雙層球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

龍期亮

（廣西建工集團(tuán)第三建筑工程有限責(zé)任公司）

1 工程概況

某訓(xùn)練館主體結(jié)構(gòu)為框架體系，建筑最高層數(shù)5層，中間部分上層，包含排球羽毛球?qū)?、籃球?qū)雍腕w操層。建筑占地面積約6400m2。建筑總高度33m。訓(xùn)練館屋面為雙層球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)高32.7m，投影直徑長(zhǎng)78.9m。

2 施工方案選擇

訓(xùn)練館屋面為雙層球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最高標(biāo)高32.7m，下弦最大標(biāo)高31.2m，網(wǎng)架厚1.5m。網(wǎng)架下部為5 層的框架結(jié)構(gòu)，頂層樓面標(biāo)高分別包括21.0m 和25.4m。利用結(jié)構(gòu)的有利特點(diǎn)，采用散件安裝和分塊吊裝相結(jié)合的施工方案。即球形網(wǎng)架分為屋蓋部分和立面部分兩個(gè)安裝區(qū)域，屋蓋部分在頂層樓面搭設(shè)滿堂腳手架平臺(tái)，散件拼裝，采用6015 型塔吊上料和拼裝；立面部分采用1 臺(tái)50t 履帶吊分塊吊裝就位，塊與塊間散件再利用塔吊或小型汽車吊補(bǔ)裝。

圖1 訓(xùn)練館示意圖

圖2 安裝分區(qū)、分塊示意圖

3 球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工

雙層球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工工藝如下：測(cè)量復(fù)測(cè)→屋蓋部分支撐架和操作架搭設(shè)→屋蓋部分網(wǎng)架散件拼裝→立面網(wǎng)架分塊吊裝→支撐架和操作架拆除。

3.1 安裝準(zhǔn)備

在安裝前需對(duì)預(yù)埋板（支承點(diǎn)）高差、坐標(biāo)（中心軸線）進(jìn)行復(fù)核，其誤差必須滿足表1 中的要求，否則需修正預(yù)埋板（支承點(diǎn)）。經(jīng)復(fù)核的預(yù)埋板應(yīng)用紅線標(biāo)出中心軸線，高差、平整度也應(yīng)在預(yù)埋板上標(biāo)出，同時(shí)在圖紙上做好相關(guān)記錄，便于后期安裝時(shí)的調(diào)整。

表1 預(yù)埋板（支承點(diǎn)）各參數(shù)誤差(單位：mm)

3.2 網(wǎng)架吊裝分塊及吊機(jī)選擇

根據(jù)主體混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將立面網(wǎng)架按長(zhǎng)度不同分為分塊吊裝1 和分塊吊裝2。球形網(wǎng)架屋面區(qū)域散件安裝采用6015 型塔吊吊裝，滿足吊裝要求。立面部分分塊吊裝，采用CC500 型50t 履帶吊。吊裝分段1 重量約7.6t，吊裝半徑10m，此半徑下額定起重11.27t，滿足吊裝需要。吊裝分段2 重量約10.2t，吊裝半徑10m，此半徑下額定起重11.27t，滿足吊裝需要。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)分塊拼裝

現(xiàn)場(chǎng)分塊拼裝流程：搭設(shè)拼裝支架，設(shè)置測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)，調(diào)整螺栓球的定位坐標(biāo)→定位螺栓球→定位螺栓球之間的桿件→復(fù)測(cè)分塊網(wǎng)架整體位形。構(gòu)件在工廠加工制作，分類打包以散件形式運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)構(gòu)件的重量，構(gòu)件的裝卸和拼裝使用16t 汽車吊完成構(gòu)件的垂直、水平運(yùn)輸。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，在訓(xùn)練館周邊設(shè)置4 個(gè)30m×300m 的拼裝場(chǎng)地，拼裝場(chǎng)地需平整壓實(shí)，并澆筑100mm 厚C20 混凝土，再混凝土面上設(shè)置拼裝胎架。拼裝胎架制作需按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)需對(duì)其位置、弧度、角度等進(jìn)行復(fù)測(cè)，復(fù)核合格后才能用于構(gòu)件拼裝。

3.4 臨時(shí)支撐布置及形式

在頂層樓面混凝土梁柱的位置設(shè)置承重支撐架，承重支撐架布置間距在4.0m～8.0m 之間。承重支撐架之間搭設(shè)鋼管腳手架，在承重支撐架底部設(shè)置工字鋼平臺(tái)，腳手架立桿支承在工字鋼上。上部散件拼裝時(shí)所有的荷載均由承重支撐架傳遞給樓面梁，這樣既能提高腳手架的整體穩(wěn)定性，又可以較少腳手架的用量。

3.4.1 承重支架

本工程承重支撐架采用1.0m×1.0m 四片平面桁架（預(yù)先焊接），現(xiàn)場(chǎng)通過螺栓連接成標(biāo)準(zhǔn)組合支撐節(jié)（1.0m×1.0m×1.0m），標(biāo)準(zhǔn)組合支撐節(jié)通過螺栓連接成承重支撐架。立柱和腹桿分別采用P89×4 和P60×3.4的圓管。

3.4.2 操作架搭設(shè)

屋蓋部分采用滿堂操作架高空散裝，滿堂操作架從21.0m 標(biāo)高和25.4m 標(biāo)高樓面開始搭設(shè)，周邊設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)。滿堂操作架采用扣件式鋼管滿堂架，鋼管采用Φ48×3。搭設(shè)參數(shù)詳見表2。

3.5 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工

本工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝分為屋蓋部分散件安裝和立面部分分塊吊裝。

3.5.1 屋蓋部分散件安裝

屋蓋部分網(wǎng)架采用滿堂操作架高空散裝法進(jìn)行施工，零部件采用塔吊進(jìn)行垂直、水平運(yùn)輸,用全站儀控制節(jié)點(diǎn)位置。

