大。而采用高空散裝，對于起重措施等方面的要求降低，有利于減少安裝成本。

二、網架結構預拼裝計算

平臺一方面承受腳手架自重、網架重量和施工荷載，另一方面也是控制標高的重要平臺。因此，必須對腳手架進行穩定性驗算。腳手架搭設高度為8.35m，網架結構重量0.02kg/m2。在3-4軸/F-H軸間擬搭設腳手架作為操作平臺，步距為1.5m×1.5m，采用直徑42mm和壁厚3mm的無縫鋼管作為承載力設計平臺，在搭設前進行穩定性驗算。

三、施工前期準備

1、鋼構件的制作

下料后，毛坯經模鍛成型要求不得有過燒、裂紋等缺陷，然后車加工成半成品件，其孔徑允許偏差+0.5mm，錐頭底板厚度允許偏差為+0.5 mm，－0.2 mm，錐頭底板二面平行度不大于0.1 mm。

2、桿件制作

① 制作工藝

② 鋼管桿件與錐頭的焊縫應進行抗拉強度檢驗，其承載力檢驗系數應滿足規范規定。

3、螺栓球制作

① 在車床上加工時先定螺栓球基準螺孔，再用分度具加工其他角度的螺孔。同一軸線上兩螺孔端面不平行度偏差不大于0.3mm，螺孔端面與球心距允許偏差±0.2mm，相鄰兩螺孔軸線間夾角允許偏差為±30mm，螺孔端面與軸線的垂直度允許偏差為0.5%螺孔端面半徑。

② 必須對成品螺栓球最大的螺孔進行抗拉強度檢驗，以螺栓孔的螺紋剪斷時的荷載作為該螺栓球的極限承載力值，檢驗時螺栓擰入深度為1d(d為螺栓的公稱直徑)。

4、涂裝、編號

① 除銹：在制作前鋼材表面應進行拋丸除銹，除銹質量等級達到《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》（GB8923-88）中的sa2.5級。

② 涂裝：鋼材經拋丸除銹處理后，在工廠噴涂兩遍底漆、安裝完成后在現場涂面漆。涂裝時的環境溫度、相對濕度應符合涂料產品說明書要求，構件表面有結露時不得涂裝，涂裝應均勻、無明顯起皺、流掛。

③ 編號：涂裝完畢后，在桿件中部根據配料單標注編號，螺栓球節點在基準孔平面用鋼鏨打上編號及工號。

四、網架安裝施工

安裝下弦平面網架具體操作過程為：將第一跨間的支座安裝就位，對好柱頂軸線、中心線，用水平儀對好標高，有誤差應予修正；安裝第一跨間下弦球、桿，組成縱向平面網格；排好臨時支點，保證下弦球的平行度，如有起拱要求時，應在臨時支點上找出坡底；安裝第一跨間的腹桿與上弦球，一般是一球二腹桿的小單元就位后，與下弦球擰入，固定；安裝第一跨間的上弦桿，控制網架尺寸。注意擰入深度影響到整個網架的下撓度，應控制好尺寸；檢查網架、網格尺寸，檢查網架縱向尺寸與網架矢高尺寸。如有出入，可以調整臨時支點的高低位置來控制網架的尺寸。

安裝上弦倒三角網格具體操作過程為：網架第二單元起采用連續安裝法組裝；從支座開始先安裝一根下弦桿，檢查絲扣質量，清理螺孔、螺扣，干凈后擰入，同時從下弦第一跨間也裝一根下弦桿，組成第一方網格，將第一節點球擰入，下弦第一網格封閉；安裝倒三角錐體，將一球三桿小單元（即一上弦球、一上弦桿、二腹斜桿組成的小拼單元）吊入現場。將二斜桿支撐在下弦球上，在上方拉緊上弦桿，使上弦桿逐步靠近已安裝好的上弦球，擰入；然后將斜桿擰入下弦球孔內，擰緊，另一斜桿可以暫時空著。繼續安裝下弦球與桿（第二網格，下弦球是一球一桿）。一桿擰入原來的下弦球螺孔內，一球在安裝前沿，與另一斜桿連接擰入，橫向下弦桿（第二根）安裝入位，兩頭各與球擰入，組成下弦第二網格封閉。按上述工藝繼續安裝一球三桿倒三角錐，在二個倒三角錐體之間安裝縱向上弦桿，使之連成一體。逐步推進，每安裝一組倒三角錐，則安裝一根縱向上弦桿，上弦桿兩頭用螺栓擰入，使網架上弦也組成封閉形的方網格。逐步安裝到支座后組成一系列縱向倒三角錐網架。檢查縱向尺寸，檢查網架撓度，檢查各支點受力情況。

