懸挑施工技術(shù)在不同形狀螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架安裝中的實(shí)際應(yīng)用

張景信

（河南能源化工集團(tuán) 規(guī)劃發(fā)展部，河南 鄭州 450000）

懸挑施工技術(shù)在不同形狀螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架安裝中的實(shí)際應(yīng)用

張景信

（河南能源化工集團(tuán) 規(guī)劃發(fā)展部，河南 鄭州 450000）

本文簡(jiǎn)要介紹了殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的特點(diǎn)，闡述了殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架懸挑施工的基本思路和施工工藝，以及該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。文中對(duì)兩種常見的殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架——柱殼和球殼的懸挑安裝操作方法進(jìn)行了分析比對(duì)，指出因網(wǎng)殼形狀不同穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格位置不同，進(jìn)而造成腳手架搭設(shè)位置不同和安裝次序不同，通過效益分析指出該技術(shù)優(yōu)點(diǎn),便于該技術(shù)進(jìn)一步的推廣和應(yīng)用。

螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架；懸挑拼裝；穩(wěn)定環(huán)帶網(wǎng)格；小拼單元

1 殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的特點(diǎn)

螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，桿件之間全部采用螺栓連接，現(xiàn)場(chǎng)安裝簡(jiǎn)便，廣泛用于大跨度、大空間的建筑結(jié)構(gòu)中。近年來，工業(yè)廠房屋蓋結(jié)構(gòu)（如原料均化庫、干料庫和成品庫等）使用柱面殼型和球面殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的工程實(shí)例逐漸增多起來。對(duì)于板型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架施工，可搭設(shè)腳手架高空組裝，也可在地面完成整個(gè)網(wǎng)架組裝后整體吊裝，或者分條塊組裝后再吊裝至空中組對(duì)；而對(duì)于殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架而言，由于結(jié)構(gòu)和外形的特殊性，必須借助搭設(shè)的腳手架體系才能完成整個(gè)網(wǎng)架的組裝。

2 懸挑拼裝方法的基本思路和施工工藝

殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架懸挑拼裝的基本思路是，綜合考慮網(wǎng)架形狀、支承情況和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狀況，先借助腳手架體系拼裝形成初始穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的若干連續(xù)的基本環(huán)帶網(wǎng)格（以下簡(jiǎn)稱“穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格”或“基本環(huán)帶網(wǎng)格”），再在此基礎(chǔ)上懸挑組裝其他環(huán)帶網(wǎng)格。為確保每次懸挑安裝后仍形成穩(wěn)定體系，單個(gè)的節(jié)點(diǎn)球必須和與它相連的桿件按一定的規(guī)律在地面預(yù)先拼裝成一球多桿的小拼單元組合件（以下簡(jiǎn)稱“小拼單元”），用吊車送至相應(yīng)的安裝位置進(jìn)行懸挑安裝。其根本出發(fā)點(diǎn)是將殼型網(wǎng)架空中安裝作業(yè)最大限度地移到地面來完成。而穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格是實(shí)施懸挑拼裝的基礎(chǔ)和前提條件，其位置確定時(shí)，既要考慮易于生根，又要便于腳手架搭設(shè)。

殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架懸挑拼裝的施工工藝流程是：施工準(zhǔn)備→搭設(shè)組裝基本環(huán)帶網(wǎng)格用的腳手架→散裝法安裝穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格→拆除腳手架（需經(jīng)驗(yàn)算滿足下步懸挑施工需要）→地面拼裝球桿小拼單元件→在穩(wěn)定環(huán)帶網(wǎng)格上逐排懸挑拼裝其他環(huán)帶網(wǎng)格→網(wǎng)架安裝完成檢查調(diào)整。

3 施工準(zhǔn)備

3.1 螺栓球和桿件等工件在工廠流水生產(chǎn)線條件下加工制作，出廠前編好序號(hào)，進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

3.2 對(duì)網(wǎng)架平面圖與基礎(chǔ)平面圖進(jìn)行復(fù)核，保證網(wǎng)架支座位置與基礎(chǔ)相吻合。檢查支承面和預(yù)埋件的尺寸、位置是否符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求，以及地面平整密實(shí)情況是否滿足要求。

3.3 綜合考慮網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形狀、支承情況和現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狀況等因素，分析確定基本環(huán)帶網(wǎng)格位置。對(duì)于柱面殼型網(wǎng)架，取柱殼中間部位座于4個(gè)支承點(diǎn)之上的幾條橫向連續(xù)環(huán)帶網(wǎng)格作為基本環(huán)帶網(wǎng)格；對(duì)于球面殼型網(wǎng)架，取球殼最下部座于所有支承點(diǎn)之上的2條完整的環(huán)帶網(wǎng)格作為基本環(huán)帶網(wǎng)格。

