鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量問(wèn)題分析及預(yù)防措施

袁理智

忻州市工業(yè)學(xué)校（034100）

近年來(lái)，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在我國(guó)建筑行業(yè)有較大的發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也越來(lái)越廣泛。由于鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有剛度大、重量輕、抗震能力比較強(qiáng)及整體效果好，由多個(gè)桿件從不同方向有規(guī)律地連接組成一個(gè)完整的高次超靜定空間結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)改變了常見(jiàn)的平面桁架受力體系，能夠承受來(lái)自不同方向的各種荷載。因此被廣泛用于一些機(jī)場(chǎng)航站樓、倉(cāng)庫(kù)、體育場(chǎng)館、地鐵、高鐵站、廠房、加油站、碼頭、煤棚、科技館、教育培訓(xùn)中心等。建筑外形狀各異，可以是矩形、圓形或者扇形，也有的是馬鞍形、飄帶形等。但鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量問(wèn)題，如安裝累積誤差、安裝水平度、垂直度要求等，直接關(guān)系到工程質(zhì)量，這就必須對(duì)一些安裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，采取必要的防范措施，以確保工程質(zhì)量。

1 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

1）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)是其改進(jìn)了直接點(diǎn)互相支撐作用，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性好，強(qiáng)度及抗震能力大幅提高。即使地基有不均勻沉降或者個(gè)別桿件受損的情況下，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中內(nèi)部桿件也能自動(dòng)調(diào)節(jié)其內(nèi)力分配，始終保持結(jié)構(gòu)的完整安全。

2）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是高次超靜定空間結(jié)構(gòu)，能夠承受來(lái)自不同方向的荷載，可以有效地利用建筑空間。

3）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的自重輕，用鋼量少。

4）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的適用性非常廣，不僅適用于中小型跨度的工業(yè)與民用公共建筑，同時(shí)也適用于大跨度的工業(yè)與民用建筑。而且建筑物結(jié)構(gòu)外形各異。

5）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)取材方便，桿件多采用高頻焊管或無(wú)縫鋼管或其他型鋼，材質(zhì)一般多采用Q235鋼或Q345鋼。

6）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)由于它的桿件、螺栓球、焊接球、錐頭、高強(qiáng)螺栓等已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，有利于工廠化規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)也能保證產(chǎn)品質(zhì)量。

7）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算已有通用的計(jì)算機(jī)計(jì)算程序和相當(dāng)成熟的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件，可以同時(shí)制作施工圖、查看制作材料表、查看內(nèi)力分析和網(wǎng)架的安裝示意圖等[1]。

2 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量注意事項(xiàng)

1）安裝前必須對(duì)鋼網(wǎng)架支座點(diǎn)軸線與標(biāo)高進(jìn)行校驗(yàn)。軸線、標(biāo)高要符合設(shè)計(jì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

2）安裝前，如果是混凝土柱則應(yīng)對(duì)柱頂強(qiáng)度及標(biāo)高進(jìn)行校驗(yàn)，必須符合設(shè)計(jì)文件相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。如果是鋼結(jié)構(gòu)柱，其制作及標(biāo)高必須符合設(shè)計(jì)文件的要求，否則不能安裝。

3）如果采用整體吊裝或者局部吊裝法時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一對(duì)提升裝備進(jìn)行檢查，對(duì)設(shè)備的提升速度、吊點(diǎn)、高空合攏以及高空調(diào)整等工作做好部署，使其符合施工組織設(shè)計(jì)的要求。

4）采用高空散裝法時(shí)，應(yīng)搭設(shè)滿堂腳手架，并按設(shè)計(jì)要求放線準(zhǔn)確布置好各支點(diǎn)位置以及對(duì)應(yīng)標(biāo)高。當(dāng)采用螺栓球高空散裝法時(shí)，應(yīng)設(shè)計(jì)布置好臨時(shí)支點(diǎn)，臨時(shí)支點(diǎn)的位置、數(shù)量應(yīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)算確定。

5）高空散裝的臨時(shí)支點(diǎn)應(yīng)選用千斤頂為宜，這樣就可以逐步調(diào)整網(wǎng)架高度。安裝結(jié)束拆卸臨時(shí)支架時(shí)，可以在各支點(diǎn)間同步下降，分段卸荷[2]。

