螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架屋面安裝施工技術(shù)

王利軍

河鋼股份有限公司邯鄲分公司物流有限公司設(shè)備動(dòng)力科 河北邯鄲 056000

1 工程概況

縣醫(yī)院餐廳屋頂結(jié)構(gòu)是螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，整體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)四周錐型樣，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)四坡起拱，起拱高度為150mm，網(wǎng)格尺寸為3．5M×3．5m，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支撐模式為下弦式支撐，抗震設(shè)防烈度系數(shù)為6度。網(wǎng)架軸張總尺寸為90m×45m，螺栓球節(jié)點(diǎn)和套筒均使用35#鋼，網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)螺栓采用40Cr鋼，節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的桿筒、網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)支座及支托都是使用A3鋼，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)屋頂共拓用30個(gè)弧形支座為壓力承受點(diǎn)，其網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)都是螺栓球節(jié)點(diǎn)， 弧形支座選用金屬?gòu)椈煽拐鹬ё?/p>

2 網(wǎng)架工程施工特點(diǎn)及其難點(diǎn)

餐廳屋架結(jié)構(gòu)是由主架呈縱向走向、懸挑橫架及其支托組成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空安裝過程中，在網(wǎng)架桿件沒有安裝前都計(jì)算核定好每個(gè)桿件的受力狀況，根據(jù)受力狀況進(jìn)行網(wǎng)架桿件受力設(shè)計(jì)。而且網(wǎng)架工程具有網(wǎng)架跨度大、其重量大、構(gòu)件尺寸大等特點(diǎn)，在高空拼裝前要充分核算網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的支撐強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其桿件受力等情況，對(duì)于一些受力過重的部件要采用一定的加固措施。餐廳屋頂網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件長(zhǎng)度多達(dá)90m，其截面尺寸達(dá)到90×45m，這些網(wǎng)架部件都必須在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。所以，復(fù)雜繁重的工程施工需事前合理設(shè)計(jì)施工組織方案、搞好生產(chǎn)調(diào)度、所需構(gòu)件的運(yùn)輸?shù)仁┕きh(huán)節(jié)，保證工程施工不受影響，能夠順利完成網(wǎng)架拼裝工作。該網(wǎng)架工程的難點(diǎn)在于如何調(diào)控網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下沉量。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件重量巨大，施工時(shí)要根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝方案進(jìn)行工況核算，要保障整體網(wǎng)架在拆除臨時(shí)支撐部件后能承受其整體壓力。屋頂網(wǎng)架拼裝完畢后，拆除其臨時(shí)支撐部件，其中點(diǎn)撓度數(shù)要不大于19cm。

3 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工方法

3.1 鋼球及鋼桿件的加工

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝質(zhì)量受網(wǎng)架材料與施工方法等因素影響，為了保證網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝質(zhì)量，所有的網(wǎng)架構(gòu)件都在工廠集中加工，保證其構(gòu)件質(zhì)量。其網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)鋼球使用35號(hào)鋼，采取胎膜方式進(jìn)行加工。節(jié)點(diǎn)鋼球加工充許公差為：鋼球直徑出入不能超過1mm，其鋼球圓度誤差在1mm內(nèi)。鋼桿件的長(zhǎng)度誤差一般也要求在1mm之內(nèi)，保證鋼管桿件截面必須垂直，其誤差應(yīng)在鋼管半徑的0．5%內(nèi)。

3.2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的拼裝

（1）施工前的準(zhǔn)備工作。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)拼裝前，要做好施工前的準(zhǔn)備工作，可以利用VR技術(shù)制定細(xì)致的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工方案。準(zhǔn)備好拼裝人員所必備的資料，例如，施工圖紙、材料配比單、技術(shù)施工規(guī)范、網(wǎng)架拼裝合同、材料發(fā)貨單、拼裝驗(yàn)收單等。拼裝人員要索取網(wǎng)架場(chǎng)地的土建記錄清單，土建方要向并拼裝方提供夯實(shí)的施工平臺(tái)，并提供一些必要的材料。拼裝團(tuán)隊(duì)根據(jù)土建方提供的有關(guān)資料，做好核算、檢測(cè)、驗(yàn)收工作，并將有關(guān)事項(xiàng)具體記錄在案存檔。通過復(fù)查合格后，拼裝方就可以清理施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)工作。

