大跨度傾斜網(wǎng)架屋面的安裝技術(shù)

李春，陳晨

（江蘇揚(yáng)建集團(tuán)有限公司鋼結(jié)構(gòu)分公司，江蘇 揚(yáng)州 225002）

1 工程概況

1.1 工程概況

工程為螺栓球節(jié)點(diǎn)雙層異形鋼網(wǎng)架，長317.4 m，寬57 m，中間跨最大跨度37 m，東西懸挑為15 m，南北懸挑為 5.5 m，整個(gè)面為折線形，最低標(biāo)高44.225 m，最高 36.675 m，網(wǎng)架矢高3.5 m。由于柱頂標(biāo)高相差7.55 m，給網(wǎng)架安裝造成較大困難。網(wǎng)架整體采用高空散裝法，利用滿堂腳手架散裝。恒荷載：上弦層 1.2 kN/m2，下弦層 0.0 kN/m2；活荷載：上弦層0.5 kN/m2，下弦堂腳手架散裝。風(fēng)荷載：基本風(fēng)壓 0.5 kN/m2。所有桿件均大于Ф140，螺栓球均大于Ф140。由4個(gè)獨(dú)立的建筑屋面組成一個(gè)完整的屋面，共計(jì) 10 300根桿件（圖1，2）。

圖1 網(wǎng)架屋面外觀

圖2 擬定效果

4個(gè)獨(dú)立的建筑間都各有4～5根直徑為70 cm、長約23 m的搖擺柱，由二層平臺預(yù)埋件與網(wǎng)架下弦螺栓球之間連接，達(dá)到抗震的目的（圖3）。

1.2 工期要求

由于該工程為城慶項(xiàng)目，施工工期很緊。各分項(xiàng)工程同步進(jìn)行，現(xiàn)場5臺塔吊不可能只為網(wǎng)架一項(xiàng)服務(wù)。為保障現(xiàn)場的安裝進(jìn)度，現(xiàn)場使用一臺300 t履帶吊車不間斷進(jìn)行垂直運(yùn)輸作業(yè)。

圖3 建筑搖擺柱連接

2 大跨度不規(guī)則傾斜網(wǎng)架的安裝難點(diǎn)

屋面是由4塊一個(gè)至高點(diǎn)三面斜坡的形式組合而成，另有兩個(gè)檐口有15 m的懸挑部分。因此下滑力及懸挑安裝難度明顯。為了保證斜坡面網(wǎng)架的順利安裝，則需有足夠的拉力保證網(wǎng)架安裝時(shí)不滑移和懸挑部分的繞度符合要求。另外，斜坡面的安裝控制，桿件間節(jié)點(diǎn)安裝誤差的糾正也是重點(diǎn)難點(diǎn)。

3 安裝難題的解決措施

3.1 傾斜屋面控制安裝措施

斜坡面的安裝主要問題是屋面由于下滑力會產(chǎn)生位移，必須在施工過程中將下滑力中和。本工程的簡單正確做法為利用鋼絲繩對屋面下滑的作用力產(chǎn)生阻力。經(jīng)過計(jì)算選用Ф22 mm 6×37 1570級抗拉強(qiáng)度為25 t＞23 t的鋼絲繩。將鋼絲繩由底節(jié)點(diǎn)處的支座球節(jié)點(diǎn)環(huán)繞扣緊，垂直拉向水平高節(jié)點(diǎn)處的砼柱上。在安裝過程中，每個(gè)主軸線上的支座球節(jié)點(diǎn)處都需要鋼絲繩控制，使整體屋面的受力均勻，不能由于受力不均勻?qū)е鲁霈F(xiàn)網(wǎng)架支座球節(jié)點(diǎn)的位移或者網(wǎng)架變形。這樣不僅破壞了建筑的外觀，同時(shí)也對建筑物的安全產(chǎn)生負(fù)面影響。此外斜坡面的網(wǎng)架安裝支座時(shí)，可先將低節(jié)點(diǎn)處的支座根據(jù)軸線標(biāo)高一次焊接完畢，留高節(jié)點(diǎn)處的支座方便控制進(jìn)行微調(diào)（圖4）。

圖4 斜坡面網(wǎng)架支座安裝

3.2 懸挑屋檐的安裝問題

屋面檐口東西兩側(cè)向外懸挑15 m，根據(jù)施工實(shí)際情況，最簡單安全的施工方法為先安裝內(nèi)部網(wǎng)架部分大于15 m，控制好網(wǎng)架框架軸線支座的尺寸，將此部分螺栓球與支座一次性施工完畢形成整體，再安裝懸挑部分。安裝懸挑部分時(shí)預(yù)先計(jì)算好需要起拱尺寸，保證懸挑部分安裝完畢后符合設(shè)計(jì)要求和不影響整個(gè)建筑的外觀。在網(wǎng)架未形成幾何不變體之前，在網(wǎng)架下旋節(jié)點(diǎn)處需增加若干個(gè)臨時(shí)支撐點(diǎn)，防止網(wǎng)架下繞變形，在網(wǎng)架形成剛體后，再將支撐點(diǎn)拆除。拆除后應(yīng)立即進(jìn)行饒度觀測，若不合格需立即進(jìn)行調(diào)整（圖5）。

圖5 懸挑屋檐安裝

3.3 桿件安裝控制

先定位支座→下弦節(jié)點(diǎn)→下弦桿→腹桿及上弦節(jié)點(diǎn)→上弦→校正→擰緊螺栓（圖6）。

圖6 桿件安裝

（1）下弦桿與球的組拼：連接下弦球與桿件的高強(qiáng)螺栓螺紋一次擰緊到位。

（2）腹桿與上弦球的組裝：腹桿與上弦球的組合就成為向下三角錐，腹桿與上弦球連接的高強(qiáng)螺栓是全部擰緊的，腹桿下端連接下弦的三只螺栓只能擰緊一只，另兩只是松的，主要是為上弦桿的安裝起松口作用。

