大跨度網(wǎng)架施工安裝技術(shù)要點及分析

趙成軍（甘肅一安建設(shè)科技集團有限公司，甘肅 蘭州 730060）

大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種鉸接桿系結(jié)構(gòu)，具有整體性能良好、空間剛度大、受力合理、造價低等特點，適用于各種形狀大跨度、大柱距建筑，能夠充分發(fā)揮混凝土構(gòu)件受壓、鋼材受拉材料強度優(yōu)勢，將結(jié)構(gòu)承重和圍護功能有機結(jié)合，滿足各種異型結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計、施工要求。但由于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)自重大、節(jié)點多、整體提升困難，網(wǎng)架拼裝精度要求高等原因，導(dǎo)致大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用受限，制約了大跨度網(wǎng)架施工技術(shù)應(yīng)用與推廣。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，大跨度、大空間建筑結(jié)構(gòu)不斷增加，如綜合體商業(yè)建筑、工業(yè)廠房、公共建筑等，大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能夠滿足此類建筑高凈空、高跨度要求，促進了大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

本工程為某廠房建筑工程項目，采用單層門式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)柱距為7.8m，網(wǎng)架總重為800t，網(wǎng)架節(jié)點采用螺栓球連接方式，網(wǎng)架跨度為53.8m，網(wǎng)架長度73.65m，單片網(wǎng)架重量為250t，投影面積計算單位面積網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重量為63kg/m2。由于該工程網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重量大，單片網(wǎng)架重量大，吊裝提升難度大，起吊時，受腳手架及臨時設(shè)施影響，對吊車站位造成不利影響。

2 大跨度網(wǎng)架施工技術(shù)方案選擇

當(dāng)前大跨度網(wǎng)架施工技術(shù)方案包括高空拼裝法、整體提升法、高空滑移法和分塊安裝法及以上施工技術(shù)組合等。

2.1 高空拼裝法

高空拼裝法即在網(wǎng)架安裝位置底部搭設(shè)滿堂腳手架和工作平臺，由施工人員在工作平臺將螺栓球和桿系拼裝成網(wǎng)架小單元后吊裝至拼裝位置，由施工人員高空將各小單元拼裝到位，通過焊接或高強螺栓固定，形成一個網(wǎng)格后與另一網(wǎng)格空中拼接，拼裝至柱頂后，將支座校正后與預(yù)埋件焊接固定，直至整個網(wǎng)架拼接完成。該技術(shù)方案能夠提高拼裝精度，缺點是搭設(shè)滿堂架周期長，管材耗費較大，且高空作業(yè)面臨一定的安全風(fēng)險。

2.2 分塊安裝法

該方法是將網(wǎng)架按工程設(shè)計劃分為多個網(wǎng)塊單元，在地面拼接完成后通過吊裝到位，待校正調(diào)整后拼接為網(wǎng)架整體。該方法適用于網(wǎng)架分割為單元且保持一定剛度的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，優(yōu)點在于減少了高空作業(yè)工作量，提高了施工安全性，且由于大部分網(wǎng)架單元在地面拼接，提高了施工效率。缺點在于需要正確劃分網(wǎng)架條、塊，確保網(wǎng)架單元在吊裝過程中不會發(fā)生應(yīng)力變形，導(dǎo)致施工難度上升。

2.3 整體提升法

整體提升法是在地面或拼接平臺上整體拼接完成網(wǎng)架后，借助液壓提升設(shè)備或吊裝設(shè)備將網(wǎng)架提升到位并固定的施工方法。整體提升法優(yōu)點在于地面拼裝效率高、安全性良好，便于拼接和涂裝。缺點在于整體提升難度大，對吊裝性能要求高。

2.4 高空滑移法

高空滑移法是指分塊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在地面或工作平臺拼裝，并通過事先設(shè)置的滑軌上滑移到設(shè)計位置的拼接方法。高空滑移法優(yōu)點在于將吊裝和滑移提升方法組合，能夠彌補吊裝設(shè)備起吊能力不足的問題，降低了對起吊設(shè)備的要求，節(jié)省了搭建滿堂架成本和材料。缺點在于高空拼接精度要求高，導(dǎo)致施工效率下降。

3 大跨度網(wǎng)架施工安裝技術(shù)要點

由于本工程工期緊、質(zhì)量要求高、網(wǎng)架自重大，經(jīng)對比各類施工技術(shù)方案優(yōu)缺點，經(jīng)專家組研究討論，最終確定選用分塊安裝和高空拼裝組合施工方案。

3.1 網(wǎng)架安裝流程

焊接球拼裝→網(wǎng)架地面拼裝→網(wǎng)架吊裝點設(shè)置和吊裝→大面積網(wǎng)架高空拼裝[1]。

3.2 地面焊接拼裝網(wǎng)架

清理場地，采用塔吊將網(wǎng)架材料吊裝至指定區(qū)域，按編號將網(wǎng)架材料分類擺放，以便于取用和拼接。地面臨時支設(shè)網(wǎng)架拼接支座，先在拼接場地測放出定位軸線，確定各編號網(wǎng)架拼裝位置，放置下弦節(jié)點墊板，完成4個下弦焊接球節(jié)點及節(jié)點間下弦桿安裝定位，根據(jù)已確定的下弦節(jié)點安裝上弦焊接球節(jié)點和腹桿，以此作為單個網(wǎng)架單元。待多個網(wǎng)架單元拼接完成后，重復(fù)上述流程將網(wǎng)架單元拼接為整體。在網(wǎng)架拼接時，為確保下弦桿不發(fā)生位移，應(yīng)遵循下弦桿、上線球、腹桿、上弦桿的焊接順序，降低焊接應(yīng)力對下弦桿的影響[2]。

