大型體育館鋼網架施工技術

摘要：重慶某體育中心屋頂采用大跨度網架結構。本文結合現(xiàn)場施工特點，總結了現(xiàn)場拼裝、吊裝、安裝施工方法。

關鍵詞：大跨度 網架 安裝

0 引言

隨著我國改革開放的深入、國家經濟實力的不斷增強、科技實力不斷的向前發(fā)展，高層建筑、大跨度建筑等具有地方特色、時代個性的建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)。同時也對設計、施工等提出了更高的要求。

重慶某體育中心體育館屋架采用的就是一大跨度的網架結構。該工程的質量要求高，工期要求緊，而鋼網架施工部分既是工程重點，又是影響工期的關鍵因素。因此迫切需要對該種新型結構的施工進行攻關，找出關鍵工序，研究施工方法措施。

1 工程概況

重慶某體育中心體育館總高度超過了36m。體育館屋面設計采用了鋼網架結構形式，以滿足大跨度、大空間的功能要求。鋼網架分X、Y兩個方向，其中X向最大跨度71m，Y方向最大跨度93m，主拱最高高度為25.75m。主拱鋼結構重520t，屋面采用輕型的PC陽光板。

2 工程特點

本工程X向主網架鋼管直徑達到30cm，壁厚1.5cm；Y向網架鋼管直徑達到40cm，壁厚1.5cm；普通桿件選用直徑8cm及壁厚1cm的鋼管；節(jié)點球選用直徑60cm，壁厚2cm的空心球體。整個結構體系為目前國際上較為流行的全焊接曲線三維鋼管網架結構。形如蛋殼狀的橢圓形的屋面表面各點標高各異，造成結構復雜，同時也為加工制造、過程吊裝、安裝等工藝增加了難度，對施工過程的技術水平提出了更高的要求。

全焊接曲線空間三維鋼管網架結構的關鍵技術以及難點在于如何保證結構的外形尺寸、焊接質量和安裝時的結構穩(wěn)定性。

3 鋼網架施工

3.1 網架吊裝方案

本工程網架支座位于底層商場柱頂上，商場樓面承載能力有限，大型吊機無法進場吊裝作業(yè)，安裝極為困難，加之工期異常緊張，綜合以上因素，采用高空散件拼裝法對管網架進行安裝以擴大施工面，解決無法使用大型吊機和工期異常緊張的困難。故此，在吊裝過程中考慮采用塔吊吊裝為主，汽車吊吊裝為輔的方式組織施工。

在吊裝前要根據(jù)施工圖的要求，繪制桿件吊裝圖，并對所有桿件編號，制定每桿件的吊裝順序與采用何種吊裝工具吊裝。

在采用塔吊與汽車吊配合吊裝時，要精確計算與制定吊裝方案以及技術保障措施，協(xié)同指揮。以確保結構吊裝準確到位、有序可控。

3.2 網架安裝

3.2.1 屋面網架安裝工藝

首先，利用電子計算機立體建模進行電腦放樣。

其次，根據(jù)電子計算機立體建模的坐標尺寸，焊接固定胎模架。

再次，在組裝胎模架上定位弦桿及腹桿，并點焊固定。

最后，腹桿點焊完畢經檢查無誤后進行焊接。

3.2.2 屋面網架現(xiàn)場安裝順序

X向網架安裝順序：由X1、X2、X3同時沿中間向支座對稱推進。同時環(huán)網架根據(jù)主網架進度進行安裝。

Y向網架：7個分段待X向網架形成一個空間單元后由中間向兩端對稱進行。Y向網架每段形成一個空間單元，經檢查各控制坐標符合要求后進行全面施焊。

根據(jù)吊裝要求，對網架弦桿進行分段制作。X向網架X1、X2、X3弦桿根據(jù)現(xiàn)場起重量分為多段制作，Y向網架按每跨分段制作，運抵安裝現(xiàn)場。環(huán)網架按跨分段制作運抵現(xiàn)場。箱形梁安裝在X1、Y向網架安裝調校完畢后進行單件吊裝。

