大跨度鋼網架安裝工藝和質量關鍵點防控

張學剛，韓志永

(天津電力建設公司，天津市，300041)

0 引言

鋼網架結構由于具有重量輕，承載能力強，可滿足大跨度的需要，而且外形美觀，空間結構各異，使得鋼網架結構在各種工業與民用建筑中得到廣泛的應用。鋼網架安裝屬于高危施工作業，國內曾出現過由于網架安裝工藝的不合理，關鍵點檢查驗收項目質量控制不到位，而導致網架坍塌事故，給人民的生命財產造成極大傷害的案例，在今后的大型鋼網架施工項目中，應該盡力避免類似重大事故的發生。

越南海防一期工程(2×300 MW)燃煤熱電廠儲煤棚長、寬、高分別為 184、136.6、27.2 m，總面積約為 25134 m2，總質量約為 1350 t，分 A、B、C、D 4 個軸列框架柱支撐，形成1號棚C—D軸和2號棚A—B軸2個大跨度區間，每個煤棚軸線跨距67.4 m，BC軸間距1.8 m，各軸列分別有27根框架柱，柱軸距7.5 m，柱頂高為21 m。采用正放四角錐螺栓球節點型平板鋼網架結構，結構兩邊找坡，網架支座下弦柱點支撐，采用鋼筋混凝土柱支撐支座球，屋面和墻面板采用鋼檁條支撐單層鍍鋅彩鋼板。根據設計特點和現場條件，本工程鋼網架安裝采用移動式腳手架高空拼裝法連續施工。

1 網架安裝支撐平臺的搭設

本工程鋼網架安裝施工采用高空拼裝法施工，高空拼裝法由于小構件單元在高空拼裝，無需使用大型的起重設備，但需要一個合適的支撐操作平臺(即滿堂腳手架)，需用大量的腳手管材料;高空拼裝法高空作業工作量大，且操作平臺空間有限，屬于高危作業。但如果技術措施準備到位，操作合理，可以利用小吊車解決大吊裝的問題［1-3］。

1.1 支撐平臺搭設的一般要求

拼裝支架平臺是在拼裝網架時，用于支撐網架，控制標高和作為鋼網架安裝操作平臺之用。支撐平臺的數量和布置方式，取決于安裝單元網架的尺寸和剛度，大跨度網架覆蓋面積大，支架需要數量多，應該在保證拼裝質量和方便操作的前提下，盡可能減少支架數量，以達到經濟效益。支架的位置必須對準網架下弦的支撐節點，支撐平臺間距不宜過大，以免網架安裝過程中產生過大的撓度。支架高度要方便操作，如用千斤頂和木支撐并用調整標高，則支架上表面距離網架下弦節點應為50～70 cm。

1.2 網架安裝支撐平臺搭設方案

本工程采用綜合承重腳手架進行網架支撐平臺的搭設，框架柱支撐網架支座球，支座球中心標高21.3 m，框架柱間距7.5 m，鋼管腳手架設置2個32.3 m ×9.6 m ×20.70 m 支撐架;為了保證支撐平臺滑移過程中的整體穩定性和便于操作控制，對滑移牽引力采用10 t手動倒鏈牽引支撐平臺，要求每次牽引必須同時受力，確保支架平穩滑移。具體方案為:

(1)地基處理。腳手架搭設處地基為經過水泥攪拌樁地基處理過的地面，因為本工程儲煤場區域設計為水泥攪拌樁的地基處理，地面標高為煤場地坪標高。地表面要求鋪設150～200 mm的碎石，并壓實，壓實度應大于0.93，地基承載能力達200 kPa。腳手架滑軌部分利用堆取料機軌道，部分另做臨時軌道。搭設軌道上的腳手架立桿時，需要與焊接在滑槽槽鋼上的鋼筋頭插接。在下滑槽槽鋼底部下面，先豎向，后橫向滿鋪設300 mm(寬)×50 mm(厚)通長木板，需鋪設木板寬度為1.2 m，這樣可以加大地基承載力面積，以確保腳手架在使用和滑移過程中，不會因地面局部應力過大、下沉量超標，而影響架體滑移結構的安全。

