正四角錐球形網(wǎng)架安裝施工方案的選擇

郝富增 付立中

1 工程概況

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院體育館工程是新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院重要的體育建筑，是學(xué)校體育運(yùn)動(dòng)會(huì)的主會(huì)場，工程位于新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院校區(qū)內(nèi)。本工程由籃球館、網(wǎng)球館、游泳館組成，游泳館最高點(diǎn)標(biāo)高17.6 m，籃球館、網(wǎng)球館最高點(diǎn)標(biāo)高23.5m，網(wǎng)架基本網(wǎng)格尺寸4.0m×4.0m。本工程采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，體育館屋面為正四角錐鋼結(jié)構(gòu)體系，節(jié)點(diǎn)采用螺栓球連接方式。

2 方案選擇

2.1 施工難點(diǎn)及特點(diǎn)分析

本工程籃球館屋面為球形網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，受現(xiàn)場安裝場地條件的限制，鋼結(jié)構(gòu)安裝施工不具備大型吊裝設(shè)備的使用，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)工程施工難度加大。然而鋼結(jié)構(gòu)工程是整個(gè)工程施工的關(guān)鍵工序，它的工期直接影響整個(gè)工程的進(jìn)度，是整個(gè)工程的重中之重，必須得以保證。根據(jù)以上現(xiàn)場特點(diǎn)和施工難點(diǎn)分析，在施工工期、技術(shù)質(zhì)量和施工安全等方面，就幾種施工方案進(jìn)行比較。

2.1.1 滿堂腳手架高空散裝法

滿堂腳手架高空散裝法，需將地面混凝土結(jié)構(gòu)部分工程施工完成后，在結(jié)構(gòu)板面上搭設(shè)滿堂腳手架到設(shè)計(jì)標(biāo)高，滿鋪的腳手板作為操作面進(jìn)行拼裝的一種施工方法。用此種施工方法施工時(shí)，首先，鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)工程工期將延遲，而且滿堂腳手架必須待鋼結(jié)構(gòu)完成安裝后才能拆除，在此期間館內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)施工區(qū)域內(nèi)的其他工序均無法穿插施工;其次，腳手架前期搭設(shè)及后期拆除的時(shí)間較長，且成本較高。

2.1.2 高空滑移的辦法

因本工程網(wǎng)架為弧形造型，且各柱頂支座標(biāo)高高低不平，不具備滑移施工的條件。

2.1.3 分塊安裝高空對接的方法

采用在地面上分塊散裝，利用提升設(shè)備或起重設(shè)備吊裝至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)對接，使之成一整體。但是此種方法受場地限制，不適合于本工程網(wǎng)架的施工，但對于網(wǎng)架尾部彎弧部分來說很適用。

2.1.4 整體提升的方法

采用在地面組裝，用多組拔桿起吊，在提升到不同的標(biāo)高層時(shí)逐漸向四圍擴(kuò)散拼接，整體提升，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后落入支座就位。此種方法，在提升過程中能讓其他工序穿插進(jìn)行，適合本工程室內(nèi)部的網(wǎng)架安裝，但缺點(diǎn)是:本工程室內(nèi)部分是樓板，樓板的承重能力必須經(jīng)過精密計(jì)算和通過專家論證后才能進(jìn)行施工。

2.1.5 高空散裝的方法

先在中軸線上搭設(shè)幾榀腳手架組裝平臺(tái)，由于螺栓球網(wǎng)架所有構(gòu)件都按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求在廠家加工成型，現(xiàn)場只須拼裝即可，拼裝時(shí)依據(jù)腳手架組裝平臺(tái)，網(wǎng)架先落入支座固定，沿兩側(cè)支座軸線和中軸線的組裝平臺(tái)逐漸向前延伸擴(kuò)展，每延伸拼裝一個(gè)軸線，定位一軸網(wǎng)架。此種施工方法高效、快捷、費(fèi)用低，又可與其他工序交叉施工，對建筑結(jié)構(gòu)受力也沒有影響。

2.2 方案選擇

根據(jù)本工程網(wǎng)架的特點(diǎn)和難點(diǎn)，結(jié)合上述幾種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選用第五種方案，高空散裝的方法，依據(jù)兩側(cè)混凝土軸柱和腳手架組裝平臺(tái)拼接，逐步向前拼裝、固定，一次成型的方法。采用這種高空散裝的方法，既穩(wěn)定又高效，還有利于其他部門的工序穿插作業(yè)，對保證該工程的整體工期計(jì)劃很有利，所以優(yōu)先選用此種施工方案。

3 方案施工

3.1 施工前的準(zhǔn)備

3.1.1 圖紙深化設(shè)計(jì)

圖紙深化設(shè)計(jì)必須要與施工方案相結(jié)合，并給現(xiàn)場施工提供各項(xiàng)指導(dǎo)數(shù)據(jù)，是本工程安全施工的前提保證。本工程深化設(shè)計(jì)工作與施工方案的編制同步進(jìn)行，采用空間結(jié)構(gòu)“SFCAD”軟件進(jìn)行計(jì)算，并運(yùn)用浙大“SMTCAD”軟件進(jìn)行核算，以此來保證該工程結(jié)構(gòu)施工的安全。

3.1.2 材料采購

材料要定尺進(jìn)料，便于套材，最大限度提高材料使用率。所有原材料進(jìn)廠后，均應(yīng)檢查其質(zhì)量證明書及材質(zhì)化驗(yàn)單是否齊全，且與本工程設(shè)計(jì)要求一致，并對主要材料進(jìn)行復(fù)檢。

