正四角錐球形網架安裝施工方案的選擇

郝富增 付立中

1 工程概況

新鄉醫學院體育館工程是新鄉醫學院重要的體育建筑，是學校體育運動會的主會場，工程位于新鄉醫學院校區內。本工程由籃球館、網球館、游泳館組成，游泳館最高點標高17.6 m，籃球館、網球館最高點標高23.5m，網架基本網格尺寸4.0m×4.0m。本工程采用現澆混凝土框架結構體系，體育館屋面為正四角錐鋼結構體系，節點采用螺栓球連接方式。

2 方案選擇

2.1 施工難點及特點分析

本工程籃球館屋面為球形網架結構形式，受現場安裝場地條件的限制，鋼結構安裝施工不具備大型吊裝設備的使用，導致鋼結構工程施工難度加大。然而鋼結構工程是整個工程施工的關鍵工序，它的工期直接影響整個工程的進度，是整個工程的重中之重，必須得以保證。根據以上現場特點和施工難點分析，在施工工期、技術質量和施工安全等方面，就幾種施工方案進行比較。

2.1.1 滿堂腳手架高空散裝法

滿堂腳手架高空散裝法，需將地面混凝土結構部分工程施工完成后，在結構板面上搭設滿堂腳手架到設計標高，滿鋪的腳手板作為操作面進行拼裝的一種施工方法。用此種施工方法施工時，首先，鋼結構的整個工程工期將延遲，而且滿堂腳手架必須待鋼結構完成安裝后才能拆除，在此期間館內鋼結構施工區域內的其他工序均無法穿插施工;其次，腳手架前期搭設及后期拆除的時間較長，且成本較高。

2.1.2 高空滑移的辦法

因本工程網架為弧形造型，且各柱頂支座標高高低不平，不具備滑移施工的條件。

2.1.3 分塊安裝高空對接的方法

采用在地面上分塊散裝，利用提升設備或起重設備吊裝至設計標高時對接，使之成一整體。但是此種方法受場地限制，不適合于本工程網架的施工，但對于網架尾部彎弧部分來說很適用。

2.1.4 整體提升的方法

采用在地面組裝，用多組拔桿起吊，在提升到不同的標高層時逐漸向四圍擴散拼接，整體提升，至設計標高后落入支座就位。此種方法，在提升過程中能讓其他工序穿插進行，適合本工程室內部的網架安裝，但缺點是:本工程室內部分是樓板，樓板的承重能力必須經過精密計算和通過專家論證后才能進行施工。

2.1.5 高空散裝的方法

先在中軸線上搭設幾榀腳手架組裝平臺，由于螺栓球網架所有構件都按圖紙設計要求在廠家加工成型，現場只須拼裝即可，拼裝時依據腳手架組裝平臺，網架先落入支座固定，沿兩側支座軸線和中軸線的組裝平臺逐漸向前延伸擴展，每延伸拼裝一個軸線，定位一軸網架。此種施工方法高效、快捷、費用低，又可與其他工序交叉施工，對建筑結構受力也沒有影響。

2.2 方案選擇

根據本工程網架的特點和難點，結合上述幾種方案的優缺點，選用第五種方案，高空散裝的方法，依據兩側混凝土軸柱和腳手架組裝平臺拼接，逐步向前拼裝、固定，一次成型的方法。采用這種高空散裝的方法，既穩定又高效，還有利于其他部門的工序穿插作業，對保證該工程的整體工期計劃很有利，所以優先選用此種施工方案。

3 方案施工

3.1 施工前的準備

3.1.1 圖紙深化設計

圖紙深化設計必須要與施工方案相結合，并給現場施工提供各項指導數據，是本工程安全施工的前提保證。本工程深化設計工作與施工方案的編制同步進行，采用空間結構“SFCAD”軟件進行計算，并運用浙大“SMTCAD”軟件進行核算，以此來保證該工程結構施工的安全。

