工業(yè)廠房網(wǎng)架施工技術(shù)研究

王 志 勇

(山西汾陽網(wǎng)架建設(shè)有限公司，山西 汾陽 032200)

0 引言

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為大跨度空間結(jié)構(gòu)的主要形式之一，在建筑市場中的應用范圍和應用率較廣。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、空間整體性好、力學性能優(yōu)越、施工速度快、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，廣泛應用于多功能廳、廠房、體育館等公共或工業(yè)建筑中。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要是由球節(jié)點和桿件焊接，在工廠加工完成，經(jīng)施工現(xiàn)場拼接、提升安裝，在施工過程中易產(chǎn)生相應的難點，因此對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)進行研究極為必要。

1 工程概況

某鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)廠房，柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)為8 m×11 m，廠房高16 m，總建筑面積約為28 140 m2，廠房屋面使用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。該工業(yè)廠房抗震設(shè)防烈度為8度，抗震等級為二級，設(shè)計使用年限為50年，預計工期為455 d。

2 網(wǎng)架施工方案

2.1 網(wǎng)架安裝方案比選

目前在工業(yè)廠房中安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的方法主要有高空散裝法、高空滑移法、整體吊裝法、整體提升法和整體頂升法五種安裝方法。

高空散裝法是指在施工現(xiàn)場將網(wǎng)架構(gòu)件運輸至柱頂再進行焊接施工。施工前在預組裝的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)周圍搭設(shè)全支架或單元支架，全支架是覆蓋整個施工作業(yè)面，單元支架是在組裝部位的下方搭設(shè)支架，該部位網(wǎng)架組裝完成后再將支架拆卸移動至另一部位進行組裝施工。高空散裝法主要適用于以螺栓連接的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，且跨度和面積較小的結(jié)構(gòu)。

高空滑移法是指在工廠或施工現(xiàn)場的地面上將各零件焊接成條狀或塊狀的單元，在建筑兩側(cè)設(shè)置滑移道，將組裝成的條狀或塊狀單元吊裝至指定位置，使組裝成的條狀或塊狀單元逐一滑移至設(shè)計位置，所有單元滑移到位后將各單元焊接為整體。高空滑移法分為兩種滑移法，一種為單條滑移法，另一種為累計滑移法。常規(guī)的高空滑移法特指單條滑移法，而累計滑移法是現(xiàn)將兩條或三條單元焊接為一個整體，將該整體滑移至指定位置后再使用同樣的方法進行拼裝。單條滑移法適用于常規(guī)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，累計滑移法適用于不規(guī)則型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，如正四棱錐型網(wǎng)架、六面體網(wǎng)架、四角錐網(wǎng)架等。

整體吊裝法是指在工廠或施工現(xiàn)場將鋼網(wǎng)架完全組裝，運輸至施工現(xiàn)場后使用一輛或多輛吊車將鋼網(wǎng)架整體吊裝安裝，安裝時可通過使用吊車對鋼網(wǎng)架局部高度進行微調(diào)，從而確保鋼網(wǎng)架的安裝到位。整體吊裝法適用于面積較小的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

整體提升法是指在鋼柱上安裝提升設(shè)備，待網(wǎng)架在工廠或施工現(xiàn)場組裝完成后運輸至指定位置進行提升安裝。整體提升法適用于支撐點較多的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場受局限性較大。

整體頂升法是指在工廠或施工現(xiàn)場將鋼網(wǎng)架完全組裝，運輸至施工現(xiàn)場后使用千斤頂設(shè)備將網(wǎng)架整體頂升至設(shè)計位置。整體頂升法適用于網(wǎng)架支撐點較少的工程。

由于該工業(yè)廠房具有建筑面積大、網(wǎng)架面積大、網(wǎng)架跨度大、工期短等特點，因此施工單位在方案比選后擬采用高空散裝法進行施工。盡管該工程總網(wǎng)架面積大，但柱網(wǎng)尺寸較密，為8 m×11 m。因此施工時使用高空散裝法，將各球節(jié)點和桿件通過螺栓連接，下方搭設(shè)可滑動式支撐平臺，支撐平臺使用滑輪—卷揚機或滑輪—手扳葫蘆系統(tǒng)牽引，某一位置拼裝完畢后將支撐平臺移動至另一位置進行拼裝施工。

2.2 網(wǎng)架安裝順序

安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)前，在廠房最東側(cè)和最西側(cè)兩榀柱距內(nèi)布置支撐平臺，然后在組裝鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。將該位置鋼網(wǎng)架通過螺栓和焊接連接穩(wěn)固后，將支撐平臺向中部移動繼續(xù)進行拼接。該榀柱間鋼網(wǎng)架拼接完畢后，將支撐平臺拆除架設(shè)至另一相鄰榀柱間，采用同樣的方法進行拼接，以此類推至所有鋼網(wǎng)架拼接完成。在拼接過程中，每完成一個節(jié)點的焊接，均須使用金屬超聲波無損探傷檢測儀對焊縫進行探傷，并使用全站儀對球節(jié)點和連桿的位置進行確認和復核，一切無誤后方可進行下一步施工。

