大跨度空間網(wǎng)架安裝方案比選與施工技術(shù)研究

【摘? ? 要】：為了保證大跨度空間鋼網(wǎng)架安裝的安全性、經(jīng)濟性和高效性，以實際工程為例，通過對鋼網(wǎng)架安裝方案進行分析與比選，確定最優(yōu)方案，并結(jié)合施工過程進行驗算，順利地完成了施工。

【關(guān)鍵詞】：大跨度；空間網(wǎng)架；鋼結(jié)構(gòu)

【中圖分類號】：TU391【文獻標志碼】：C【文章編號】：1008-3197（2024）01-73-03

【DOI編碼】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.01.020

收稿日期：2022-12-09

作者簡介：徐桂?。?992 - ）， 男， 學士， 工程師， 從事施工技術(shù)管理工作。

Comparison and Selection of Installation Schemes and Construction Technology of Long-span Space Grids

XU Guichen

（The First Construction Engineering Group Co. Ltd. of Guangxi Construction，Nanning 530001，China）

【Abstract】：In order to ensure the safety， economy and high effciency of large-span spatial steel grid installation， the paper determines the optimal solution through analysis and comparison of the steel mesh frame installation plan. Combined with the construction process， the construction was successfully completed， which can be used as a reference for similar projects.

【Key words】：large span; space network frame; steel structure

大跨度空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在各類大型建筑中廣泛應用；然而，其安裝方案的選擇與施工技術(shù)的研究一直是工程界的難題。網(wǎng)架的安裝方式有多種，包括整體吊裝法、整體提升法、高空滑移法、高空散裝法，分塊安裝法等[1]，這些方法的選擇取決于工程的具體情況和施工條件。本文以實際工程為例，通過對鋼網(wǎng)架安裝方案的比選與施工技術(shù)的研究，為類似項目的實施提供理論支持與實踐指導。

1 工程概況

百色市體育中心訓練館總建筑面積25 075.49 m?；屋蓋為空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)總高度36 m；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)投影面積為10 238 m?。網(wǎng)架為四角錐螺栓球節(jié)點，矢高2.1 m，桿件材質(zhì)Q235B，為高頻焊管或無縫鋼管，螺栓球采用45號鋼。見圖1。

2 施工中的重難點分析

1）加工難度大：網(wǎng)架共3 780個節(jié)點、14 870根桿件，螺栓球和桿件規(guī)格型號多。

2）跨度大：網(wǎng)架最大跨度66.80 m。

3）安裝高度高：網(wǎng)架為四周鋼骨混凝土柱支承，最大柱頂標高33 m、最低最頂標高約18 m。

4）施工場地受限制：訓練館內(nèi)布置有平臺，二層平臺梁標高11.4 m，局部三層平臺標高19.4 m，汽車起重吊布置受影響。

5）工期緊：屋蓋展開面積超過10 000 m?，計劃工期共150 d，其中網(wǎng)架安裝工期50 d。

3 安裝方案分析

3.1 方案一

從底部四周向中間合龍。采用滿堂支撐+獨立臨時支撐安裝+高空散裝法，網(wǎng)架從四周向中間頂部拼裝。見圖2。

3.1.1 優(yōu)點

1）起步安裝時高度較低，距離樓面約8.0 m。

2）利于周邊柱點就位。

3.1.2 缺點

1）網(wǎng)架最大坡度36%，向中間頂部爬升安裝時較吃力，越往中間桿件越大，起升質(zhì)量越大，最大四角錐質(zhì)量約400 kg。

2）需要臨時支撐柱16處，安裝時間長、成本高。

3）中間部位距離二層樓面約22 m，合龍精度要求較高、難度較大。

4）所需腳手架面積較大，約3 900 m?。

3.2 方案二

從中間頂部向四周底部安裝。采用滿堂支撐+高空散裝法，網(wǎng)架從中間頂部向四周展開拼裝。見圖3。

3.2.1 優(yōu)點

1）根據(jù)本工程建筑模型效果，此安裝方法更符合受力模型的假定。

2）對稱安裝時累計誤差最小。

3）由于沿柱距安裝，從中心向四周輻射狀，柱距較小，約8.5 m，經(jīng)計算分析，安裝時不需要設置臨時支承點。

4）利于工作面的全面展開，可以有力保障工期和安裝質(zhì)量

5）不影響下部結(jié)構(gòu)安裝，盡量避免交叉作業(yè)。

3.2.2 缺點

腳手架面積相對最大，約4 200 m?。

3.3 方案選擇

相對于方案一，方案二能夠更大程度減少臨時支撐柱的安裝費用和施工時間，同時能夠大面積展開施工，也降低了安裝難度，綜合分析，最終選定方案二。

4 施工過程控制要點

4.1 施工順序

利用主體樓地面搭設施工腳手架平臺，安裝網(wǎng)架中間頂部I區(qū)網(wǎng)架，之后采用高空散裝法對稱安裝II區(qū)、III區(qū)網(wǎng)架構(gòu)件。見圖4。