3.2.3 屋面網架安裝

首先，搭設支撐架。支撐架搭設的好壞，準確與否直接影響到屋面網架安裝。支撐架的搭設按施工方案設計的要求，以網架軸線為控制基準。在支撐架頂部按三維模型標定的弦桿坐標設置弦桿胎模架，并利用水準儀、經緯儀等精確測量儀器對胎模架復核、校準。施工過程中應時常復查各支撐點的坐標，出現(xiàn)偏差立馬糾偏，以保證準確性。

其次，桿件吊裝與拼裝。首先吊裝與拼裝主軸線或基準軸線上的網架結構下弦鋼管、校準定位；接著吊裝定位中部、上部弦桿并校準定位；再吊裝兩側面的腹桿，使其成為相對穩(wěn)定的剛度單元。最后進行外型尺寸的復核檢驗，滿足要求后進行焊接作業(yè)。在吊裝過程中，為保證網架吊裝與安裝精度與安全性，可以在支撐胎模架上加設千斤頂或手動葫蘆，用以進行過程調節(jié)。

由于受起重能力限制，各榀X向網架弦桿按照吊裝要求進行分段，因此分段接頭處腹桿需要用臨時支撐加以固定，防止變形，接頭處暫不焊接。

3.2.4 弦桿合攏拼接

由于本工程屋面鋼網架采用散件現(xiàn)場吊裝拼接的方式組織施工，屋面鋼網架形成整體的關鍵是最后階段的弦桿在高空合攏工序。為了確保鋼網架合攏的質量，關鍵又在于合攏點支撐頂胎模架的標高控制。在合攏過程中，要隨時用測量儀器配合，根據(jù)事先施工方案設計的要求控制各點坐標，時時動態(tài)控制，以保證合攏的精確度。在確認無誤、滿足要求后，再進行固定操作。

另外，在弦桿合攏時，要經過計算預留出合理的焊接收縮量，在焊接時要采取對稱連續(xù)施焊的方法，從兩端均勻施焊。盡量減少焊接過程中產生的變形和內應力。

3.2.5 桿件焊接工藝

焊接主要有以下三種方式：①360度逆時針滾動平焊（見圖一）；②半位置焊（旋轉180度）（見圖二）；③全位置焊（工件不轉動）（見圖三）。

圖一圖二

焊接球節(jié)點：

焊接球節(jié)點的半圓球，應用機床坡口，焊接后的成品表面應光滑平整，不應有局部凸起或皺褶。焊接球直徑的容許偏差：當球直徑小于等于300mm時應為±1.5mm；球直徑大于300mm時應為±2.5mm；圓度的容許偏差：當球直徑小于等于300mm時應為±1.5mm；球直徑大于300mm時應為±2.5mm。（見圖四）

圖三圖四

4卸載

網架結構施工完成后，屋面網架的荷載是由施工過程中搭設的支撐架承受，而并非網架結構本身。卸載的目的就是拆除支撐架，讓網架結構自身承擔起屋面結構的重力。因此，在卸載過程中，支撐架與網架結構的受力將逐漸發(fā)生改變。結構、內部將發(fā)生應力和能量的重分布。故此，卸載工作應按預先設計的方案按部就班。切勿盲目操作，操之過急！

本工程的卸載順序應該是：先卸除拆中部的支撐胎架，隨后逐步向兩端支撐胎架推移，由上到下、由內到外的進行。在卸載時，也不能一次全部拆除支撐胎架，應首先使支撐胎架與網架結構脫離，讓網架結構與支撐胎架保持不小于100mm的空隙為宜。然后靜置24小時，并利用測量儀器定時、定點進行變形觀測。最后再對網架結構進行檢查確認無異常后，方可拆除支撐胎架。

5 結語

重慶某體育中心體育館屋架結構跨度大，懸空位置高，現(xiàn)場安裝難度大。經過我們的精心組織，認真論證，在逐步摸索中形成了一套行之有效的安裝技術。在保證質量、保障安全前提下，如期順利的完成了整個項目的施工任務。并為今后的工作總結出了一些經驗。

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