3.4 安排腳手架的架桿和扣件進(jìn)場(chǎng)，并復(fù)查其質(zhì)量情況。

4 搭設(shè)腳手架

4.1 在基本環(huán)帶網(wǎng)格位置處搭設(shè)相應(yīng)的腳手架。對(duì)于柱面殼型網(wǎng)架，可在柱殼任一個(gè)可形成穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格（座于4個(gè)支承點(diǎn)之上的橫向連續(xù)環(huán)帶網(wǎng)格）位置的下部空間搭設(shè)滿堂腳手架；對(duì)于球面殼型網(wǎng)架沿著球殼最下部二個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格搭設(shè)一圈腳手架。

4.2 腳手架設(shè)計(jì)時(shí)，其承載力和穩(wěn)定性應(yīng)滿足散裝基本環(huán)帶網(wǎng)殼的要求。

4.3 腳手架搭設(shè)時(shí)必須符合規(guī)范要求，搭設(shè)高度與下弦桿頂標(biāo)高位置基本齊平，頂部的腳手板要滿鋪、可靠固定，頂部四周設(shè)置防護(hù)欄桿。

5 組裝穩(wěn)定的基本環(huán)帶網(wǎng)格

5.1 當(dāng)土建支承面和腳手架驗(yàn)收合格后，方可開始在腳手架上拼裝基本環(huán)帶網(wǎng)格，拼裝成的基本環(huán)帶網(wǎng)格必須是穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，支座處不得少于4個(gè)支承點(diǎn)。

5.2 拼裝基本環(huán)帶網(wǎng)格時(shí)，先按支承面軸線位置安放支座，鋪放下弦球和下弦桿時(shí)，在每個(gè)下弦節(jié)點(diǎn)處加一臨時(shí)支承或調(diào)平器，使它處于設(shè)計(jì)的水平位置，緊接著安裝腹桿，然后安裝上弦桿和上弦球。

5.3 基本環(huán)帶網(wǎng)格拼裝完成以后，對(duì)其位置、標(biāo)高以及支座位置、標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量校正，并檢查所有套筒螺母是否擰緊、高強(qiáng)螺栓是否到位，符合要求后，將支座點(diǎn)焊或螺栓連接臨時(shí)固定。

5.4 基本環(huán)帶網(wǎng)格驗(yàn)收合格后，經(jīng)驗(yàn)算滿足懸挑施工下一個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格的需要，這時(shí)候可以拆除腳手架，以騰出相應(yīng)的場(chǎng)地和空間。

6 小拼單元地面組裝

6.1 小拼單元?jiǎng)澐帧澐謶?yīng)把握的基本原則是：懸挑安裝后形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，單個(gè)的球節(jié)點(diǎn)與桿件連接在一起拼裝，盡量減少高空作業(yè)量。實(shí)際劃分時(shí)應(yīng)綜合考慮網(wǎng)架結(jié)構(gòu)類型、懸挑安裝位置、安裝后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、施工條件等因素，將網(wǎng)架的各個(gè)螺栓球節(jié)點(diǎn)和與它相連的桿件有規(guī)律地劃分成一球多桿的小拼單元件，在圖紙上編好序號(hào)。由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式和網(wǎng)格位置的不同以及安裝次序的不同，拼裝小拼單元件時(shí)每一個(gè)螺栓球節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的桿件數(shù)可能不完全相同，如對(duì)于四角錐體單元組成的網(wǎng)殼，小拼單元基準(zhǔn)件是一球四桿，但對(duì)于每一個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格最先（最后）安裝的上弦（下弦）節(jié)點(diǎn)均不是一球四桿小拼單元。

6.2 小拼單元地面拼裝。小拼單元拼裝在其設(shè)計(jì)實(shí)際投影附近的地面上進(jìn)行，依照安裝次序按圖紙將每個(gè)螺栓球和相應(yīng)的桿件拼裝成一個(gè)個(gè)的一球多桿的小拼單元，拼裝完成后保持角度和尺寸，以防止桿件變形，并將螺栓擰緊，按圖紙編號(hào)編好序號(hào)。