(2)搭設操作平臺。從地面開始，至頂部標高20.70 m處，搭設安裝網架平臺。表面用300 mm(寬)×50 mm(厚)的木板滿鋪并用12號鐵絲固定牢固。當在木板上施焊時，采用0.5 mm厚鍍鋅鐵皮墊在下面，以免焊接時引起火災。同時，在20.70 m作業層周邊搭設1.2 m高的臨時安全防護欄桿(活動式，方便拆裝)，四周設置300 mm(高)×50 mm(厚)的擋腳板，以預防網架施工時各類施工物品的墜落和施工人員的安全風險。

(3)立桿間距設置。 ±0.00～20.70 m 標高處，立桿縱距1.5 m、橫距1.2 m、步距1.5 m。連柱桿垂直間距1.2 m，連柱桿水平方向按建筑結構框架柱平面尺寸布置連接，里立桿距框架柱0.3 m。腳手架的底部立桿采用不同長度的鋼管參差布置，使鋼管立桿的對接接頭交錯布置，高度方向相互錯開500 mm以上，且要求相鄰接頭不應在同步同跨內，以保證腳手架的整體穩定性。立桿在地面±0.00 m滑軌部位，設置縱橫方向掃地桿連接于立腳點桿上，掃地桿離鋼滑軌頂面高不大于200 mm。立桿的垂直偏差應控制在不大于架高的1/100。

(4)橫桿設置。橫桿搭設高度的步距為1.5 m，在18.90～20.70 m標高處及底層腳手架步距為1.2 m。腳手架橫桿按立桿與大橫桿交點處固定在立桿上，以形成空間結構整體受力。

(5)剪刀撐設置。腳手架外側面的兩端及中部設置3道縱向剪刀撐，并應由底至頂連續設置;橫向設置3道垂直剪刀撐，這3道橫向剪刀撐之間在標高15 m處再用剪刀撐相連接。水平支撐分別設置在1.65、7.65、13.65、19.65 m 標高處。垂直支撐斜桿與地面的夾角控制在45°～60°，并應由底至頂連續設置。在水平部位設置剪刀撐，垂直距離每隔6.0 m設置一處水平剪刀撐，剪刀撐斜桿的接長采用搭接，搭接長度不小于1 m，應采用3個旋轉扣件固定。在與之相交的橫向水平桿的伸出端或立桿上，旋轉扣件中心線離主節點的距離不大于150 mm。

(6)軌道處結構斜撐的設置。由于軌道與軌道之間的跨度較大，必須設置相應斜桿將力傳遞到軌道上。軌道斜撐的設置應通過計算來確定。間距按立桿的橫向間距設置為1.2 m，斜桿與地面的夾角大于或等于 60°［4］。

2 網架安裝工藝

(1)大型網架為多支撐結構，支撐結構的軸線與標高是否準確，影響網架的內力和支撐反力。因此，支撐網架的框架柱的軸線和標高的偏差應盡可能小，在網架拼裝前應予以復核。拼裝網架時，為保證其標高和各榀屋架軸線的準確性，拼裝前需預先放出標高控制和各榀屋架軸線和輔助控制線，用以檢查和調整網架的標高。在支撐網架的框架柱頂上，用經緯儀測量各軸線柱頂中心線交點，以正鏡、倒鏡的方法將各榀網架的軸線延長標記出來，網架拼裝時以此為準檢查各榀屋架的軸線偏差。測量用的鋼尺應與金屬結構制造廠放樣用的鋼尺校對，統一標準，并修正溫度和長度的影響［5］。

(2)拼裝順序。在確定拼裝順序時，要避免誤差積累和便利拼裝，另外要考慮結構的受力特點和吊裝機械的性能。考慮到本工程每榀網架間距為7.5 m，單跨網架能夠承受網架自身荷載，所以決定首先施工第1跨網架，等第1跨網架施工驗收完畢、達到要求后，移動腳手架，逐步施工后續跨度網架。

(3)拼裝工藝。首先在主下弦桿螺栓球節點部位依次做好木支撐，支撐上表面高度為螺栓球底面標高，并以中間支撐為起點，向兩側支點起拱。起拱高度符合規范要求，起拱過高將增大構件安裝偏差。在施工過程中用千斤頂頂住網架下弦桿下方進行木支撐標高調整。應遵循由下到上、先主桿后腹桿順序安裝，待主要構架成型后則以小單元地面組裝，平臺拼裝，隨拼裝隨擰緊高強螺栓，與已拼好的網架連接。在人力、機具、材料、施工場地及氣候條件都滿足施工要求的情況下，本工程網架安裝的最快速度為2天完成1個單跨度。

