大跨度網架施工安裝技術要點及分析

趙成軍（甘肅一安建設科技集團有限公司，甘肅 蘭州 730060）

大跨度網架結構是一種鉸接桿系結構，具有整體性能良好、空間剛度大、受力合理、造價低等特點，適用于各種形狀大跨度、大柱距建筑，能夠充分發揮混凝土構件受壓、鋼材受拉材料強度優勢，將結構承重和圍護功能有機結合，滿足各種異型結構建筑設計、施工要求。但由于網架結構自重大、節點多、整體提升困難，網架拼裝精度要求高等原因，導致大跨度網架結構使用受限，制約了大跨度網架施工技術應用與推廣。隨著建筑行業的發展，大跨度、大空間建筑結構不斷增加，如綜合體商業建筑、工業廠房、公共建筑等，大跨度網架結構能夠滿足此類建筑高凈空、高跨度要求，促進了大跨度網架結構的廣泛應用。

1 工程概況

本工程為某廠房建筑工程項目，采用單層門式網架結構，鋼結構柱距為7.8m，網架總重為800t，網架節點采用螺栓球連接方式，網架跨度為53.8m，網架長度73.65m，單片網架重量為250t，投影面積計算單位面積網架結構重量為63kg/m2。由于該工程網架結構較為復雜，且網架結構重量大，單片網架重量大，吊裝提升難度大，起吊時，受腳手架及臨時設施影響，對吊車站位造成不利影響。

2 大跨度網架施工技術方案選擇

當前大跨度網架施工技術方案包括高空拼裝法、整體提升法、高空滑移法和分塊安裝法及以上施工技術組合等。

2.1 高空拼裝法

高空拼裝法即在網架安裝位置底部搭設滿堂腳手架和工作平臺，由施工人員在工作平臺將螺栓球和桿系拼裝成網架小單元后吊裝至拼裝位置，由施工人員高空將各小單元拼裝到位，通過焊接或高強螺栓固定，形成一個網格后與另一網格空中拼接，拼裝至柱頂后，將支座校正后與預埋件焊接固定，直至整個網架拼接完成。該技術方案能夠提高拼裝精度，缺點是搭設滿堂架周期長，管材耗費較大，且高空作業面臨一定的安全風險。

2.2 分塊安裝法

該方法是將網架按工程設計劃分為多個網塊單元，在地面拼接完成后通過吊裝到位，待校正調整后拼接為網架整體。該方法適用于網架分割為單元且保持一定剛度的網架結構，優點在于減少了高空作業工作量，提高了施工安全性，且由于大部分網架單元在地面拼接，提高了施工效率。缺點在于需要正確劃分網架條、塊，確保網架單元在吊裝過程中不會發生應力變形，導致施工難度上升。

2.3 整體提升法

整體提升法是在地面或拼接平臺上整體拼接完成網架后，借助液壓提升設備或吊裝設備將網架提升到位并固定的施工方法。整體提升法優點在于地面拼裝效率高、安全性良好，便于拼接和涂裝。缺點在于整體提升難度大，對吊裝性能要求高。

2.4 高空滑移法

高空滑移法是指分塊網架結構在地面或工作平臺拼裝，并通過事先設置的滑軌上滑移到設計位置的拼接方法。高空滑移法優點在于將吊裝和滑移提升方法組合，能夠彌補吊裝設備起吊能力不足的問題，降低了對起吊設備的要求，節省了搭建滿堂架成本和材料。缺點在于高空拼接精度要求高，導致施工效率下降。

3 大跨度網架施工安裝技術要點

由于本工程工期緊、質量要求高、網架自重大，經對比各類施工技術方案優缺點，經專家組研究討論，最終確定選用分塊安裝和高空拼裝組合施工方案。

3.1 網架安裝流程

焊接球拼裝→網架地面拼裝→網架吊裝點設置和吊裝→大面積網架高空拼裝[1]。

3.2 地面焊接拼裝網架

清理場地，采用塔吊將網架材料吊裝至指定區域，按編號將網架材料分類擺放，以便于取用和拼接。地面臨時支設網架拼接支座，先在拼接場地測放出定位軸線，確定各編號網架拼裝位置，放置下弦節點墊板，完成4個下弦焊接球節點及節點間下弦桿安裝定位，根據已確定的下弦節點安裝上弦焊接球節點和腹桿，以此作為單個網架單元。待多個網架單元拼接完成后，重復上述流程將網架單元拼接為整體。在網架拼接時，為確保下弦桿不發生位移，應遵循下弦桿、上線球、腹桿、上弦桿的焊接順序，降低焊接應力對下弦桿的影響[2]。