對(duì)于網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)的定位，由于是空間三維坐標(biāo)定位，在球節(jié)點(diǎn)下設(shè)置一可微調(diào)（調(diào)節(jié)幅度為10cm）的自制可調(diào)螺旋千斤頂，此調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在工作平臺(tái)上，即可以作為網(wǎng)架安裝時(shí)的支撐點(diǎn)，承受施工荷載，又可以調(diào)節(jié)網(wǎng)架球節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)[1]。

表2 滿堂操作架搭設(shè)參數(shù)

屋蓋部分網(wǎng)架安裝順序總體為從低往屋頂方向，一環(huán)一環(huán)安裝。具體為支座安裝，然后安裝下弦一榀網(wǎng)格，然后依次為腹桿和上弦桿。安裝過程中要同時(shí)進(jìn)行測(cè)量定位檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整。安裝時(shí)應(yīng)墊實(shí)下弦球，確保下弦節(jié)點(diǎn)不位移，同時(shí)邊安裝邊用全站儀對(duì)各控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量定位[2]。

3.5.2 立面部分分塊吊裝

立面部分采用1 臺(tái)50t 履帶吊分塊吊裝就位（按長(zhǎng)度不同分為分塊吊裝1 和分塊吊裝2），塊與塊間散件再利用塔吊或小型汽車吊補(bǔ)裝。立面部分吊裝在屋蓋部分安裝完成后并經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行。吊裝從⑨軸開始，沿順時(shí)針方向逐塊吊裝，塊與塊間散件補(bǔ)裝完成后才進(jìn)行下一塊吊裝，最后在⑨軸位置合攏。

3.6 支撐架卸載

卸載即施工安裝階段（施工階段的受力狀態(tài)）轉(zhuǎn)換到設(shè)計(jì)完成階段（結(jié)構(gòu)最終受力狀態(tài)）的過程，卸載（支撐架拆除）過程要避免結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)的破壞，必須保證結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定和支撐架的安全。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，支撐架拆除順序是從中間向四周對(duì)稱拆除。支撐架拆除要全過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指導(dǎo)卸載。

4 網(wǎng)架構(gòu)件制作質(zhì)量控制

4.1 螺栓球節(jié)點(diǎn)制作

本工程訓(xùn)練館螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通過螺栓球節(jié)點(diǎn)將桿件連接拼裝而成，保證拼裝質(zhì)量的關(guān)鍵在于螺栓球節(jié)點(diǎn)加工精度。螺栓球制作應(yīng)重點(diǎn)把關(guān)原材料、鍛造技術(shù)，確保制作質(zhì)量。螺栓球節(jié)點(diǎn)螺栓孔必須采用一次性裝夾加工技術(shù)制作，確保螺栓孔位置、尺寸精度以及各螺栓孔間的位置。針對(duì)不同材質(zhì)間焊接難度大，確保焊接質(zhì)量。網(wǎng)架支座與螺栓球節(jié)點(diǎn)材質(zhì)不同，焊接為手工焊，焊接前要預(yù)熱、分層施焊，確保焊縫質(zhì)量達(dá)到一級(jí)。

4.2 網(wǎng)架桿件加工

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)件主要有球節(jié)點(diǎn)（包括支座）、網(wǎng)架桿件，而網(wǎng)架桿件量占鋼構(gòu)件總量較大。網(wǎng)架現(xiàn)場(chǎng)拼裝質(zhì)量以及安裝能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵在于桿件制作質(zhì)量。鋼件下料采用精度高的數(shù)控切割機(jī)，確保網(wǎng)架桿件鋼管下料長(zhǎng)度符合規(guī)范要求。網(wǎng)架桿件鋼管組裝采取CO2氣體保護(hù)自動(dòng)焊接成型技術(shù)（即在專用網(wǎng)架桿件焊接機(jī)床上）；通過兩端設(shè)置的液壓系統(tǒng)將網(wǎng)架錐頭和鋼管構(gòu)件頂緊，兩邊的CO2氣體保護(hù)焊槍同時(shí)進(jìn)行桿件兩端焊縫的自動(dòng)焊。

4.3 拼裝質(zhì)量控制

網(wǎng)架桿件拼裝需采用特定的拼裝胎具，拼裝胎架制作需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行制作，制作完后需核對(duì)其位置、弧度、角度等，確保無誤后才能進(jìn)行構(gòu)件拼裝。組對(duì)定位采用全站儀對(duì)桁架各個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行精確定位。

制作胎具之前，必須用水平儀全面測(cè)量平臺(tái)基準(zhǔn)面的水平，并做好記錄，根據(jù)數(shù)據(jù)及實(shí)際情況，確定測(cè)量基準(zhǔn)面的位置，并做好標(biāo)志。在確定支架點(diǎn)的高度時(shí)將該點(diǎn)的測(cè)量值考慮其中，標(biāo)高誤差≤±3.0mm。用全站儀測(cè)量胎具的垂直度，垂直度≤h/1000，且不大于5mm，主要控制點(diǎn)為定位點(diǎn)的標(biāo)高。

5 結(jié)語

本文對(duì)某雙層球形螺栓球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的吊裝施工技術(shù)進(jìn)行了分析。根據(jù)工程特點(diǎn)和施工現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)網(wǎng)架安裝方案進(jìn)行了分析，選取了合適的安裝方案。劃分安裝區(qū)域、分塊吊裝、選擇合理的吊裝設(shè)備，解決了吊裝過程中的問題，提出了“屋蓋部分散件安裝和立面部分分塊吊裝相結(jié)合”的安裝方案，順利完成了屋面鋼網(wǎng)架的安裝，取得了良好的效果。