超大跨度球形網(wǎng)架安裝施工技術(shù)研究

李樹斌

（中鐵十八局集團(tuán)隧道工程有限公司，重慶，400700）

前言

球形網(wǎng)架是一種新型的屋蓋承重結(jié)構(gòu)，屬于多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，它改變了平面屋架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，能夠承受來自各方的荷載。常見的網(wǎng)架安裝方法主要有六種，分別為高空散裝法、分塊安裝法、高空滑移法、整體吊裝法、整體提升法、整體頂升法[1]。

1、高空散裝法是屋頂拱形將小拼單元或散件直接在設(shè)計位置進(jìn)行總拼的方法。

2、分塊安裝法是指將網(wǎng)架分成條狀或塊狀單元分別由起重設(shè)備吊裝至高空設(shè)計位置就位擱置，然后再成整體的安裝方法。

3、高空滑移法是指將分條的網(wǎng)架單元在事先設(shè)置的滑軌上單條（或逐條）滑移到設(shè)計位置拼接成整體的安裝方法。

4、整體吊裝法是指網(wǎng)架在地面上總拼后，用起重設(shè)備將其吊裝就位的施工方法。

5、整體提升法是指在結(jié)構(gòu)柱上安裝提升設(shè)備，將在地面上總拼好的網(wǎng)架提升就位的施工方法。

6、整體頂升法是指在設(shè)計位置的地面將網(wǎng)架拼裝成整體，然后用千斤頂將網(wǎng)架頂升到設(shè)計高度的施工方法。

每一種安裝方法都有其特點，需要現(xiàn)拱形鋼結(jié)構(gòu)屋面場的施工環(huán)境等一些因素來進(jìn)行選擇。我們在進(jìn)行網(wǎng)架安裝的時候，要根據(jù)實際的情況來選擇合適的安裝方法。

1工程概況和施工工藝

某廠房網(wǎng)架覆蓋面積為104.6m×27m=2824.2m2網(wǎng)架工程，工期任務(wù)緊、交叉施工單位多，搭設(shè)滿堂紅腳手架鋪設(shè)滑移平臺，影響其他工序的進(jìn)行，高空平臺散裝及高空分片滑移法不適合使用；受安裝場地條件的限制（前方高架車道、后方火車道），網(wǎng)架安裝施工不具備大型吊裝設(shè)備的使用條件，整體預(yù)升安裝法也不適合本工程。經(jīng)過多次論證，采用地面拼裝1跨起步架，整體吊裝就位后高空散裝施工工藝。

2施工工藝流程及控制要點

2.1工藝原理

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，通過對承載力驗算，采用地面拼裝1跨起步架安裝法。地面組裝完成后，采用1臺300噸汽車吊進(jìn)行吊裝；起步網(wǎng)架吊裝到位，調(diào)整好網(wǎng)架固定位置并做好臨時支撐后，從基本跨中間向兩端拼接，使作用力向周邊傳遞，便于調(diào)整網(wǎng)架節(jié)點球的高度。兩側(cè)四部8噸吊車平行椎體吊裝施工，直至網(wǎng)架安裝結(jié)束。

2.2網(wǎng)架特點及安裝方法

2.2.1網(wǎng)架特點

本網(wǎng)架采用螺栓球節(jié)點四角錐網(wǎng)架，螺栓球節(jié)點網(wǎng)架是一種新型的屋蓋承重結(jié)構(gòu)，屬于多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，這種平板形網(wǎng)架，結(jié)構(gòu)新穎美觀，桿件規(guī)律性強(qiáng)，網(wǎng)格統(tǒng)一，整體性好，空間剛度大，抗震性能好且便于安裝。屋頂為保溫復(fù)合彩板，彩板選用0.5mm厚鍍鋁鋅板，保溫層150mm厚玻璃絲卷氈，屋面排水為內(nèi)水溝外排水[2]。

2.2.2網(wǎng)架安裝方法

網(wǎng)架的安裝初步擬定三種施工方案如下表。

施工方案 現(xiàn)場分析 結(jié)論方案一 整體吊裝法 網(wǎng)架的跨度大，現(xiàn)場無拼裝場地，工期短 不可行方案二 整體拼裝法 需搭設(shè)整體腳手架，費用高，工期長 不可行方案三 分段拼裝整體滑移法局部搭設(shè)腳手架，施工方便，節(jié)約工期，減少投入。 可行

經(jīng)過現(xiàn)場條件分析及考慮經(jīng)濟(jì)、安全、工期等各項因素，項目部決定網(wǎng)架的吊裝采用分段拼裝整體滑移法（以上向流碳吸附澄清池網(wǎng)架安裝為例）：

2.2.3網(wǎng)架施工流程

材料采購、加工、制作→按規(guī)格打捆運至施工現(xiàn)場→搭建網(wǎng)架組裝所需施工平臺→在施工平臺上拼裝焊接成型→利用滑移小車及導(dǎo)鏈滑出施工平臺→完成合攏拼裝焊接后去掉滑移小車及導(dǎo)鏈，就位校正尺寸焊接支座。

3施工平臺搭設(shè)及要求

3.1施工平臺搭設(shè)

根據(jù)施工分段圖的要求，在施工現(xiàn)場中間搭設(shè)滿堂紅施工腳手架操作平臺，施工面積為9.6m×27.1m。如下圖（圖一、圖二、圖三）所示（其中陰影部分為混凝土池壁）：