3 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量工藝流程

3.1 螺栓球正方四角錐網(wǎng)架高空散裝法

工藝流程:核驗(yàn)柱頂混凝土強(qiáng)度并較核標(biāo)高→放線、驗(yàn)線→安裝下弦平面網(wǎng)格→安裝上弦倒三角網(wǎng)格→安裝下弦正三角網(wǎng)格→調(diào)整、緊固→安裝屋面帽頭→一支座焊接、驗(yàn)收。

3.2 焊接球地面安裝高空合攏法

工藝流程:柱頂放線、驗(yàn)線→焊接安裝下弦平面網(wǎng)格→焊接安裝立體網(wǎng)格→焊接安裝上弦網(wǎng)格→鋼網(wǎng)架整體提升→鋼網(wǎng)架高空焊接合攏→鋼網(wǎng)架整體驗(yàn)收[3]。

4 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題分析與預(yù)防措施

4.1 鋼網(wǎng)架安裝時(shí)出現(xiàn)尺寸偏差

4.1.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝尺寸偏大或者偏小。

4.1.2 原因分析

1）由于在焊接過(guò)程中焊縫的長(zhǎng)度及厚度影響、當(dāng)?shù)貧鉁馗叩汀⒑附訒r(shí)電流強(qiáng)度、焊接先后順序以及每一個(gè)焊工師傅焊接技術(shù)能力等因素的影響，而形成累積誤差。

2）在鋼網(wǎng)架螺接或者焊接過(guò)程中由于測(cè)量鋼尺本身存在誤差影響，造成測(cè)量結(jié)果誤差的累積，從而引起鋼網(wǎng)架整體安裝尺寸受到影響。

3）安裝過(guò)程中，要求各桿件不能有變形現(xiàn)象，如果安裝桿件變形就會(huì)造成整體尺寸偏差。

4.1.3 預(yù)防措施

1）經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，鋼管球節(jié)點(diǎn)加襯管時(shí)，每條焊縫收縮量應(yīng)為1.5~3.5mm，不加襯管時(shí)，每條焊縫收縮應(yīng)為1.0~2.0mm，焊接鋼板節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)收縮量應(yīng)為2.0~3.0mm。所以鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在下料安裝時(shí)，應(yīng)首先考慮到上述收縮量對(duì)鋼網(wǎng)架整體尺寸的影響。

2）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在安裝時(shí)鋼尺必須經(jīng)過(guò)統(tǒng)一校核后方可使用，同時(shí)還要考慮當(dāng)?shù)販囟扔绊懖⒓皶r(shí)進(jìn)行修正。

3）為了實(shí)際控制其中間各單元尺寸偏差，要求小的單元一定要在模具上統(tǒng)一進(jìn)行安裝，中間大點(diǎn)的單元也應(yīng)該在實(shí)際尺寸大樣上進(jìn)行安裝或者是預(yù)安裝。

4）有些網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程中，某些桿件由于傾斜放置或者其它不太好固定，此時(shí)為了保證網(wǎng)架整體尺寸精度，需要臨時(shí)加裝一些限制尺寸或者加固的桿件，安裝完畢后再拆下來(lái)。

4.2 整體拼裝出現(xiàn)變形

4.2.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

安裝好的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體拼裝變形超過(guò)允許偏差值。

4.2.2 原因分析

1）由于安裝順序不對(duì)，造成鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體累積誤差超過(guò)允許值。

2）由于焊接順序不對(duì)，造成各桿件累積誤差超過(guò)允許值。

4.2.3 預(yù)防措施

1）對(duì)大面積的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝時(shí)，沒(méi)有特殊情況一般采取從中間向兩邊順序安裝或者從中間向四周安裝順序，因?yàn)楫?dāng)桿件有一端是自由端時(shí)，能方便及時(shí)調(diào)整桿件拼裝尺寸，可以減小來(lái)自多方向的應(yīng)力與變形。

2）如果鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為螺栓球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，桿件拼接順序一般從一邊向另一邊安裝，或者桿件從中間向兩邊安裝順序進(jìn)行。整體順序?yàn)橄劝惭b下弦桿件，其次安裝中間斜桿，最后進(jìn)行上弦桿件的安裝。