3.3 網架地面拼裝

各分塊網架單元拼裝完成后，將小單元網架拼接為中單元。地面拼接時，按軸向位置，自1A-E軸和1A-J軸自兩側開始拼裝，先自1A-G軸及其8m范圍內開始拼裝，將網架拼接為正錐型，借助塔吊將小單元吊裝就位。將已拼接完成的小單元及腹桿三角錐與下弦桿焊接，并將網架小單元組成成為網架基本單元，待基本單元拼接完成后，擴大基本單元，直至整片網架拼接完成后進行吊裝。

3.4 網架吊裝點設置和吊裝

本工程中，2#網架采用4臺160t汽車吊吊裝提升。由于場地受限，為確保網架吊裝到位，減少網架吊裝過程中下撓變形，將吊點設置在網架支座外側，經測算網架自重和吊點剛度，可滿足本工程網架吊裝提升要求。同時，為防止網架吊裝過程中出現滑移現象，采用5m長50t吊裝帶吊裝，吊臂長度為26m，吊臂仰角為74°，汽車吊抬吊工作半徑為6m～8m，可滿足網架吊裝提升技術要求和安全性要求[3]。

3.5 網架高空拼接

當網架吊裝到位后，根據網架安裝位置控制軸線，經校正調整網架安裝位置后，定位焊4處，使網架固定，防止網架位移。定位焊前，施工人員應檢查管端與球面是否吻合，坡口兩側有無雜質，如存在油污、浮塵、灰土等雜質，應待清理后方可點焊固定。定位焊應滿焊處理，長度不小于200mm，根據下弦桿管徑確定。

待定位焊固定后，開始正式焊接施工。環形固定焊縫以弦桿垂直中心將焊口分割為半圓焊口，按仰、立、平焊接順序依次施焊，仰焊和平焊處形成外露焊縫，確保焊接時焊渣與本體分離，且容易控制焊縫厚度。為防止焊接過程中出現焊接缺陷，仰焊和平焊過程中，焊點位置必須超過弦桿半周，超過弦桿中心線5mm～15mm，待焊接至定位焊焊縫處時，降低焊接速度，使焊縫與定位焊位置充分融合，形成整體。平焊時，應先填滿弧坑后方可結束焊接。同時，仰焊和平焊接頭部位易產生氣孔、夾渣等缺陷，因此，在該部位焊接時，可將起焊處焊縫割除10mm左右，自割槽后端開始焊接，焊接至接頭中心位置時，不應立即熄焊，而是應將焊條向中心位置頂入，以穿透未融化的根部，使接頭焊縫融合形成整體，避免出現焊縫缺陷。當焊條至傾斜焊接位置時，焊條應前傾，與焊接位置保持平行，并稍做擺動，距接頭3mm處且即將封閉焊縫時，不應立即滅弧，而是應當將焊條向內壓入，直至聽到電弧打穿焊縫根部聲音，此時，在接頭部位擺動焊條，延長焊條停留時間，確保焊條與焊縫充分熔合。熄焊前，應確?；】犹顫M，無空焊、虛焊問題后方可熄焊。待第1道焊接完成后，按此方法進行第2、3道焊接，接頭搭接處相壘高度為10～15mm，以便于焊縫平緩過渡和控制焊縫尺寸[4]。

3.6 焊接質量保證措施

為保障網架高空拼接質量，焊接施工前應落實焊接防護措施，焊條型號應符合網架結構材質要求，且使用大流量二氧化碳氣體進行焊接保護，焊接過程中做好層間溫度，分層施焊，焊接應連續施焊。如分層焊接間隔時間較長，再次焊接前應對原焊縫進行預熱處理。焊后應落實焊后熱處理，確保焊縫質量[5]。

4 結語

通過對比分析各種網架施工技術方法優缺點，采用分塊地面拼接和高空拼接方法能夠降低大面積網架吊裝提升難度，改善網架自重過大造成的應力變形問題，保持網架單元拼接精度。同時，在大跨度網架拼接安裝過程中，施工單位應加強焊接質量控制，防止出現空焊、虛焊等問題，確保大跨度網架拼接質量，確保大跨度網架施工安全。