大型網架工程安裝技術探討

范志忠

（福建省工業設備安裝有限公司 福建福州 350011）

0 引言

網架結構廣泛應用于高鐵站站房、商業綜合體、體育場、機場、大型車間廠房等大空間大跨度建筑屋頂［1］?？茖W的網架設計，可使同等條件下用鋼量與鋼筋砼結構耗鋼量相近，減少砼的使用，減輕結構自重70%～80%。與一般鋼結構比較，有效節約25%～50%鋼材。網架結構靠桿件的軸力傳遞載荷，由于網架結構桿件之間的相互作用，材料強度得到充分利用，減輕了自重，節約了鋼材，又使其具有整體性好、空間剛度大、結構穩定、建造成本低等特點［2］。

1 工程基本情況

某電廠主廠房采用網架結構，網架為Z 字型結構。低跨長41.25 m，寬56.15 m。高跨長24.65 m，寬度56.15 m，投影面積為3 700 m2。網架最高支座預埋件高度為49 m，最低支座預埋件高度為39.5 m，網架矢高最大為2.9 m，跨度56.15 m。柱距最大8.5 m。網架平面布置和立面圖見圖1、圖2。

圖1 網平面布置圖

圖2 網架立面布置圖

本工程鋼網架設計概況：①本工程安全等級為一級。設計基準期為50 a，主體結構設計使用年限為50 a。②建筑抗震設防類別為丙類，7 度抗震設防烈度。0.1 g 設計基本加速度，場地設計場地土類別Ⅱ類，地震組別第一組。③屋面荷載標準值。a.靜荷載：上弦層0.3 kN/m2，下弦層0.15 kN/m2。b.活荷載：上弦層0.55 kN/m2（100 a 一遇基本雪壓）。c.風荷載：基本風壓值為0.4 kN/m2，地面粗糙度為B 類，風荷載體型系數取值按《建筑結構荷載規范》。d.6 度抗震設防烈度，0.05 g 設計基本地震加速度，場地類別Ⅱ類，設計地震組別為第一組；抗震設防類別為丙類；f.設計溫差：±25°；g.桿件控制長細比：壓桿150、拉桿200。

結構材料主要有：選用無縫鋼管或高中頻焊管Q235B 鋼管；高強螺栓選用《合金結構鋼》（GB/T3077—2015）的20Mn TiB 或40Cr，性能滿足 《鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓》（GB/T16939—2016）要求；螺栓鋼球采用《優質碳素結構鋼》（GB/T699—2015）中的45 號鋼鍛造制成；封板錐頭選用Q235鋼，鋼管直徑≥75 mm 時采用圓錐頭，焊接接頭及錐頭的任何截面應滿足跟鋼管母材強度相等，厚度應滿足強度和變形的要求并避免應力集中；套筒材質選用45 號鋼；焊條Q235B 選用E43XX 系列，Q345B 選用E50XX 系列。

2 網架結構現場安裝方案

2.1 網架安裝方案

根據現場施工場平，結合機具布置，通過施工方案優化，將本安裝分為A-F 等6 個區域進行。A 區為正四角錐結構起步架網架，長15.55 m，寬15 m 展開面積233 m2。網架最高支座預埋件高度為49 m，網架矢高2.8 m，跨度15.55 m。本區域網架跨度較大、安裝高度高，考慮成本及現場條件，采用滿堂腳手架+桿件高空散裝的方法。B 區、C 區均為正放四角錐結構網架，其中C 區為+字型結構，尺寸分別為長度15.55 m，寬度15 m 展開面積233.25 m2和長度15 m，投影寬度9 m，展開面積135 m2。網架支座預埋件高度均為49 m，網架矢高分別約2.8 m 和1.87 m。此兩部分在A 區起步網架拼裝完成后，采用地面拼錐+塔吊吊裝椎體高空散裝的方法。D 區、E 區均為正放四角錐結構，尺寸分別為長度41.25 m，寬度18 m，展開面積742.5 m2和長度41.5 m，寬度41.25 m，展開面積1 712 m2，本區域網架跨度大，中間無法設置臨時支撐，安裝難度大，需重點把控住網架撓度，采用地面拼錐+塔吊吊裝椎體高空散裝的方法。F 區為高低跨銜接Z 字型網架，長度41.5 m，投影寬度24.65 m。需待塔吊拆除后將桿件椎體拼裝好后高空散裝合攏，采用地面拼錐+吊車或卷揚機吊裝椎體高空散裝的方法。

2.2 重點、難點及措施

本工程網架跨度大，網架的撓度控制是工程難點之一。網架標高高、大型吊車無法進入施工現場，網架的拼裝是工程難點之一［3］。各施工區、段，各工序（鋼網架構件制作及進場、鋼網架結構安裝、結構涂裝）之間的協調配合、安全、文明施工的執行及施工工序協調，各施工班組統籌協調，有序組織、交叉作業是項目管理的重點內容。工程點多面廣量大，網架構件種類多，構件的加工試驗檢測、施工質量過程控制是本工程施工的重點。結構特殊，結構跨度大、施工高度高，存在著高風險作業面多，安全隱患復雜，如何做好安裝現場風險管控、保證人身設備安全、預防事故發生是現場安全文明施工重中之重?，F場場地條件局促，材料分揀等也是工程施工的重點。