3）如果鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為焊接球節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，桿件焊接順序應(yīng)為先焊接下弦節(jié)點(diǎn)，這時(shí)下弦桿件因?yàn)楹附痈邷囟罄鋮s收縮變形向上拱起，然后再焊接中間腹桿，最后焊接上弦桿件。但要注意在桿件拼裝焊接時(shí)應(yīng)盡量避免形成封閉圈，否則由于焊接熱變形而使應(yīng)力加大使整體產(chǎn)生變形，也影響了結(jié)構(gòu)的安全性。為了避免變形而往往采用對(duì)稱循環(huán)焊接法，如果是節(jié)點(diǎn)板焊接順序從邊沿向中心焊接，必要時(shí)可用夾緊器夾緊后將各板件點(diǎn)焊定位再進(jìn)行全面對(duì)稱焊接。

4.3 高空散裝標(biāo)高誤差

4.3.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)將安裝好的小單元或桿件直接在設(shè)計(jì)位置進(jìn)行高空散裝時(shí)，產(chǎn)生鋼網(wǎng)架整體下沉及標(biāo)高偏低現(xiàn)象。

4.3.2 原因分析

1）當(dāng)采用滿堂全支架法安裝時(shí)，由于所搭支架材質(zhì)剛度差，承載鋼網(wǎng)架重量時(shí)支架彎曲變形造成網(wǎng)架下沉標(biāo)高偏低。

2）當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)懸挑法安裝時(shí)，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在拼裝過(guò)程中，一端桿件始終處于懸挑狀態(tài)，由于各單元桿件自身不能承載自重，造成網(wǎng)架前端下?lián)?，誤差累積后整體標(biāo)高偏低。

4.3.3 預(yù)防措施

1）通常如果鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)有屋脊標(biāo)志線，采用以屋脊線標(biāo)高為準(zhǔn)，一般從中間向兩側(cè)安裝，使安裝過(guò)程中產(chǎn)生的誤差消除在結(jié)構(gòu)邊緣上。

2）滿堂支架必須確保其有足夠的剛度和穩(wěn)定性，安裝完成后支架總沉降量不得超過(guò)5mm。

3）當(dāng)采用現(xiàn)場(chǎng)懸挑法安裝時(shí)，由于網(wǎng)架單元自身不能承受自重，所以安裝時(shí)要對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行必要的加固措施。

4.4 高空散裝過(guò)程中桿件失穩(wěn)

4.4.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

鋼網(wǎng)架某些拉桿起不到拉伸作用，造成壓桿結(jié)構(gòu)失穩(wěn)而破壞。

4.4.2 原因分析

支撐網(wǎng)架的支架拆除方法不當(dāng)，也可能是安裝網(wǎng)架工藝不合理等質(zhì)量問(wèn)題造成桿件失穩(wěn)。

4.4.3 預(yù)防措施

1）首先要分析網(wǎng)架自重?fù)隙惹€，分區(qū)對(duì)稱拆除支架并按比例降落。

2）分析網(wǎng)架自重結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，把握好網(wǎng)架多點(diǎn)、對(duì)稱、同步下降，每步下降不得大于10mm，如此一步一步直到網(wǎng)架降落完畢。

4.5 網(wǎng)架單元安裝撓度出現(xiàn)偏差

4.5.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

鋼網(wǎng)架采用先安裝條狀或塊狀單元，后將各單元連成整體的安裝方法時(shí)，網(wǎng)架整體撓度值大于設(shè)計(jì)撓度值。

4.5.2 原因分析

各鋼網(wǎng)架單元在合攏時(shí)，由于自身重量而下沉。

4.5.3 預(yù)防措施

一般在網(wǎng)架合攏處，必須要有足夠剛度的支架，支架上裝有調(diào)整網(wǎng)架撓度的螺旋千斤頂。要在施工時(shí)根據(jù)網(wǎng)架實(shí)際情況，進(jìn)行必要的調(diào)整，使撓度值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4.6 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體平面扭曲

