螺栓球節(jié)點鋼網(wǎng)架高空散裝法施工技術(shù)的應(yīng)用

王志遠(yuǎn)

(同煤集團(tuán)宏遠(yuǎn)公司，山西大同 037003)

目前，我國在體育場、體育館、加油站等很多跨度較大公共建筑中采用螺栓球鋼網(wǎng)架，此工藝現(xiàn)已非常成熟，所以得到廣泛的應(yīng)用。對于屋面整體而言，特別是體育館等大型公用設(shè)施，由于面積大，相應(yīng)重量也大，不利于地面拼裝，而采用高空散裝，對于起重措施等方面的要求降低，有利于減少安裝成本。

我公司多年來以土建為主，鋼結(jié)構(gòu)施工經(jīng)驗匱乏，揚長補(bǔ)短，公司決定在鋼結(jié)構(gòu)工程方面有所突破，從而為實現(xiàn)集團(tuán)公司立足同煤，走向世界打下基礎(chǔ)。由我公司施工的同煤一中體育館屋面為網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架形式為螺栓球節(jié)點正方四角錐網(wǎng)架。上弦支撐，與混凝土牛腿柱已預(yù)埋的鋼板焊接。網(wǎng)架高度為2.2 m，鋼網(wǎng)架尺寸為40.225 m×46.4 m，網(wǎng)架支撐處標(biāo)高為14 m，網(wǎng)架投影面積約為2 000 m2，屬于大跨度網(wǎng)架。在制定具體施工方案時我們研究了傳統(tǒng)的滿堂腳手架、整體吊裝法和高空散裝法三種方案，由于施工場地受限制，并且網(wǎng)架過大，整體吊裝法首先被排除。在剩余的兩種方案中，我們進(jìn)行了精心對比，最終認(rèn)為高空散裝法更適宜本工程的施工。

1 施工準(zhǔn)備工作

1)施工過程中執(zhí)行的主要規(guī)范規(guī)程有:a.GB 50300-2001建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn);b.GB 50205-2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范;c.JGJ 7-91網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程;d.DB J08-52-96網(wǎng)架結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程;e.JGJ/T 10-2009鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點;f.GB/T 16939-1997鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點用高強(qiáng)度螺栓;g.GB 3077-88合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件;h.GB/T 699-1999優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。

2)圖紙會審。向建設(shè)單位索取完整的設(shè)計圖紙，組織施工人員進(jìn)行閱圖，要求施工人員對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式特點、關(guān)鍵部位、各個構(gòu)件元件的質(zhì)量、組裝小單元體的質(zhì)量、網(wǎng)架標(biāo)高都要清楚，對不明白或有疑問之處記錄在案，待設(shè)計方答疑一并解決。

3)施工方案的編制。目前，國內(nèi)通常采用的屋面網(wǎng)架施工方法有高空散裝法、高空滑移法、分條分塊安裝法、整體吊裝法、整體提升法、整體頂升法等。針對本工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特點和現(xiàn)場實際情況，經(jīng)反復(fù)比較，選用高空散裝法為施工方案，如圖1所示。

圖1 高空散裝法示意圖

4)機(jī)具和材料進(jìn)場順序。特別注意組裝平臺的材料和機(jī)具要先進(jìn)場，然后是網(wǎng)架構(gòu)件的進(jìn)場。

5)復(fù)驗各構(gòu)件的安裝尺寸。各構(gòu)件的尺寸偏差值要控制在施工規(guī)范的允許偏差范圍之內(nèi)，滿足網(wǎng)架安裝的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計的要求。

2 施工方案

1)工藝流程。網(wǎng)架的拼裝順序為:施工準(zhǔn)備→放線定位→搭設(shè)腳手架→組裝上弦、腹桿→緊固→校正小單元網(wǎng)架→網(wǎng)架起步層安裝完畢→校正→焊接支座→網(wǎng)架高空散裝→校正→網(wǎng)架調(diào)整→焊接支座→自檢→驗收。

網(wǎng)架在腳手架上拼裝順序為:先拼裝下線節(jié)點及下弦桿件，后拼裝腹腔桿及上弦桿。

2)施工工藝。采用單邊起步腳手架拼裝、高空散裝法工藝。

網(wǎng)架高空散裝原理，同一球和幾個連桿連成的小單元，直接在設(shè)計位置進(jìn)行組裝的方法。即搭設(shè)腳手架作為操作平臺，在操作平臺上，標(biāo)示下弦球的空間位置，以便檢查和調(diào)整球的安裝位置。為保證精度，減少累計誤差，先由兩邊向網(wǎng)架中心進(jìn)行下弦球和連桿安裝，形成下弦網(wǎng)格后，再從中間實行開放型安裝。

具體做法為搭設(shè)T字形腳手架平臺，沿場地南北方向搭設(shè)12 m寬的腳手架平臺，東西方向搭設(shè)6 m寬的腳手架平臺，上鋪腳手板。本腳手架平臺主要功能是安裝工人的操作平臺，并臨時放置少量材料和安裝工具。先在腳手架上拼裝網(wǎng)架，待形成局部網(wǎng)架整體，然后進(jìn)行高空散裝網(wǎng)架，實現(xiàn)網(wǎng)架安裝。