圖一 腳手架平面圖

圖二 剖面圖一

圖三 剖面圖二

3.2施工平臺腳手架搭設(shè)要求

施工平臺腳手架搭設(shè)對施工能否順利進(jìn)行，施工人員能否安全施工起著關(guān)鍵作用。

（1）施工平臺為承重平臺，嚴(yán)格按照國家規(guī)范JGJ130-2001進(jìn)行搭設(shè)。

（2）嚴(yán)格按照腳手架搭設(shè)尺寸1200*1200*1200mm進(jìn)行施工，施工平臺應(yīng)用厚度不小于50mm木板平鋪。27.1m方向兩端每邊要與框架梁柱拉結(jié)，以保證腳手架平臺的穩(wěn)定性。

4網(wǎng)架施工順序及滑移方法：

4.1施工順序：

本工程采用在施工平臺上散拼滑移法進(jìn)行網(wǎng)架的安裝施工，因施工需要須在上向流碳吸附澄清池A池與B池連接處、C池與D池連接處搭建網(wǎng)架安裝施工平臺E。其中，A、B、C、D池各需網(wǎng)架11榀，為了提高施工速度首先在平臺E上散拼3榀網(wǎng)架，利用滑移小車及導(dǎo)鏈將網(wǎng)架向A池方向滑移，在保證施工平臺有足夠的作業(yè)面（可組裝2榀網(wǎng)架）后再進(jìn)行網(wǎng)架的組裝施工，每組裝完一次進(jìn)行滑移。為保證施工平臺在進(jìn)行B池網(wǎng)架安裝時有足夠作業(yè)面，在A池內(nèi)有9榀網(wǎng)架后暫停A池網(wǎng)架施工。然后，利用同樣方法對B池進(jìn)行網(wǎng)架安裝施工。最后進(jìn)行A池剩余2榀網(wǎng)架的安裝。施工完畢后將施工平臺移至C、D池連接處進(jìn)行C池、D池內(nèi)的網(wǎng)架安裝。施工平面如圖四所示：

圖四 分段滑移施工平面示意圖

4.2高空小拼單元體的連接

一個作業(yè)點的位置派5名工作人員，每個球節(jié)點位置1名；待單元體吊裝至安裝位置，由高空人員迅速將螺栓對應(yīng)各自位置，用扳手或管鉗將弦桿擰緊到位，待檢查確認(rèn)擰緊到位后，將套筒上的定位小螺栓鎖定，松開吊繩，進(jìn)行下一單元體施工。

4.3滑移方法：

滑移利用建筑物兩邊的框架梁，梁上安裝Ф20鋼筋做為滑移軌道，軌道上安放滑移滾動小車，施焊完畢的網(wǎng)架放在滑移小車上。在兩邊梁上栓上鋼絲扣固定吊鏈各一個（5T-10T），用Ф16鋼絲繩將吊鏈與網(wǎng)架支座連接，牽動兩邊梁上的導(dǎo)鏈，將網(wǎng)架滑移向圖紙要求的部位，如圖一、圖二所示：

圖五 滑移示意圖一

圖六 滑移示意圖二

5控制要點

5.1網(wǎng)架安裝過程中應(yīng)對網(wǎng)架的支座軸線、支承面標(biāo)高（或網(wǎng)架下弦標(biāo)高），網(wǎng)架屋脊線、檐口線位置和標(biāo)高進(jìn)行跟蹤控制，發(fā)現(xiàn)誤差積累應(yīng)立即停止安裝，查明原因并及時糾偏。糾偏時可用千斤頂、倒鏈、鋼絲繩、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、鋼尺等工具進(jìn)行。

5.2網(wǎng)架安裝后應(yīng)注意支座的受力情況，網(wǎng)架支座的施工要嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行。要做到螺栓球節(jié)點與支座緊密結(jié)合，支座墊板、限位板等應(yīng)按規(guī)定順序、方法安裝。確保網(wǎng)架的整體平整度與剛度。

5.3采用小拼單元進(jìn)行拼裝時，要嚴(yán)格控制小拼單元的定位線和垂直度。其允許偏差：定位線5mm；垂直度h/500（h為小拼單元高度）。

5.4各桿件與節(jié)點連接時中心線應(yīng)匯交于一點，螺栓球應(yīng)匯交于球心。其偏差值不得超過1mm。

5.5嚴(yán)格按照圖紙施工，確保每個節(jié)點、桿件對號入座，嚴(yán)禁強(qiáng)行安裝，確保網(wǎng)架在安裝過程中不出現(xiàn)較大附加應(yīng)力。

5.6對參加施工的全體人員進(jìn)行技術(shù)交底及安全教育；對參與網(wǎng)架安裝人員的測量工、起重司機(jī)、信號工等特種人員必須持證上崗。

6結(jié)語

采用散拼滑移法進(jìn)行安裝施工的網(wǎng)架完全滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求，經(jīng)監(jiān)理驗收全部一次性驗收合格。本施工方法相比傳統(tǒng)施工方法（整體吊裝滿設(shè)施工平臺）可將施工平臺進(jìn)行多次重復(fù)利用，節(jié)約大量腳手架及木板，不僅一次性節(jié)省施工成本約120萬元，縮短施工工期近20天，施工效率高，與其他單位施工交叉沖突性小，能更好的保證施工過程中的安全；同時由于施工工期短，能夠達(dá)到施工單位與建設(shè)單位共贏的目標(biāo)，對類似施工具有借鑒作用。

[1]董石麟,羅堯治,趙陽.大跨度空間結(jié)構(gòu)的工程實踐與學(xué)科發(fā)展[J].空間結(jié)構(gòu)，2015(04)：12-13.

[2]羅堯治,董石麟.空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)微機(jī)設(shè)計軟件MSTCAD的開發(fā)[J].空間結(jié)構(gòu)，2013(03)：84-85.