4.6.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

鋼網(wǎng)架在地面安裝后，整體吊裝時(shí)，出現(xiàn)平面扭曲變形而破壞。

4.6.2 原因分析

1）鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有充分考慮實(shí)際施工吊裝時(shí)網(wǎng)架整體所需要的剛度。

2）實(shí)際施工中鋼網(wǎng)架多點(diǎn)提升時(shí)不同步，高差超過(guò)允許值。

4.6.3 預(yù)防措施

1）鋼網(wǎng)架設(shè)計(jì)往往只是考慮正常使用時(shí)的荷載，實(shí)際施工中的荷載在設(shè)計(jì)中一般很難準(zhǔn)確計(jì)入，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮施工時(shí)多點(diǎn)吊裝可能出現(xiàn)的最大提升高差值，來(lái)驗(yàn)算鋼網(wǎng)架所需要的剛度，制作時(shí)要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。

2）在實(shí)際施工多點(diǎn)吊裝時(shí)要盡量做到同步提升，嚴(yán)格控制網(wǎng)架提升高差。提升高差允許值一般可取兩吊點(diǎn)間距的1/400，且不得超過(guò)100 mm。

4.7 鋼網(wǎng)架整體頂升時(shí)產(chǎn)生偏移

4.7.1 質(zhì)量問(wèn)題現(xiàn)象

已經(jīng)安裝好的鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)整體頂升到設(shè)計(jì)位置時(shí)，鋼網(wǎng)架軸線不能與設(shè)計(jì)定位軸線重合而產(chǎn)生偏移現(xiàn)象。

4.7.2 原因分析

1）鋼網(wǎng)架各點(diǎn)頂升不能同步進(jìn)行。

2）鋼網(wǎng)架各桿件及柱子材料剛度較差。

3）鋼網(wǎng)架整體頂升時(shí)各點(diǎn)布置距離過(guò)大或者分配不合理。

4）對(duì)應(yīng)鋼網(wǎng)架頂升點(diǎn)頂升時(shí)超出允許高差范圍。

5）在鋼網(wǎng)架頂升過(guò)程中千斤頂合力偏移引起柱軸線產(chǎn)生偏移。

6）網(wǎng)架支座中心與柱軸線中心不能重合，產(chǎn)生偏移。

4.7.3 預(yù)防措施

1）鋼網(wǎng)架整體提升時(shí)，應(yīng)設(shè)專人指揮統(tǒng)一頂升速度，盡量達(dá)到同步頂升。

2）鋼網(wǎng)架在頂升過(guò)程中，頂升點(diǎn)處以及柱子必須要有足夠的剛度，必要時(shí)要設(shè)置一些綴條等加固措施。

3）鋼網(wǎng)架在頂升過(guò)程中，頂升點(diǎn)距離的布置，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，要避免桿件因承受不住壓力而失穩(wěn)。

4）頂升時(shí)，相鄰的兩個(gè)支承點(diǎn)的允許高差值應(yīng)滿足其支承點(diǎn)結(jié)構(gòu)間距的1/1000，且不超過(guò)30 mm。但如果有兩個(gè)或者多個(gè)千斤頂同時(shí)參與頂升時(shí)，其允許高差值必須滿足不能超過(guò)千斤頂間距的1/200，且不得超過(guò)10mm。

5）頂升時(shí)，千斤頂合力的偏移而引起鋼網(wǎng)架柱支承點(diǎn)的偏移量不能超過(guò)柱軸線5mm，千斤頂必須保持豎直方向頂升。

6）網(wǎng)架在頂升過(guò)程中，其支座中心相對(duì)鋼柱基準(zhǔn)軸線的水平方向偏移量，不得超過(guò)柱截面短邊尺寸的1/50以及柱子實(shí)際高度的1/500[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)取材方便，造形各異，工程進(jìn)度快，況且鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有剛度大，重量輕，抗震能力強(qiáng)，整體效果好，再加上利用計(jì)算機(jī)軟件的深化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理、規(guī)范，出圖效率高。但鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量直接關(guān)系到工程質(zhì)量，因此必須對(duì)一些安裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，采取必要的預(yù)防措施，以確保工程質(zhì)量，為我國(guó)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程的健康發(fā)展提供有力保障。