施工時先根據(jù)圖紙在平地拼裝三角架，然后用吊車吊至南北向腳手架平臺上，在施工隊長的統(tǒng)一指揮下找準(zhǔn)與桿件相對應(yīng)的螺栓球球孔，然后推三角架，并將桿件與球之間的螺栓迅速擰緊到位。以此類推，完成南北向的網(wǎng)架拼裝。按照相同的辦法，繼續(xù)拼裝東西向的網(wǎng)架部分，直至安裝完成。

T形扣件式腳手架搭設(shè)橫距步距如表1所示。

表1 T形扣件式腳手架搭設(shè)橫距步距表 m

3 施工注意事項

1)施工過程中使用的計量器具必須經(jīng)檢驗合格后方可使用。鋼尺必須統(tǒng)一校核，并考慮溫度改正數(shù)。2)網(wǎng)架構(gòu)件堆放時，堆放場地必須有防雨、防水措施，并保持干燥，不能直接擱置在地面上，以防構(gòu)件銹蝕和沾染泥土臟物。3)網(wǎng)架運輸?shù)难b、卸車，不能拋、甩，以防碰壞構(gòu)件和油漆。4)嚴(yán)禁網(wǎng)架構(gòu)件和螺栓球節(jié)點連接時強(qiáng)迫就位，以避免網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)改變和內(nèi)力重新分配。5)網(wǎng)架安裝后，要分別進(jìn)行撓度測定，實測值不得超標(biāo)。6)網(wǎng)架整體安裝完成后，實測偏差值應(yīng)在允許范圍內(nèi)。7)加強(qiáng)成品保護(hù)工作。8)網(wǎng)架安裝人員上崗前必須接受三級安全教育。特殊工種人員必須持特殊操作證上崗作業(yè)。施工現(xiàn)場人員要熟知本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程。

4 質(zhì)量控制

1)對建設(shè)單位移交的測量控制點和高程點，要認(rèn)真復(fù)核，并辦妥交接手續(xù)。對于重要的測點要采取措施保護(hù)起來。預(yù)埋件要事先進(jìn)行準(zhǔn)確測量，反復(fù)校核。2)嚴(yán)格進(jìn)行各種原材料、成品、半成品的檢查驗收，不符合精度要求的產(chǎn)品嚴(yán)禁進(jìn)場。3)螺栓球成型后，不應(yīng)有裂紋、褶皺、過燒。4)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支座定位軸線的位置、支座錨栓的規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計要求。5)支承面頂板的位置、標(biāo)高、水平度以及支座錨栓位置的允許偏差應(yīng)符合設(shè)計要求及施工規(guī)范規(guī)定。6)檢查評定標(biāo)準(zhǔn):縱橫向長度L≤±L/2 000，且不大于30 mm;中心支座偏移不大于L/3 000，且不大于30 mm;網(wǎng)格尺寸不大于±2.0 mm;椎體高不大于±2.0 mm;支座高低差柱點支承不大于L/800，且不大于30 mm;周邊支承不大于L/400，且不大于15 mm;跨中撓度不大于設(shè)計撓度。7)網(wǎng)架的桿件和高強(qiáng)度螺栓只能承受軸向力，因此不允許在桿件上懸掛重物，特別是二次裝修時吊點應(yīng)設(shè)置在節(jié)點位置，嚴(yán)禁設(shè)置在桿件中部，以防破壞桿件受力結(jié)構(gòu)。8)整個網(wǎng)架安裝完畢，經(jīng)建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位等各方驗收完畢，噴涂防火涂料。噴涂要均勻，厚度要滿足設(shè)計要求。防火涂料的粘結(jié)強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

5 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)同煤一中網(wǎng)架安裝施工實踐檢驗，與滿堂腳手架相比，搭設(shè)腳手架節(jié)省1 000多平方米，同時工期縮短約20 d。計算分析結(jié)果如下:

按照同樣的搭設(shè)高度12 m，同樣的搭設(shè)步距和橫縱距進(jìn)行對比，搭設(shè)滿堂腳手架面積為 40.8 ×46.8=1 909.44 m2，而采用 T形腳手架搭設(shè)面積為12 ×40.8+6 ×34.8=698.4 m2，節(jié)約腳手架共1 211 m2。

根據(jù)目前市場價格，搭設(shè)腳手架的人工費為7元/m3，則本工程節(jié)省腳手架人工費1 211 m2×12 m×7元=10.172 4萬元。

同時經(jīng)計算節(jié)約下來的1 211 m2腳手架需架管149 922 m，扣件6 804個，按目前市場租賃費，架管 2分/(米·d)，扣件1.5分/(個·d)，施工工期按一個月計算，可得出節(jié)省材料租賃費9.3萬元。

綜合計算，可節(jié)省費用9.3萬元+10.17萬元=19.47萬元。另外可節(jié)省搭設(shè)滿堂腳手架工期約20 d。

6 結(jié)語

通過現(xiàn)場驗證螺栓球節(jié)點鋼網(wǎng)架高空散裝法安裝工藝具有工藝簡捷、工序合理的特點，可以加快施工速度，對比原來施工方法，施工進(jìn)度加快，施工人員減少，特別是技術(shù)工人大幅減少，節(jié)約了人工費，同時由于采用可重復(fù)利用平臺，減少鋪設(shè)大面積平臺的周轉(zhuǎn)材料，在地面組裝單元格，可加快速度，同時減少高空作業(yè)，減小了安全風(fēng)險。