螺栓球節點網架屋面安裝施工技術

王利軍

河鋼股份有限公司邯鄲分公司物流有限公司設備動力科 河北邯鄲 056000

1 工程概況

縣醫院餐廳屋頂結構是螺栓球節點網架結構，整體網架結構呈現四周錐型樣，網架結構四坡起拱，起拱高度為150mm，網格尺寸為3．5M×3．5m，其網架結構支撐模式為下弦式支撐，抗震設防烈度系數為6度。網架軸張總尺寸為90m×45m，螺栓球節點和套筒均使用35#鋼，網架節點螺栓采用40Cr鋼，節點網架的桿筒、網架節點支座及支托都是使用A3鋼，網架結構屋頂共拓用30個弧形支座為壓力承受點，其網架結構的節點都是螺栓球節點， 弧形支座選用金屬彈簧抗震支座。

2 網架工程施工特點及其難點

餐廳屋架結構是由主架呈縱向走向、懸挑橫架及其支托組成的網架結構。網架結構高空安裝過程中，在網架桿件沒有安裝前都計算核定好每個桿件的受力狀況，根據受力狀況進行網架桿件受力設計。而且網架工程具有網架跨度大、其重量大、構件尺寸大等特點，在高空拼裝前要充分核算網架結構的支撐強度、結構穩定性及其桿件受力等情況，對于一些受力過重的部件要采用一定的加固措施。餐廳屋頂網架結構的構件長度多達90m，其截面尺寸達到90×45m，這些網架部件都必須在施工現場進行。所以，復雜繁重的工程施工需事前合理設計施工組織方案、搞好生產調度、所需構件的運輸等施工環節，保證工程施工不受影響，能夠順利完成網架拼裝工作。該網架工程的難點在于如何調控網架結構的下沉量。網架結構的構件重量巨大，施工時要根據網架結構的拼裝方案進行工況核算，要保障整體網架在拆除臨時支撐部件后能承受其整體壓力。屋頂網架拼裝完畢后，拆除其臨時支撐部件，其中點撓度數要不大于19cm。

3 網架結構施工方法

3.1 鋼球及鋼桿件的加工

網架結構的拼裝質量受網架材料與施工方法等因素影響，為了保證網架結構的拼裝質量，所有的網架構件都在工廠集中加工，保證其構件質量。其網架的節點鋼球使用35號鋼，采取胎膜方式進行加工。節點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。鋼桿件的長度誤差一般也要求在1mm之內，保證鋼管桿件截面必須垂直，其誤差應在鋼管半徑的0．5%內。

3.2 網架結構的拼裝

（1）施工前的準備工作。網架結構拼裝前，要做好施工前的準備工作，可以利用VR技術制定細致的網架結構施工方案。準備好拼裝人員所必備的資料，例如，施工圖紙、材料配比單、技術施工規范、網架拼裝合同、材料發貨單、拼裝驗收單等。拼裝人員要索取網架場地的土建記錄清單，土建方要向并拼裝方提供夯實的施工平臺，并提供一些必要的材料。拼裝團隊根據土建方提供的有關資料，做好核算、檢測、驗收工作，并將有關事項具體記錄在案存檔。通過復查合格后，拼裝方就可以清理施工現場進入現場工作。

（2）組裝網架結構施工平臺。依據網架結構工程施工特點及其網架施工現場情況，在施工場地搭建施工平臺—腳手架工作平臺。拼裝隊進入現場施工，首先將施工現場地面夯實平整施工地基，要確保施工平臺的地基能夠承受所壓力要求后，再搭設腳手架施工平臺，頂面采用1cm厚木板平鋪，平臺平面尺寸應大于網架1m左右，施工平臺頂面標高應低于下層網架標高300mm。

（3）起步單元的組拼。直接將單根桿件、單個節點拼裝成網架，在拼裝過程中每個節點的位置都應測量復核。起步單元的網架安裝完成后，立即進行自檢，保證所有節點處的螺栓緊固到位。進行定位電焊(每個支座處焊接3點)，以保證網架在后面的安裝過程中不產生位移。然后分別以起步單元為中心向兩個方向同時拼裝。

（4）基本單元的拼裝。起步單元以外的網架采用空中散裝法進行拼裝， 首先拼裝小單元，然后再總拼成網架，拼裝時把網架根據實際情況合理地分割成小單元體，最后形成整個網架。首先選擇1個上弦三角錐，用1根上弦水平桿、3根腹桿和1個上弦球拼出1個符合設計要求的單元錐體(見圖2)。拼裝時應將單元錐體節點球處的所有螺栓全部擰到位。拼完此錐體后應進行校正，下弦矩形對角線誤差不應超過1mm，符合上述規定即為合格，可以進行下一步施工。

（5）網架的整體拼裝。拼完單元錐體之后即可進行整體網架的組拼。首先按照設計要求安裝下弦節點，再安裝水平桿件，調整無誤后擰緊螺栓。安裝下弦節點球時，為了防止網架下垂，應先在下弦節點球處搭設臨時支撐架，對于有起拱的位置其臨時支撐架頂面應符合設計標高要求。安裝完下弦桿件即可安裝上弦桿件，利用已經拼裝好的單元錐體進行拼裝，最后再安裝斜桿，經調整無誤后擰緊螺栓，這樣就拼出一個完整的整體單元了。之后以此類推，拼出整體網架。拼裝過程中應隨時校正尺寸，確認符合設計要求后方可進行下一整體單元的安裝。

4 網架施工工序的質量控制

4.1 施工原材料

屋架使用的各種材料必須有原材料質量證明書和出廠合格證。鋼材還應有機械性能、化學成分分析報告。對材料的規格、外觀質量、標志、爐號、批號認真進行驗收。

4.2 測量

為了保證整個施工過程的誤差處于受控狀態，施工中采用了全過程定點跟蹤測量方法，每部分結構都設置了測量控制點。在桿件安裝、螺栓球安裝過程中，每天早、中、晚各進行1次測量并記錄控制點的軸線標高和垂直度誤差結果，將結果在分析之后提交給施工人員，以便及時調整、控制誤差。

5 結語

本工程在施工過程中應用了許多新工藝、新材料，通過上述措施，鋼屋架的安裝精度和焊接質量均達到有關國家標準和設計要求。