3.1.2 材料采購

材料要定尺進料，便于套材，最大限度提高材料使用率。所有原材料進廠后，均應檢查其質量證明書及材質化驗單是否齊全，且與本工程設計要求一致，并對主要材料進行復檢。

3.1.3 施工安排

做好勞動力安排和安排主要設備進場計劃。

3.2 網架預拼裝的方法及要求

3.2.1 預拼裝前的檢查

1 )安裝構件前應對構件進行質量檢查。2)安裝施工中各工序、工種之間嚴格執行自檢、互檢、交接檢，保證各種偏差在規范允許范圍之內。

3.2.2 預拼裝前的準備

組裝前依據設計圖紙和土建軸線精確放線，確定螺栓球網架球節點位置，為下一步的拼裝奠定基礎。

3.2.3 預拼裝

1 )為了便于施工，提高工程進度，下弦組裝前其腹桿和上弦桿應根據圖紙對號入座，搬運到位。2)腹桿和上弦桿的組裝應在下弦全部組裝結束后，經測量無超差的基礎上進行組裝，由圖紙中對應的桿件在拼裝時來確定螺栓球的位置。隨時檢查縱橫軸線的幾何尺寸，并進行校正后才能繼續組裝。3)整體下弦組裝結束后對幾何尺寸進行檢查，必要時應用經緯儀校正同時用水平儀抄出各點高低差進行調整，并作好記錄。按記錄的內容設置臨時支撐點。4)各桿件與節點連接時中心線應匯交于一點，螺栓球應匯交于球心，其偏差值不得超過1 mm。

3.3 測量控制

3.3.1 控制網的布置

1 )平面控制網布設。鋼結構安裝測量控制網與土建施工控制網采用同一場地坐標系，整個室內部分螺栓球網架設三個平面控制點作為復測過程中控制點。2)高程控制網布設。高程控制網沿用土建高程控制網，在安裝好的下弦固定標尺作為高程標記。控制網應嚴格按照規范要求來施測，并清晰、正確地做好原始記錄。在測量過程中，應加強自檢、互檢，以避免差錯。

3.3.2 測量工藝

1 )螺栓球的測量定位:它的作用是保證在拼裝階段螺栓球位置的正確性。要根據設計圖紙的幾何尺寸和土建提供的軸線用經緯儀精確放線，確定網架節點位置，同時用水平儀進行找平，劃出十字中心線。2)拼裝結束后，要對拼裝網架的幾何尺寸進行驗收測量，為最終連接提供依據。

3.3.3 安裝過程中的測量

安裝過程控制測量:它的作用是確保安裝工作的順利完成;它的特點是測量工作量大，需要即時測量來配合安裝。

3.3.4 結構監測

1 )鋼結構總拼完后及屋面施工完后應分別測量其撓度值;所測的撓度值，不得超過相應設計值的115%。

2 )由于后期使用過程中，屋面各種荷載及吊掛荷載完成后，桿件應力變化最大，由業主委托專業測量單位進行監測。

3.4 安裝施工方法

1 )在看臺搭設腳手架組裝平臺，利用看臺上搭好的操作平臺，組裝完該軸線的網架，檢查無誤后與支座焊接。2)在前一步組裝完的網架基礎上繼續拼裝，順序為:向前伸一個網格先安裝網架下弦，再在地面組裝好單元節點，每單元節點以一個鋼球四根桿件為宜;利用卷揚機把單元節點吊至空中就位。安裝工人坐在節點上，待高強螺栓對準鋼球上的螺孔后擰緊，即完成一個單元節點的安裝。以此安裝順序延伸擴展下去，直到整個軸線安裝完，并與支座焊接。3)依上步的方法安裝依次推進，至整個網架安裝完畢，并拆除臨時的腳手架支撐(卸載)。

4 結語

通過本工程籃球館正四角錐形網架的安裝方案的分析比較，選出合理的施工方案，在較短的工期內，保證施工安全和質量，達到了預期的效果。

［1］ 北京市地方標準，鋼管腳手架、模板支架安全選用技術規程［S］.

［2］ GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］.

［3］ 劉 杰.扣件式鋼管高支撐模板系統的設計與施工［J］.山西建筑，2010，36(6)：146-147.