（2）組裝網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)。依據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程施工特點(diǎn)及其網(wǎng)架施工現(xiàn)場(chǎng)情況，在施工場(chǎng)地搭建施工平臺(tái)—腳手架工作平臺(tái)。拼裝隊(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)施工，首先將施工現(xiàn)場(chǎng)地面夯實(shí)平整施工地基，要確保施工平臺(tái)的地基能夠承受所壓力要求后，再搭設(shè)腳手架施工平臺(tái)，頂面采用1cm厚木板平鋪，平臺(tái)平面尺寸應(yīng)大于網(wǎng)架1m左右，施工平臺(tái)頂面標(biāo)高應(yīng)低于下層網(wǎng)架標(biāo)高300mm。

（3）起步單元的組拼。直接將單根桿件、單個(gè)節(jié)點(diǎn)拼裝成網(wǎng)架，在拼裝過程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置都應(yīng)測(cè)量復(fù)核。起步單元的網(wǎng)架安裝完成后，立即進(jìn)行自檢，保證所有節(jié)點(diǎn)處的螺栓緊固到位。進(jìn)行定位電焊(每個(gè)支座處焊接3點(diǎn))，以保證網(wǎng)架在后面的安裝過程中不產(chǎn)生位移。然后分別以起步單元為中心向兩個(gè)方向同時(shí)拼裝。

（4）基本單元的拼裝。起步單元以外的網(wǎng)架采用空中散裝法進(jìn)行拼裝， 首先拼裝小單元，然后再總拼成網(wǎng)架，拼裝時(shí)把網(wǎng)架根據(jù)實(shí)際情況合理地分割成小單元體，最后形成整個(gè)網(wǎng)架。首先選擇1個(gè)上弦三角錐，用1根上弦水平桿、3根腹桿和1個(gè)上弦球拼出1個(gè)符合設(shè)計(jì)要求的單元錐體(見圖2)。拼裝時(shí)應(yīng)將單元錐體節(jié)點(diǎn)球處的所有螺栓全部擰到位。拼完此錐體后應(yīng)進(jìn)行校正，下弦矩形對(duì)角線誤差不應(yīng)超過1mm，符合上述規(guī)定即為合格，可以進(jìn)行下一步施工。

（5）網(wǎng)架的整體拼裝。拼完單元錐體之后即可進(jìn)行整體網(wǎng)架的組拼。首先按照設(shè)計(jì)要求安裝下弦節(jié)點(diǎn)，再安裝水平桿件，調(diào)整無誤后擰緊螺栓。安裝下弦節(jié)點(diǎn)球時(shí)，為了防止網(wǎng)架下垂，應(yīng)先在下弦節(jié)點(diǎn)球處搭設(shè)臨時(shí)支撐架，對(duì)于有起拱的位置其臨時(shí)支撐架頂面應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。安裝完下弦桿件即可安裝上弦桿件，利用已經(jīng)拼裝好的單元錐體進(jìn)行拼裝，最后再安裝斜桿，經(jīng)調(diào)整無誤后擰緊螺栓，這樣就拼出一個(gè)完整的整體單元了。之后以此類推，拼出整體網(wǎng)架。拼裝過程中應(yīng)隨時(shí)校正尺寸，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)行下一整體單元的安裝。

4 網(wǎng)架施工工序的質(zhì)量控制

4.1 施工原材料

屋架使用的各種材料必須有原材料質(zhì)量證明書和出廠合格證。鋼材還應(yīng)有機(jī)械性能、化學(xué)成分分析報(bào)告。對(duì)材料的規(guī)格、外觀質(zhì)量、標(biāo)志、爐號(hào)、批號(hào)認(rèn)真進(jìn)行驗(yàn)收。

4.2 測(cè)量

為了保證整個(gè)施工過程的誤差處于受控狀態(tài)，施工中采用了全過程定點(diǎn)跟蹤測(cè)量方法，每部分結(jié)構(gòu)都設(shè)置了測(cè)量控制點(diǎn)。在桿件安裝、螺栓球安裝過程中，每天早、中、晚各進(jìn)行1次測(cè)量并記錄控制點(diǎn)的軸線標(biāo)高和垂直度誤差結(jié)果，將結(jié)果在分析之后提交給施工人員，以便及時(shí)調(diào)整、控制誤差。

5 結(jié)語

本工程在施工過程中應(yīng)用了許多新工藝、新材料，通過上述措施，鋼屋架的安裝精度和焊接質(zhì)量均達(dá)到有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。