（3）上弦桿的組裝：三根上弦桿組合即成向下三角錐體。上弦桿安裝順序應(yīng)由內(nèi)向外。根據(jù)已裝好的腹桿體排列。高強(qiáng)螺栓先后擰緊。

所有桿件一次性安裝完畢，方便軸線控制和及時(shí)調(diào)整（圖 7）。

圖7 網(wǎng)架組件

單元體拼裝是網(wǎng)架安裝的基礎(chǔ)工作，也是質(zhì)量保證的關(guān)鍵，必須嚴(yán)格控制拼裝質(zhì)量，為網(wǎng)架總拼裝打好基礎(chǔ)（表1）。

表1 拼裝單元體的允許偏差 mm

3.4 桿件和螺栓球連接的注意事項(xiàng)

安裝過程中傾斜度較大，需要臨時(shí)支點(diǎn)來控制非水平桿件尺寸高度要求。從螺栓的安裝過程來看，由于網(wǎng)架安裝過程中使用的是高強(qiáng)螺栓，所以盡量保證網(wǎng)架桿件在同一水平上（有特殊要求的網(wǎng)架桿件除外）以確保螺栓與螺栓球咬合完好、基本無縫隙。高強(qiáng)螺栓必須逐個(gè)進(jìn)行擰緊程度檢查，要求套筒與球體和桿端之間無縫隙、無松動，杜絕高強(qiáng)螺栓滑絲桿件的跟轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生。高強(qiáng)螺栓的緊固給網(wǎng)架提供了良好的穩(wěn)定性，避免了網(wǎng)架的走形和松動，故施工單位應(yīng)該對網(wǎng)架的高強(qiáng)螺栓進(jìn)行反復(fù)檢查以確保緊固合格（圖8）。

圖8 桿件和螺栓球連接

4 施工準(zhǔn)備

（1）根據(jù)網(wǎng)架屋面的走勢高度向下1.5 m處，搭設(shè)每平方米稱重為150 kg的滿堂腳手架。網(wǎng)架桿件垂直運(yùn)輸平鋪分開擺放，準(zhǔn)備高空全單件散裝作業(yè)。

（2）安裝前對網(wǎng)架支座軸線與標(biāo)高進(jìn)行驗(yàn)線檢查，網(wǎng)架軸線、標(biāo)高位置必須符合圖紙要求。埋件軸線偏差，相對標(biāo)高及平整度要求：軸線偏差≤15 mm；相對標(biāo)高：相鄰點(diǎn)高差≤5 mm，任意兩點(diǎn)高差≤10 mm；平整度≤3 mm。

（3）安裝前對支座混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，混凝土強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求才能安裝。

（4）將所有網(wǎng)架支座擺放到位，等待固定。

（5）繞度控制需準(zhǔn)備1mm鋼絲繩、激光水平儀。

5 實(shí)際安裝情況

5.1 履帶吊車垂直運(yùn)輸

實(shí)際安裝根據(jù)土建進(jìn)度要求，由最東側(cè)區(qū)域開始安裝。300 t履帶吊車滿足工程需求在東區(qū)進(jìn)行垂直運(yùn)輸，風(fēng)雨無阻。

5.2 安裝步驟

由東至西由內(nèi)而外由低處向高處安裝。支座的準(zhǔn)確定位和屋面防滑移措施，可保證施工的安全性。

5.3 及時(shí)調(diào)整誤差保證安裝的準(zhǔn)確性

安裝時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)起拱高度不夠，借助塔吊校證誤差。保證安裝成型的網(wǎng)架精確度，不需要大范圍返工，也是保證工期的重要措施。

5.4 網(wǎng)架繞度控制

繞度的檢查：第1次檢查在每區(qū)網(wǎng)架桿件大致完成時(shí)（懸挑未完成）；第 2次檢查在每區(qū)網(wǎng)架包括懸挑完成時(shí)，檢查懸挑部位對網(wǎng)架的影響；第3次檢查是在網(wǎng)架上檁條安裝完畢，檢查網(wǎng)架上加負(fù)重對其影響；第4次檢查是在網(wǎng)架整體完成時(shí)，檢查繞度是否變化，后期也要對其繞度進(jìn)行跟蹤復(fù)核。

網(wǎng)架不規(guī)則，跨度大、坡度大。支座是和混凝土預(yù)埋件連接，基本無高度變化，故選取其上螺栓球和桿件位置，采用水準(zhǔn)儀和激光水平儀相結(jié)合的方法，將螺栓球和選取桿件上的標(biāo)高標(biāo)記到一條軸線的桿件上。為了達(dá)到更好的視覺效果，用1 mm的鋼絲繩將選用軸線 2端制作上的點(diǎn)拉成一條直線，直接比較鋼絲繩與軸線上網(wǎng)架螺桿的標(biāo)記就能清楚看到繞度變化。

5.5 搖擺柱的安裝

網(wǎng)架全部安裝完畢后，預(yù)先安裝好下端口的搖擺柱與網(wǎng)架下口螺栓球處的節(jié)點(diǎn)連接。網(wǎng)架精準(zhǔn)安裝，可保證上部端口的順利安裝。

6 結(jié)語

本施工方法合理地解決了揚(yáng)州市科技教育綜合館的安裝難題，保證了施工安全和工期的要求，在100 d內(nèi)完成了此網(wǎng)架屋面的安裝。該方法對其他類似工程有一定幫助。