大跨度空間網架安裝方案比選與施工技術研究

【摘? ? 要】：為了保證大跨度空間鋼網架安裝的安全性、經濟性和高效性，以實際工程為例，通過對鋼網架安裝方案進行分析與比選，確定最優方案，并結合施工過程進行驗算，順利地完成了施工。

【關鍵詞】：大跨度；空間網架；鋼結構

【中圖分類號】：TU391【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2024）01-73-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.01.020

收稿日期：2022-12-09

作者簡介：徐桂?。?992 - ）， 男， 學士， 工程師， 從事施工技術管理工作。

Comparison and Selection of Installation Schemes and Construction Technology of Long-span Space Grids

XU Guichen

（The First Construction Engineering Group Co. Ltd. of Guangxi Construction，Nanning 530001，China）

【Abstract】：In order to ensure the safety， economy and high effciency of large-span spatial steel grid installation， the paper determines the optimal solution through analysis and comparison of the steel mesh frame installation plan. Combined with the construction process， the construction was successfully completed， which can be used as a reference for similar projects.

【Key words】：large span; space network frame; steel structure

大跨度空間網架結構在各類大型建筑中廣泛應用；然而，其安裝方案的選擇與施工技術的研究一直是工程界的難題。網架的安裝方式有多種，包括整體吊裝法、整體提升法、高空滑移法、高空散裝法，分塊安裝法等[1]，這些方法的選擇取決于工程的具體情況和施工條件。本文以實際工程為例，通過對鋼網架安裝方案的比選與施工技術的研究，為類似項目的實施提供理論支持與實踐指導。

1 工程概況

百色市體育中心訓練館總建筑面積25 075.49 m?；屋蓋為空間網架結構，結構總高度36 m；網架結構投影面積為10 238 m?。網架為四角錐螺栓球節點，矢高2.1 m，桿件材質Q235B，為高頻焊管或無縫鋼管，螺栓球采用45號鋼。見圖1。

2 施工中的重難點分析

1）加工難度大：網架共3 780個節點、14 870根桿件，螺栓球和桿件規格型號多。

2）跨度大：網架最大跨度66.80 m。

3）安裝高度高：網架為四周鋼骨混凝土柱支承，最大柱頂標高33 m、最低最頂標高約18 m。

4）施工場地受限制：訓練館內布置有平臺，二層平臺梁標高11.4 m，局部三層平臺標高19.4 m，汽車起重吊布置受影響。

5）工期緊：屋蓋展開面積超過10 000 m?，計劃工期共150 d，其中網架安裝工期50 d。

3 安裝方案分析

3.1 方案一

從底部四周向中間合龍。采用滿堂支撐+獨立臨時支撐安裝+高空散裝法，網架從四周向中間頂部拼裝。見圖2。

3.1.1 優點

1）起步安裝時高度較低，距離樓面約8.0 m。

2）利于周邊柱點就位。

3.1.2 缺點

1）網架最大坡度36%，向中間頂部爬升安裝時較吃力，越往中間桿件越大，起升質量越大，最大四角錐質量約400 kg。

2）需要臨時支撐柱16處，安裝時間長、成本高。

3）中間部位距離二層樓面約22 m，合龍精度要求較高、難度較大。

4）所需腳手架面積較大，約3 900 m?。

3.2 方案二

從中間頂部向四周底部安裝。采用滿堂支撐+高空散裝法，網架從中間頂部向四周展開拼裝。見圖3。

3.2.1 優點

1）根據本工程建筑模型效果，此安裝方法更符合受力模型的假定。

2）對稱安裝時累計誤差最小。

3）由于沿柱距安裝，從中心向四周輻射狀，柱距較小，約8.5 m，經計算分析，安裝時不需要設置臨時支承點。

4）利于工作面的全面展開，可以有力保障工期和安裝質量

5）不影響下部結構安裝，盡量避免交叉作業。

3.2.2 缺點

腳手架面積相對最大，約4 200 m?。

3.3 方案選擇

相對于方案一，方案二能夠更大程度減少臨時支撐柱的安裝費用和施工時間，同時能夠大面積展開施工，也降低了安裝難度，綜合分析，最終選定方案二。

4 施工過程控制要點

4.1 施工順序

利用主體樓地面搭設施工腳手架平臺，安裝網架中間頂部I區網架，之后采用高空散裝法對稱安裝II區、III區網架構件。見圖4。

4.2 起步網架安裝

1）支座全部就位，并設置好定（限）位鍵。

2）腳手架按要求搭設完畢：滿堂腳手架采用?48 mm×3.5 mm腳手架鋼管進行搭設，立桿間距為1.2 m×1.2 m，步高1.5 m，設置縱橫向剪刀撐以及水平剪刀撐，增加補強措施保證整個架體的穩定性。搭設時，搭建總高度為距離網架的下弦桿0.3 m；平臺滿鋪模板，并搭設好臨邊防護。滿堂腳手架從二層樓面開始向上搭設，最高約為22 m，同時安裝剪刀撐，滿足自身穩定性的要求。