加強技術管理，積極推廣應用“四新”技術，實施樣板引路、科學施工。每道工序施工前，技術人員一定要進行詳細的技術交底，把施工流程、順序、注意事項、質量控制標準向操作人員交代清楚。嚴格控制網架安裝螺栓的安裝質量、控制網架安裝的尺寸進度、采用在弧度弦長方向拉鋼絲繩限位、對工人進行培訓、派遣高空作業熟練工人進行安裝、并采用測量儀器監控等方法控制網架撓度。采用措施安裝起步網架后使用塔吊進行吊裝業主應提供充足的場地，施工人員應按安裝進度需要分檢與整理桿件，嚴格按設計編號分類。選派精兵強將，組建精干高效的項目管理班子，提高現場組織、協調與管理水平，確保多工序交叉作業時能夠有條不紊的進行，增加熟練施工人數，加大資源投入。

2.3 安裝工序

起步網架安裝：

起步鋼網架的施工工序：①網架預埋件軸線尺寸、標高復測；②滿堂腳手架搭設頂上滿鋪跳板；③對應桿件吊至跳板上；④檢查桿件尺寸合格后開始后續網架桿件安裝工作。

（1）將第一個網格下弦支撐胎架定位在操作架平臺上。依托支撐胎架完成第一個網格下弦桿件組裝形成下弦單元。

（2）將一個上弦球和網架腹桿相連接并組裝成整體，并將此整體與已就位的下弦單元整體拼裝。

（3）開始下一單元格網架下弦構件組裝。

（4）將一個上弦球、相連的網架腹桿和側邊的一根上弦桿組裝成整體件，與已就位的下弦單元組裝形成整體結構件。

（5）重復上述安裝作業內容，繼續逐步完成其余網格構件拼裝，直至整個結構拼裝完成（見圖3）。起步網架安裝完成后對網架尺寸、螺栓等進行全面檢查，檢查合格后拆除網架臨時支撐，讓網架恢復到同設計相同的支撐條件后在進行全面檢查并合格后再進行后續桿件安裝。

圖3 局部鋼網架拼裝成型狀態

高空散裝剩余網架安裝：

待起步網架安裝完畢，進行驗收見證，以已形成有一定強度的起步網架為基礎，將小單元椎體采用塔吊吊裝，在網架高空按照逐排逐個節點進行散裝組合直至完成。調整網架支座軸線位置，支座采用臨時措施固定，組裝的網架已構成整體具有一定剛性。采用高空散裝完成剩余部分網架的安裝：先根據施工圖紙編號順序，在地面逐個拼裝網架形成三角錐小單元椎體（見圖4），其拼裝方式為：以4 根桿件一只球為一小單元，兩小單元組成一個網格，在地面上組裝形成三角錐。采用塔吊逐個起吊至安裝位置，然后在高空的進行節點對接安裝。組裝三角錐小單元時，按照設計圖紙準備球和桿件，將兩根弦桿插入球孔位置，用管鉗或扳手擰緊套筒螺母，接著安裝第三根弦桿（朝天桿）、第四根弦桿（翅膀），然后將網架支托就位安裝。擰緊螺母時，可采用邊擰邊晃動桿件的方法，使桿件與球完全擰緊牢固結合。拼裝完后對各螺栓連接情況進行檢查和復緊。

圖4 塔吊吊裝網架三角錐體

2.4 技術保證措施

本工程網架截面為弧形結構，網架在安裝過程中會因網架自重產生外張力，造成網架桿件容易變形、網架弧度變大、撓度過大現象。為消除網架因自重產生的外張力，防止網架變形，可在網架支座位置外側進行限位。采取在網架支座外側面焊接限位鋼板，限制網架外移。另外采取在網架下弦沿弦長方向張拉鋼絲繩，每隔三個網格張拉一道鋼絲繩，必要時增加鋼絲繩張拉數量，控制網架變形外張。

網架高空安裝中應注意做好過程的檢查測量工作，有問題隨時調整緊固。檢查的主要內容包括：網架橫向、縱向長度，網格矢高，上、下弦網格對角線和尺寸。如有偏差應及時進行調整，在檢查驗收合格前各臨時支點不得拆除。安裝網架過程中應注意各臨時支點下沉情況檢查，如有異常應采取措施進行加固，防止下沉進一步擴展。網架檢查調整后，應注意對高強度螺栓再次緊固。網架結構安裝驗收和屋面驗收時，應對整體結構擾度值進行檢查測量，確保撓度值符合設計要求，必要時可通過上、下弦尺寸的調整來控制撓度變化［4-6］。

3 結語

網架工程廣泛應用于大型建筑屋頂，具有布置靈活、跨度大、結構穩定、建造成本低等優點。文中分析了網架工作安裝的重點和擾度控制等難點，同時介紹了安裝工序，起步網架安裝方法、高空散裝剩余網架安裝方法和網架安裝技術保證措施?？茖W合理的施工安裝方案和工序安排有利于促進交叉作業滿足工期，有利于保證網架安裝質量，對同類型工程有較好的參考借鑒意義。