3.3 網(wǎng)架地面拼裝

各分塊網(wǎng)架單元拼裝完成后，將小單元網(wǎng)架拼接為中單元。地面拼接時，按軸向位置，自1A-E軸和1A-J軸自兩側(cè)開始拼裝，先自1A-G軸及其8m范圍內(nèi)開始拼裝，將網(wǎng)架拼接為正錐型，借助塔吊將小單元吊裝就位。將已拼接完成的小單元及腹桿三角錐與下弦桿焊接，并將網(wǎng)架小單元組成成為網(wǎng)架基本單元，待基本單元拼接完成后，擴大基本單元，直至整片網(wǎng)架拼接完成后進行吊裝。

3.4 網(wǎng)架吊裝點設(shè)置和吊裝

本工程中，2#網(wǎng)架采用4臺160t汽車吊吊裝提升。由于場地受限，為確保網(wǎng)架吊裝到位，減少網(wǎng)架吊裝過程中下?lián)献冃危瑢⒌觞c設(shè)置在網(wǎng)架支座外側(cè)，經(jīng)測算網(wǎng)架自重和吊點剛度，可滿足本工程網(wǎng)架吊裝提升要求。同時，為防止網(wǎng)架吊裝過程中出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，采用5m長50t吊裝帶吊裝，吊臂長度為26m，吊臂仰角為74°，汽車吊抬吊工作半徑為6m～8m，可滿足網(wǎng)架吊裝提升技術(shù)要求和安全性要求[3]。

3.5 網(wǎng)架高空拼接

當(dāng)網(wǎng)架吊裝到位后，根據(jù)網(wǎng)架安裝位置控制軸線，經(jīng)校正調(diào)整網(wǎng)架安裝位置后，定位焊4處，使網(wǎng)架固定，防止網(wǎng)架位移。定位焊前，施工人員應(yīng)檢查管端與球面是否吻合，坡口兩側(cè)有無雜質(zhì)，如存在油污、浮塵、灰土等雜質(zhì)，應(yīng)待清理后方可點焊固定。定位焊應(yīng)滿焊處理，長度不小于200mm，根據(jù)下弦桿管徑確定。

待定位焊固定后，開始正式焊接施工。環(huán)形固定焊縫以弦桿垂直中心將焊口分割為半圓焊口，按仰、立、平焊接順序依次施焊，仰焊和平焊處形成外露焊縫，確保焊接時焊渣與本體分離，且容易控制焊縫厚度。為防止焊接過程中出現(xiàn)焊接缺陷，仰焊和平焊過程中，焊點位置必須超過弦桿半周，超過弦桿中心線5mm～15mm，待焊接至定位焊焊縫處時，降低焊接速度，使焊縫與定位焊位置充分融合，形成整體。平焊時，應(yīng)先填滿弧坑后方可結(jié)束焊接。同時，仰焊和平焊接頭部位易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷，因此，在該部位焊接時，可將起焊處焊縫割除10mm左右，自割槽后端開始焊接，焊接至接頭中心位置時，不應(yīng)立即熄焊，而是應(yīng)將焊條向中心位置頂入，以穿透未融化的根部，使接頭焊縫融合形成整體，避免出現(xiàn)焊縫缺陷。當(dāng)焊條至傾斜焊接位置時，焊條應(yīng)前傾，與焊接位置保持平行，并稍做擺動，距接頭3mm處且即將封閉焊縫時，不應(yīng)立即滅弧，而是應(yīng)當(dāng)將焊條向內(nèi)壓入，直至聽到電弧打穿焊縫根部聲音，此時，在接頭部位擺動焊條，延長焊條停留時間，確保焊條與焊縫充分熔合。熄焊前，應(yīng)確保弧坑填滿，無空焊、虛焊問題后方可熄焊。待第1道焊接完成后，按此方法進行第2、3道焊接，接頭搭接處相壘高度為10～15mm，以便于焊縫平緩過渡和控制焊縫尺寸[4]。

3.6 焊接質(zhì)量保證措施

為保障網(wǎng)架高空拼接質(zhì)量，焊接施工前應(yīng)落實焊接防護措施，焊條型號應(yīng)符合網(wǎng)架結(jié)構(gòu)材質(zhì)要求，且使用大流量二氧化碳氣體進行焊接保護，焊接過程中做好層間溫度，分層施焊，焊接應(yīng)連續(xù)施焊。如分層焊接間隔時間較長，再次焊接前應(yīng)對原焊縫進行預(yù)熱處理。焊后應(yīng)落實焊后熱處理，確保焊縫質(zhì)量[5]。

4 結(jié)語

通過對比分析各種網(wǎng)架施工技術(shù)方法優(yōu)缺點，采用分塊地面拼接和高空拼接方法能夠降低大面積網(wǎng)架吊裝提升難度，改善網(wǎng)架自重過大造成的應(yīng)力變形問題，保持網(wǎng)架單元拼接精度。同時，在大跨度網(wǎng)架拼接安裝過程中，施工單位應(yīng)加強焊接質(zhì)量控制，防止出現(xiàn)空焊、虛焊等問題，確保大跨度網(wǎng)架拼接質(zhì)量，確保大跨度網(wǎng)架施工安全。