3 支撐平臺滑動系統(tǒng)架設(shè)工藝

支撐平臺滑動系統(tǒng)的架設(shè)是該工程的重點和難點之一，滑動系統(tǒng)架設(shè)的質(zhì)量好壞決定了整個施工過程的工期長短。

3.1 滑動支架的安裝

滑動支架主要有滑動軌道、支架底座、支架的主體和相應的工作面等部分。由于該工業(yè)廠房建成后的用途是制作混凝土砌塊，在后期建成后需在廠房內(nèi)安裝滑行軌道。若在安裝鋼網(wǎng)架時單獨鋪設(shè)軌道則工程所需成本較高，因此綜合該廠房的后續(xù)使用功能，施工單位在安裝完鋼柱后直接安裝后續(xù)使用的滑行軌道，該軌道前期可用于支架的滑行軌道，后期也可直接用于運輸混凝土砌塊車的滑行軌道。安裝完滑行軌道后在滑動支架底部安裝與滑行軌道配套的滑輪和其他安全防護用具。

3.2 滑動工藝

由于施工方案中為增加工作面和提高施工速率，在廠房東西兩側(cè)各布置兩部滑動支架，兩部滑動支架之間無有效連接，該柱間網(wǎng)架安裝完成后同步向中間滑動?；瑒訒r為確保兩部支架同步向前，在軌道上標注距離，滑動支架時由專人負責兩部支架的滑動距離，并控制滑動速度相同，確保兩部滑動支架位于同一位置。除此之外還應控制牽引設(shè)備的受力平衡，避免因受力不平衡而導致滑動支架跑偏或傾覆。牽引滑動支架時的牽引速度應控制在2 m/h內(nèi)，確保滑動支架的穩(wěn)定性。

4 網(wǎng)架的安裝工藝

4.1 網(wǎng)架的拼接工藝

滑動支架架設(shè)完成后，將滑動支架移動至指定位置，進行下一步網(wǎng)架拼接施工。進行網(wǎng)架拼接時，將拼接網(wǎng)架所需的桿件和球節(jié)點使用專用擺桿或汽吊等特殊機械進行吊運，吊運至指定位置進行拼接安裝。拼接時首先對下弦的2條～3條橫向桿件進行安裝，安裝時確保桿件和球節(jié)點位置的準確性和安裝精度。若安裝時下弦桿件出現(xiàn)相應的偏差應使用微調(diào)托架對桿件進行相應的調(diào)整。將上述2條～3條橫向桿件焊接完成無誤后再焊接縱向桿件，縱向桿件的焊接注意事項和重點與橫向桿件焊接相同。將下弦桿件單元焊接完成后焊接安裝上弦球和上弦腹桿。焊接施工時的重點施工步驟是在焊接上弦和腹桿連接時，需確保下弦與腹桿間的連接為點焊。該部分網(wǎng)架單元組裝完成后，將網(wǎng)架單元安裝于柱頂球節(jié)點處，若不能順利安裝則應將下弦相應的螺栓進行松動并進行相應的微調(diào)，確保上弦順利安裝。

將連接球節(jié)點與桿件進行連接時，應在桿件外安裝襯管，使球節(jié)點與桿件可緊密連接。兩者之間的縫隙足夠小時(最大處應不大于2 mm)，將桿件與球節(jié)點進行焊接施工，焊接完成2 h內(nèi)應使用金屬超風波探傷儀對焊縫進行探傷。若探傷結(jié)果顯示存在缺陷，應使用相應器具將缺陷找出并再次有效焊接，去除缺陷，之后再進行焊縫探傷檢測，直至焊縫檢測通過。

4.2 焊接注意事項

該工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)面積大，現(xiàn)場焊接工作量大。由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)所用桿件和球節(jié)點壁厚較薄，在焊接時若焊接工藝較差或控制不嚴，則易導致桿件或球節(jié)點被燒穿、變形，從而影響焊接質(zhì)量和網(wǎng)架傳力系統(tǒng)的安全性。因此在進行焊接時，應優(yōu)先采用手工電弧焊和二氧化碳氣保焊，且確保焊條干燥。焊接時，應遵循先上弦節(jié)點后下弦節(jié)點焊接、先單元后整體、從內(nèi)到外的順序進行焊接安裝。安裝桿件襯管時，襯管的長度不應低于4 cm。焊接時為確保焊接的平順，應先使用角磨砂輪機將焊接部位清理干凈，避免焊接處存在油污、銹跡等雜物從而影響焊接質(zhì)量。進行點焊施工時，桿件與球節(jié)點間的焊點不應少于4個，確保點焊的連接節(jié)點具有一定的承載能力。焊接時，若焊縫較厚則應進行分層焊接，從而降低焊接應力。焊接時若發(fā)現(xiàn)已焊接位置存在缺陷則應立即停止焊接，找出缺陷位置并進行相應的修補。

4.3 安裝精度控制

網(wǎng)架各桿件和整體的安裝精度是網(wǎng)架是否能達到設(shè)計要求的承載能力和網(wǎng)架的安全性能的關(guān)鍵因素。安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時應依據(jù)《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的要求進行自檢、監(jiān)理單位監(jiān)督和第三方檢測機構(gòu)的抽檢，滿足上述各項檢測和監(jiān)督要求后方可進行下一步施工。

5 結(jié)語

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是目前多數(shù)多功能廳、廠房、體育館等公共與工業(yè)建筑首選的屋面結(jié)構(gòu)，其具有質(zhì)量輕、空間整體性好、力學性能優(yōu)越、施工速度快、經(jīng)濟性好等優(yōu)點而被廣泛應用。在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工過程中存在相應的安裝方向性選擇難題，如可根據(jù)工程實際情況選擇合適的安裝方法，常規(guī)的安裝方法主要有：高空散裝法、高空滑移法、整體吊裝法、整體提升法和整體頂升法。安裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)時，從各個施工工序和細節(jié)進行控制，從而確保網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有設(shè)計要求的承載能力和安全性，最終達到《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定和使用要求。

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