3.1.3 施工安排

做好勞動(dòng)力安排和安排主要設(shè)備進(jìn)場計(jì)劃。

3.2 網(wǎng)架預(yù)拼裝的方法及要求

3.2.1 預(yù)拼裝前的檢查

1 )安裝構(gòu)件前應(yīng)對構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢查。2)安裝施工中各工序、工種之間嚴(yán)格執(zhí)行自檢、互檢、交接檢，保證各種偏差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

3.2.2 預(yù)拼裝前的準(zhǔn)備

組裝前依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和土建軸線精確放線，確定螺栓球網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)位置，為下一步的拼裝奠定基礎(chǔ)。

3.2.3 預(yù)拼裝

1 )為了便于施工，提高工程進(jìn)度，下弦組裝前其腹桿和上弦桿應(yīng)根據(jù)圖紙對號(hào)入座，搬運(yùn)到位。2)腹桿和上弦桿的組裝應(yīng)在下弦全部組裝結(jié)束后，經(jīng)測量無超差的基礎(chǔ)上進(jìn)行組裝，由圖紙中對應(yīng)的桿件在拼裝時(shí)來確定螺栓球的位置。隨時(shí)檢查縱橫軸線的幾何尺寸，并進(jìn)行校正后才能繼續(xù)組裝。3)整體下弦組裝結(jié)束后對幾何尺寸進(jìn)行檢查，必要時(shí)應(yīng)用經(jīng)緯儀校正同時(shí)用水平儀抄出各點(diǎn)高低差進(jìn)行調(diào)整，并作好記錄。按記錄的內(nèi)容設(shè)置臨時(shí)支撐點(diǎn)。4)各桿件與節(jié)點(diǎn)連接時(shí)中心線應(yīng)匯交于一點(diǎn)，螺栓球應(yīng)匯交于球心，其偏差值不得超過1 mm。

3.3 測量控制

3.3.1 控制網(wǎng)的布置

1 )平面控制網(wǎng)布設(shè)。鋼結(jié)構(gòu)安裝測量控制網(wǎng)與土建施工控制網(wǎng)采用同一場地坐標(biāo)系，整個(gè)室內(nèi)部分螺栓球網(wǎng)架設(shè)三個(gè)平面控制點(diǎn)作為復(fù)測過程中控制點(diǎn)。2)高程控制網(wǎng)布設(shè)。高程控制網(wǎng)沿用土建高程控制網(wǎng)，在安裝好的下弦固定標(biāo)尺作為高程標(biāo)記?？刂凭W(wǎng)應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求來施測，并清晰、正確地做好原始記錄。在測量過程中，應(yīng)加強(qiáng)自檢、互檢，以避免差錯(cuò)。

3.3.2 測量工藝

1 )螺栓球的測量定位:它的作用是保證在拼裝階段螺栓球位置的正確性。要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的幾何尺寸和土建提供的軸線用經(jīng)緯儀精確放線，確定網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)位置，同時(shí)用水平儀進(jìn)行找平，劃出十字中心線。2)拼裝結(jié)束后，要對拼裝網(wǎng)架的幾何尺寸進(jìn)行驗(yàn)收測量，為最終連接提供依據(jù)。

3.3.3 安裝過程中的測量

安裝過程控制測量:它的作用是確保安裝工作的順利完成;它的特點(diǎn)是測量工作量大，需要即時(shí)測量來配合安裝。

3.3.4 結(jié)構(gòu)監(jiān)測

1 )鋼結(jié)構(gòu)總拼完后及屋面施工完后應(yīng)分別測量其撓度值;所測的撓度值，不得超過相應(yīng)設(shè)計(jì)值的115%。

2 )由于后期使用過程中，屋面各種荷載及吊掛荷載完成后，桿件應(yīng)力變化最大，由業(yè)主委托專業(yè)測量單位進(jìn)行監(jiān)測。

3.4 安裝施工方法

1 )在看臺(tái)搭設(shè)腳手架組裝平臺(tái)，利用看臺(tái)上搭好的操作平臺(tái)，組裝完該軸線的網(wǎng)架，檢查無誤后與支座焊接。2)在前一步組裝完的網(wǎng)架基礎(chǔ)上繼續(xù)拼裝，順序?yàn)?向前伸一個(gè)網(wǎng)格先安裝網(wǎng)架下弦，再在地面組裝好單元節(jié)點(diǎn)，每單元節(jié)點(diǎn)以一個(gè)鋼球四根桿件為宜;利用卷揚(yáng)機(jī)把單元節(jié)點(diǎn)吊至空中就位。安裝工人坐在節(jié)點(diǎn)上，待高強(qiáng)螺栓對準(zhǔn)鋼球上的螺孔后擰緊，即完成一個(gè)單元節(jié)點(diǎn)的安裝。以此安裝順序延伸擴(kuò)展下去，直到整個(gè)軸線安裝完，并與支座焊接。3)依上步的方法安裝依次推進(jìn)，至整個(gè)網(wǎng)架安裝完畢，并拆除臨時(shí)的腳手架支撐(卸載)。

4 結(jié)語

通過本工程籃球館正四角錐形網(wǎng)架的安裝方案的分析比較，選出合理的施工方案，在較短的工期內(nèi)，保證施工安全和質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期的效果。

［1］ 北京市地方標(biāo)準(zhǔn)，鋼管腳手架、模板支架安全選用技術(shù)規(guī)程［S］.

［2］ GB 50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］ 劉 杰.扣件式鋼管高支撐模板系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工［J］.山西建筑，2010，36(6)：146-147.