7 懸挑法拼裝其他環(huán)帶網(wǎng)架

7.1 懸挑拼裝施工步驟。一是在已拼裝好的基本環(huán)帶網(wǎng)格的基礎(chǔ)上，向一側(cè)或兩側(cè)逐環(huán)帶懸挑拼裝其他網(wǎng)格，每次擴(kuò)展一條環(huán)帶網(wǎng)格。二是每個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格開始懸挑安裝時(shí)，用吊車將一個(gè)個(gè)小拼單元送至相應(yīng)的安裝位置，邊安裝邊測(cè)量網(wǎng)格的長(zhǎng)度、高度和垂度，如發(fā)現(xiàn)偏差太大時(shí)，及時(shí)予以校正和調(diào)整，一條上弦環(huán)線上的螺栓球節(jié)點(diǎn)依次安裝完成，進(jìn)行調(diào)整、緊固，接著依次安裝緊鄰的一條下弦環(huán)線上的螺栓球節(jié)點(diǎn)，如此交替進(jìn)行，直至該環(huán)帶網(wǎng)格安裝結(jié)束。實(shí)際施工時(shí)具體安裝順序可根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式和吊車站位情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。三是一條環(huán)帶網(wǎng)格懸挑拼裝完成后，對(duì)該環(huán)帶網(wǎng)格的位置、標(biāo)高、幾何尺寸、螺栓擰緊程度、撓度以及支座位置、標(biāo)高進(jìn)行校核，符合要求后，將支座點(diǎn)焊或螺栓連接臨時(shí)固定。如果該環(huán)帶網(wǎng)格沒有設(shè)計(jì)支座，應(yīng)設(shè)置臨時(shí)支座，待設(shè)計(jì)支座安裝后再將臨時(shí)支座拆除。四是按上述工藝逐環(huán)帶懸挑安裝其他網(wǎng)格，環(huán)帶網(wǎng)格安裝越多形成的網(wǎng)殼越穩(wěn)定。整個(gè)網(wǎng)架安裝完成后，進(jìn)行檢查驗(yàn)收，不符合要求的部位進(jìn)行調(diào)整，重新緊固連接螺栓。

7.2 柱面網(wǎng)殼懸挑安裝的操作要點(diǎn)。一是柱面網(wǎng)殼懸挑安裝施工時(shí)，從基本環(huán)帶網(wǎng)格開始，沿縱向依次向兩側(cè)逐環(huán)帶懸挑拼裝各個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格。安裝過程中，空中懸挑作業(yè)工人數(shù)與小拼單元桿件數(shù)保持一致。二是以四角錐體單元組成的柱殼為例。每個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格懸挑安裝開始時(shí)，先從中部（頂部）開始安裝第一個(gè)上弦球節(jié)點(diǎn)——由1個(gè)上弦球、1條上弦桿和2條腹桿組成的一球三桿的小拼單元，將其用吊車送至相應(yīng)的安裝位置，在其三根桿件對(duì)應(yīng)的三個(gè)已安裝螺栓球的位置上的三個(gè)工人，將桿件的另一端與對(duì)應(yīng)的螺栓球連接，并擰緊螺栓，檢測(cè)合格后第一個(gè)上弦球節(jié)點(diǎn)安裝完成。按上述工藝向兩側(cè)依次安裝由1個(gè)上弦球、2條上弦桿和2條腹桿組成的一球四桿小拼單元基準(zhǔn)件，逐節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。最后安裝環(huán)帶端部的上弦球節(jié)點(diǎn)——由1個(gè)上弦球、2條上弦桿和1條腹桿組成的一球三桿小拼單元件。三是上弦球節(jié)點(diǎn)安裝完成后，接著從環(huán)帶中部（頂部）開始安裝第一個(gè)下弦球節(jié)點(diǎn)——由1個(gè)下弦球、1條下弦桿和2條腹桿組成的一球三桿小拼單元，用吊車將其送至相應(yīng)的安裝位置，在其三根桿件對(duì)應(yīng)的三個(gè)已安裝螺栓球的位置上的三個(gè)工人，將桿件的另一端與對(duì)應(yīng)的螺栓球連接，并擰緊螺栓。然后按上述工藝向兩側(cè)依次安裝由1個(gè)下弦球、2條下弦桿和2條腹桿組成的一球四桿小拼單元，逐步推進(jìn)。最后安裝環(huán)帶端部的下弦球節(jié)點(diǎn)——由1個(gè)下弦球、2條下弦桿和1條腹桿組成的一球三桿小拼單元件。