(4)在網架下部支撐木撤去之前，要對螺栓緊固進行外觀檢查，用扳手抽查緊固程度，待檢查完畢全部合格之后拆除全部支頂網架的方木和千斤頂。考慮到支撐拆除后網架中央沉降最多，故按中央、中間和邊緣3個區，分階段按比例的下降支撐。下降支撐時要注意觀察，要求嚴格同步下降，并且避免由于個別支點受力而使這些支點處的網架桿件變形過大甚至受到破壞。嚴禁突然撤去網架下部的支撐木，避免網架中部突然下沉，產生不可恢復的變形，從而增大網架跨中的撓度值以至超出規范要求。

(5)撓度檢查。網架撓度是必查項目，可以選擇用水準儀在平臺上測量主下弦桿的軸線，測點均為節點球位置，觀察網架撓度變化情況，控制在規范允許范圍內;有時支架平臺顫動嚴重影響測量精度，本工程把水準儀放到框架柱頂部以減小顫動引起的測量誤差，如現場條件允許也可用地面全站儀測量，測量記錄以施工記錄形式歸檔。

3 質量關鍵點防控

(1)桿件拼裝前檢查桿件尺寸偏差。螺栓球節點上的個別螺栓有損壞現象，或者在螺栓緊固過程中發生損壞螺栓現象時，以工廠制作周期長、工期緊張和節約成本為出發點，可以對個別節點用焊接方法代替螺栓連接方法，但是必須經過設計方同意，并形成正式變更文件，每個變更的節點須有施工記錄，焊接質量達到設計變更和焊接規范要求。

(2)平臺上支撐木位置承受集中荷載，所以下部腳手管應集中加固，支撐木下部平臺上建議使用鋼板分散荷載，避免由于平臺架局部變形增大而導致網架安裝偏差的問題發生。在保證支撐平臺整體剛度穩定性的同時，對支撐平臺的沉降量估算，應通過荷載試壓，將各類荷載等都考慮在內，要求最大沉降量控制在5 mm左右。如不能滿足要求，可以采取地基加固措施。對地基情況不良，沉陷量較大不滿足安裝要求的地基，必須采取夯實或換填的方法直到滿足安裝要求，并在地面加鋪木板或枕木以分散支柱傳來的集中荷載。

(3)腳手架滑移前，進行軌道的固定，行走標高測量檢查;手動倒鏈牽引，各個牽引點要同步，由專人指揮，避免出現腳手架滑向偏移、整體傾斜等現象。

(4)網架第1跨度撓度值非常重要，與以后相連接的其余跨度網架撓度值有聯系;每跨網架撓度值控制在規范之內，如果出現撓度值偏差情況，需重新撐起網架，撐木撐起順序同拆卸順序相反，千斤頂配合，檢查并逐一緊固螺栓，直到合格為止。

(5)網架安裝過程中如出現軸線整體方向偏移狀況，應立即停止施工，研究合理方案矯正，避免偏差進一步擴大。

4 結語

越南海防一期工程儲煤棚跨度大，采用正放四角錐螺栓球節點型平板鋼網架結構。本工程采用綜合承重腳手架進行網架支撐平臺的搭設，根據設計和施工要求，制定了地基處理、搭設操作平臺、立桿間距設置、橫桿設置、剪刀撐設置、軌道處結構斜撐的設置等關鍵拼接工藝。采用優化的網架安裝工藝、質量關鍵點防控措施，工程質量完全符合設計要求。

［1］GB 50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范［S］.北京:中國計劃出版社，2001.

［2］JGJ 7—91網架結構設計與施工規程［S］.北京:中國建筑工業出版社，1991.

［3］JGJ 75.1～75.3—91 鋼網架行業標準［S］.北京:中國建筑工業出版社，1991.

［4］趙國買.淺述網架施工［J］.山西建筑，2009(34):139.

［5］王健達.腳手架搭設與施工探討［J］.中外建筑，2010(5):167-168.