3）先從中部向周邊底部對稱進行安裝。

4）將網架兩支座用相應桿件按圖紙編號進行連接并對好柱頂軸線、中心線。

5）按下弦球所需標高在鋼管架上做好臨時支點，保證下弦球的標高位置[2]。

6）按照圖紙上的桿件、球的編號位置安裝第一跨間下弦球、桿，組成縱向網格，并擰緊高強螺栓[3]。

7）安裝第一跨之間的腹桿和上弦桿球，這是一個由一個球和四個腹桿組成的四邊形圓錐體組合單元。四角錐組合小單元組裝完成后，將其翻轉到下弦桿平面網格上，對準后小單元腹桿高強螺栓，擰入下弦桿球孔，固定兩個外腹桿高強螺栓。

8）安裝上弦桿，連接兩個上弦桿球根據圖紙編號，收緊上弦桿的高強度螺栓和內兩個腹桿，檢查網格的對角線尺寸和高度的向量。

9）安裝時采用千斤頂或方木塊將下弦球墊實，確保下弦節點不位移，同時邊安裝邊用全站儀對各控制節點進行測量定位[4]。

10）安裝完成后對該區塊進行測量調整，合格后將支座與預埋件全部焊接固定。使安裝就位后的結構體系形成了穩定的剛性體系。

4.3 后續網架安裝

1）網架的地（樓）面拼裝，按照網架的特有規律，預拼單元主要集中在兩種規格，單元1（由一顆下弦球，兩根下弦桿和兩根腹桿組成）和單元2（由一顆上弦球，兩根上弦桿和兩根腹桿組成）。

2）起步網架安裝完畢后，進行一次全面的測量合格后將網架支座與框架柱焊接固定。

3）網架高空散裝法安裝以已安裝完成的網架為基礎，安裝順序由中間頂部向周邊底部對稱安裝發展，整個網架安裝由最高點支座向訓練館周邊支座逐圈安裝發展，直至全部安裝完畢。

4）高空散裝安裝前，先安裝支座節點部分網架，由于其安裝質量將直接影響后續構件的安裝質量，所以要嚴格控制安裝精度。采用剛性支撐將支座部分網架球節點固定，使節點不發生沉降和位移。

5）首先預裝下弦桿單元，再預裝上弦桿單元，然后預裝高弦桿單元，形成網格，安裝到位后安按上述方法裝第二個網格。

6）下弦桿預裝配單元的安裝，采用塔吊或汽車吊將預裝配單元吊至相應的網架位置。安裝到位后，用已安裝的下弦桿球擰緊下弦桿的高強度螺栓。同時，用安裝好的上弦球擰入并擰緊兩個腹桿的高強度螺栓，然后松開吊點。

7）用塔吊或汽車吊將上弦桿預裝單元吊至相應的網架位置，用安裝好的下弦桿球擰緊第二腹桿的高強度螺栓，然后將兩根上弦桿的高強度螺栓與安裝好的上弦桿球孔擰緊，形成一個整體網架。檢查網格的對角線尺寸和矢狀高度，使其符合設計和規范要求。

8）每個柱距網架安裝合龍后，即進行全面測量調整，合格后隨即將支座與框架柱按設計要求進行固定，使已安裝就位的結構體系形成穩定的剛性體系。

9）網架結構安裝完畢形成一個整體穩定結構體系，為檁條和屋面板的安裝提供了工作面，檁條和屋面板提升至設計位置后，即可人工安裝就位。

5 結語

大跨度空間網架的安裝方案分析比選與施工，要以現場實際施工條件為基礎，綜合分析安裝難度、工期、成本等因素，選定最優安裝方案。在具體的施工過程中，為了有效地保證空間網殼施工的質量和效果，在充分掌握空間網格施工技術要求的基礎上，結合實際，對空間網架施工技術進行優化創新，從而使該技術的應用價值最大化。

參考文獻：

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[2]焦安亮，陳澤君．某綜合體育館的高空散裝法施工[J]．施工技術，2007，（10）：32-34+37．

[3]崔澤旺，周皓．首臺超臨界百萬機組干煤棚網殼施工探討[J]．武漢大學學報（工學版），2007，（S1）：374-379．

[4]徐國引，柳銀生，雍鑫，等．門式網架無支架施工關鍵技術[J]．施工技術，2016，45（17）：134-136+140．