7.3 球面網(wǎng)殼懸挑安裝的操作要點(diǎn)。從基本環(huán)帶網(wǎng)格開始，沿豎向由球殼底部向殼頂收口式逐環(huán)帶懸挑拼裝各個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格。每個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格安裝時(shí)，可從任意一個(gè)螺栓球節(jié)點(diǎn)位置開始，沿順時(shí)針（或逆時(shí)針）方向依次懸挑安裝該環(huán)帶上弦球節(jié)點(diǎn)，拼裝方法同柱面網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)懸挑拼裝方法。上弦球節(jié)點(diǎn)全部安裝完成后，再依次安裝下弦球節(jié)點(diǎn)。對(duì)于以四角錐體單元組成的球殼，每個(gè)環(huán)帶網(wǎng)格最先安裝的一個(gè)上弦（下弦）節(jié)點(diǎn)是一球三桿小拼單元，每個(gè)環(huán)帶中間部位安裝的上弦（下弦）節(jié)點(diǎn)是一球四桿小拼基準(zhǔn)件，每個(gè)環(huán)帶安裝的最后一個(gè)上弦（下弦）節(jié)點(diǎn)是一球五桿小拼單元。

8 網(wǎng)架懸挑施工注意事項(xiàng)

8.1 網(wǎng)架懸挑施工屬于高空作業(yè)，必須做好作業(yè)人員的安全培訓(xùn)工作，作業(yè)時(shí)必須穿防滑鞋，佩戴好安全帽和安全帶。特殊工種人員必須持特殊操作證上崗作業(yè)。

8.2 網(wǎng)架安裝時(shí)，嚴(yán)格按圖施工，確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)、每根桿件對(duì)號(hào)入座。

8.3 每個(gè)螺栓球節(jié)點(diǎn)小拼單元件吊至高空組裝后必須保證組成一個(gè)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，不能出現(xiàn)活動(dòng)懸桿，以保證高空作業(yè)人員的安全。

8.4 在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝施工過程中，時(shí)刻注意平面軸線和標(biāo)高的控制，如出現(xiàn)較大的偏差，立即停止安裝，查明原因后，采取相應(yīng)的措施糾偏。

8.5 支座節(jié)點(diǎn)安裝，做到支承球節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)架支座緊密結(jié)合，網(wǎng)架支座底板與柱頂預(yù)埋件緊密結(jié)合，保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體平整度和整體剛度符合設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求。

9 效益分析

采用小拼單元懸挑施工殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架，具有安全、靈活、快捷、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

9.1 利用結(jié)構(gòu)本身體系承受自身荷載和懸挑作業(yè)荷載，不需搭設(shè)滿堂腳手架，占用場(chǎng)地大幅度減少，且不受地形條件限制，施工靈活性大大增加；腳手架投入量少，周轉(zhuǎn)材料費(fèi)用省。

9.2 采用懸挑法安裝網(wǎng)架，將空中作業(yè)最大限度地移到地面來完成，在地面預(yù)先拼裝小拼單元，且安裝時(shí)無需大型吊裝設(shè)備；腳手架在基本環(huán)帶網(wǎng)格安裝完畢即可拆除，為施工提供了極為方便的現(xiàn)場(chǎng)條件。施工作業(yè)安全性好，費(fèi)用省。

9.3 小拼單元地面拼裝與空中吊裝作業(yè)可組織流水作業(yè)，提高了安裝效率，有效縮短工期，且易于保證安裝質(zhì)量。

9.4 柱面殼型網(wǎng)架的縱向長(zhǎng)度與跨度比值越大，或球殼型網(wǎng)架高度與直徑比值越大，懸挑安裝優(yōu)點(diǎn)越顯著。

10 工程應(yīng)用實(shí)例

河南中美鋁業(yè)有限公司原設(shè)計(jì)平面投影242.50m*60.15m的礦石均化堆場(chǎng)工程，由管桁架結(jié)構(gòu)改為柱面殼型螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，采用小拼單元懸挑方法安裝施工，安全，快捷，總用鋼量由1400噸降到700噸左右，節(jié)約資金500多萬元，工程造價(jià)比傳統(tǒng)施工方法減少30%以上。

[1]陳大一.螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架(殼)高空懸挑散裝施工【J】.建材技術(shù)與應(yīng)用，2007（12）.

[2]常文慧.談大跨度殼形螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架安裝施工技術(shù)[J].山西建筑，2011（37）：35.

TU758.11

A

1671-0037（2014）06-78-2

張景信（1967-），男，本科，工程師，研究方向：建設(shè)工程項(xiàng)目技術(shù)管理。