4.2 起步網(wǎng)架安裝

1）支座全部就位，并設置好定（限）位鍵。

2）腳手架按要求搭設完畢：滿堂腳手架采用?48 mm×3.5 mm腳手架鋼管進行搭設，立桿間距為1.2 m×1.2 m，步高1.5 m，設置縱橫向剪刀撐以及水平剪刀撐，增加補強措施保證整個架體的穩(wěn)定性。搭設時，搭建總高度為距離網(wǎng)架的下弦桿0.3 m；平臺滿鋪模板，并搭設好臨邊防護。滿堂腳手架從二層樓面開始向上搭設，最高約為22 m，同時安裝剪刀撐，滿足自身穩(wěn)定性的要求。

3）先從中部向周邊底部對稱進行安裝。

4）將網(wǎng)架兩支座用相應桿件按圖紙編號進行連接并對好柱頂軸線、中心線。

5）按下弦球所需標高在鋼管架上做好臨時支點，保證下弦球的標高位置[2]。

6）按照圖紙上的桿件、球的編號位置安裝第一跨間下弦球、桿，組成縱向網(wǎng)格，并擰緊高強螺栓[3]。

7）安裝第一跨之間的腹桿和上弦桿球，這是一個由一個球和四個腹桿組成的四邊形圓錐體組合單元。四角錐組合小單元組裝完成后，將其翻轉(zhuǎn)到下弦桿平面網(wǎng)格上，對準后小單元腹桿高強螺栓，擰入下弦桿球孔，固定兩個外腹桿高強螺栓。

8）安裝上弦桿，連接兩個上弦桿球根據(jù)圖紙編號，收緊上弦桿的高強度螺栓和內(nèi)兩個腹桿，檢查網(wǎng)格的對角線尺寸和高度的向量。

9）安裝時采用千斤頂或方木塊將下弦球墊實，確保下弦節(jié)點不位移，同時邊安裝邊用全站儀對各控制節(jié)點進行測量定位[4]。

10）安裝完成后對該區(qū)塊進行測量調(diào)整，合格后將支座與預埋件全部焊接固定。使安裝就位后的結(jié)構(gòu)體系形成了穩(wěn)定的剛性體系。

4.3 后續(xù)網(wǎng)架安裝

1）網(wǎng)架的地（樓）面拼裝，按照網(wǎng)架的特有規(guī)律，預拼單元主要集中在兩種規(guī)格，單元1（由一顆下弦球，兩根下弦桿和兩根腹桿組成）和單元2（由一顆上弦球，兩根上弦桿和兩根腹桿組成）。

2）起步網(wǎng)架安裝完畢后，進行一次全面的測量合格后將網(wǎng)架支座與框架柱焊接固定。

3）網(wǎng)架高空散裝法安裝以已安裝完成的網(wǎng)架為基礎，安裝順序由中間頂部向周邊底部對稱安裝發(fā)展，整個網(wǎng)架安裝由最高點支座向訓練館周邊支座逐圈安裝發(fā)展，直至全部安裝完畢。

4）高空散裝安裝前，先安裝支座節(jié)點部分網(wǎng)架，由于其安裝質(zhì)量將直接影響后續(xù)構(gòu)件的安裝質(zhì)量，所以要嚴格控制安裝精度。采用剛性支撐將支座部分網(wǎng)架球節(jié)點固定，使節(jié)點不發(fā)生沉降和位移。

5）首先預裝下弦桿單元，再預裝上弦桿單元，然后預裝高弦桿單元，形成網(wǎng)格，安裝到位后安按上述方法裝第二個網(wǎng)格。

6）下弦桿預裝配單元的安裝，采用塔吊或汽車吊將預裝配單元吊至相應的網(wǎng)架位置。安裝到位后，用已安裝的下弦桿球擰緊下弦桿的高強度螺栓。同時，用安裝好的上弦球擰入并擰緊兩個腹桿的高強度螺栓，然后松開吊點。

7）用塔吊或汽車吊將上弦桿預裝單元吊至相應的網(wǎng)架位置，用安裝好的下弦桿球擰緊第二腹桿的高強度螺栓，然后將兩根上弦桿的高強度螺栓與安裝好的上弦桿球孔擰緊，形成一個整體網(wǎng)架。檢查網(wǎng)格的對角線尺寸和矢狀高度，使其符合設計和規(guī)范要求。

8）每個柱距網(wǎng)架安裝合龍后，即進行全面測量調(diào)整，合格后隨即將支座與框架柱按設計要求進行固定，使已安裝就位的結(jié)構(gòu)體系形成穩(wěn)定的剛性體系。

9）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝完畢形成一個整體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系，為檁條和屋面板的安裝提供了工作面，檁條和屋面板提升至設計位置后，即可人工安裝就位。

5 結(jié)語

大跨度空間網(wǎng)架的安裝方案分析比選與施工，要以現(xiàn)場實際施工條件為基礎，綜合分析安裝難度、工期、成本等因素，選定最優(yōu)安裝方案。在具體的施工過程中，為了有效地保證空間網(wǎng)殼施工的質(zhì)量和效果，在充分掌握空間網(wǎng)格施工技術(shù)要求的基礎上，結(jié)合實際，對空間網(wǎng)架施工技術(shù)進行優(yōu)化創(chuàng)新，從而使該技術(shù)的應用價值最大化。

參考文獻：

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