安裝下弦正三角網格：網架安裝完倒三角錐網格后，即開始安裝正三角錐網格。安裝下弦球與桿，采用一球一桿形式（即下弦球與下弦桿），將一桿擰入支座螺孔內。安裝橫向下弦桿，使球與桿組成封閉四方網格，檢查尺寸。也可以采用一球二桿形式（下弦球與相互垂直二根下弦桿同時安裝組成封閉四方網格）。安裝一側斜腹桿，單桿就位，擰入，便于控制網格的矢高。繼續安裝另一側斜腹桿，兩邊擰入下弦球與上弦球，完成一組正三角錐網格。逐步向一側安裝，直到支座為止。每完成一個正三角錐后，再安裝檢查上弦四方網格尺寸誤差，逐步調整，緊固螺栓。正三角錐網格安裝時，應時即注意臨時支點受力的情況。

調整、緊固：高空懸挑散裝法安裝網架，應隨時測量檢查網架質量。檢查下弦網格尺寸及對角線，檢查上弦網格尺寸及對角線，檢查網架縱向長度、橫向長度、網格矢高。檢查網架整體撓度，可以通過上弦與下弦尺寸的調整來控制撓度值。

網架在安裝過程中應隨時檢查各球節點的下沉情況，如有下降情況，應及時加固，防止出現下墜現象。網架檢查、調整后，應對網架高強度螺栓進行重新緊固。網架高強螺栓緊固后，應將套筒上的定位小螺栓擰緊鎖定。

五、結論

空間網架結構采用高空散裝法施工，工藝簡單，占地面積少?？臻g受力、重量輕剛度大、抗震性能好、而且采用螺栓球鋼網架的建筑具有造型簡潔、美觀、施工周期短等特點。本課題研究成果適用于平板型鋼網格結構、空間網架結構、螺栓球節點及螺栓連接的網架以及在起重運輸較困難的地區。

1、關鍵技術

（1）對網架結構支撐體系進行理論驗算，確保了網架結構支撐體系的穩定性。

（2）螺栓球、三角網格之間空間散裝連接方法以及撓度、垂直度控制。

（3）網架空間吊裝、就位、安裝技術控制以及安全保障措施。

（4）網架縱向、橫向、空間匯交力系平衡精度要求高，空間拼裝單元格施工技術。

（5）通過拼三角、推三角架等工藝的研究，高空散裝的臨時支點選用千斤頂，利用臨時支點逐步調整網架高度。當安裝結束拆卸臨時支架時，在各支點間同步下降，分段卸荷。解決了施工現場不能進行機械吊裝的難題。

2、技術水平

空間網架結構采用高空散裝法施工，網架空間吊裝、就位、安裝是該工法技術控制的重點、難點，鋼架撓度、球節點螺栓調節以及三角錐單元格拼裝精度控制為鋼結構技術難點。該工法可以減少搭接支架，節省材料，施工場地占地小，空間拼裝技術難度大。

本課題的研究成果確保了膠州北站網架結構施工的順利進行，保證了質量和工期等各項要求，取得了良好的經濟、社會效益。課題最終形成了一套比較系統的空中散裝施工工藝，對今后類似工程的施工提供了重要的理論依據，具有重要的指導意義。課題研究成果處于國內先進水平。