浅谈螺栓球空间网架施工技术

张保红

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

摘要：本文比较和分析了螺栓球空间网架的两种施工方法：整体吊装法和高空散装法的优缺点，并通过工程实例着重介绍高空散装法的安装施工技术、分析影响网架安装质量的问题及处理方法，以及网架后期使用应注意的问题。

关键词：螺栓球空间网架；整体安装法；高空散装法；施工工艺过程；安装质量

Abstract: This paper compares and analyzes the bolt ball grid of two construction methods: integral hoisting method and high bulk method advantages and disadvantages, and through the project example introduced high bulk method installation construction technology, analysis of the effects of grid installation quality problems and treatment method, and the grid using period should pay attention to the problem.

Key words: bolt ball grid; integral installation method; high bulk method; construction process; quality of installation

1 引言

空间网架结构是一种新型的屋盖承重结构， 自重轻，其空间刚度大，抗震性能好，属于多次超静定空间结构体系。螺栓球空间网架的杆件之间全部采用螺栓连接，安装简便，受力明确，现广泛用于公共建筑大跨度门厅、体育馆、展览厅、民航候机厅、工业厂房、火车站站房等屋盖承重结构。

网架安装的施工方法有很多，常用的有整体安装法和高空散装法两种方法。本文介绍这两种施工方法的特点，并结合石武客专邢台东站站房屋面螺栓球空间网架工程实例详细介绍高空散装法的安装施工技术。

2两种网架施工方法的特点

2.1 整体安装法

整体吊装法是将网架整体在地面或者平台上拼装完毕，利用吊装机械垂直或水平吊装至需要安装的部位，最后进行调整和固定的安装方法。整体吊装法有以下特点：

优点：

(1)施工速度快。

(2)拼装质量有保证。

(3)不需要任何周转材料，节约成本。

缺点：

(1)施工受场地限制。

(2)网架的重量不能太重。

2.2高空散装法

高空散装法安装是利用安装好的网架刚度大，稳定性好，可承受一定的荷载的特点，先在地面组装好基准网架后吊装就位，其余单元节点在地面组装好，每单元节点以一个钢球四根杆件为宜；利用汽车吊把单元节点吊至空中就位。安装工人坐在节点上，待高强螺栓对准钢球上的螺孔后，拧紧，即完成一个单元节点的安装。以此安装顺序延伸向两边扩展下去，直到整个网架安装完。

优点：

(1)不需要搭设脚手架或只搭设简单的脚手架。

(2)对机械的要求不高。

(3)施工速度相对较快。

缺点：

(1)技术难度大。

(2)安全防护难。

3高空散装法施工工艺

3.1 前期准备工作

(1)资料准备：深化图纸、网架材料表、发货清单、材料验收单。

(2)办理中间验收手续：主要指柱顶预埋件的验收，预埋件检查，如位置偏差，锚柱偏差，标高偏差等。

(3)控制点移交，并在各预埋件上弹好轴线位置。

(4)现场清理：保证基准网架拼装场地平整，拼装单元摆放空间足够。

(5)施工人员熟悉图纸内容：掌握施工难点和关键部位的安装方法。

(6)召开技术、质量、安全交底会议。

(7)配备施工工具：焊机、切割机、汽车吊、万能角度尺、网架安装扳手等。

3.2 安装顺序

根据螺栓球节点网架的特点，为保证施工工期、工程质量和降低工程成本，网架安装采用先在地面组装好中间一跨基准网架吊装就位，其余网架可在组装好的网架上由中间向两端利用高空散装顺序延伸。

3.3 安装方法

(1)小拼装，小拼装是中拼装、总体拼装的前提，小拼装质量精度的误差是直接影响整体网架的安装质量、安装进度和工期要求，所以必须认真严格控制小拼装单元的精度。根据测量放线的定位点。先按支承面轴线位置安放端边和两侧边支座，铺放下弦杆(球)时，要在每个下弦节点加一临时支承或调平器，使它在同一水平位置，紧接着安装腹杆，然后安装上弦杆(球)。

(2)当第一排网格安装完以后，要检查所有套筒螺母是不是拧紧，高强螺栓是不是完全到位，经过精确地测量和校正，确认无误后，再重复上面顺序：下弦杆(球)一腹杆一上弦杆(球)，向前安装。并应边安装边测量网格的长度、高度和垂度。

(3) 最后进行总拼装，总拼装根据小拼装的方法进行，总拼装可用悬挑法施工，但必须先拼装成可承受自重的结构体系，然后逐步展开，网架全部安装完毕，再认真逐一检查各节点的螺栓到位情况，并将紧定螺钉旋入螺栓深槽内固定。

3.4 网架安装过程的注意事项

（1）开始进行高空散装时，必须首先完成中柱节点网架单元，并形成一个不小于两个支撑点的稳定柱网体系结构单元（中柱的两个支撑点，必须做永久性焊接固定），在此基础上才能安排两个作业组同时从中柱向边柱方向拼装。

（2）对称作业：当形成空间散装作业条件时，工作面上必须有两个拼装作业组同时相向作业，严禁单边作业。

（3）控制下弦挠度措施：当拼装到一定悬挑长度时，在跨中和跨度的1/4处，各设置一个临时单肢或支架，支撑悬挑部分，以避免因自重和施工荷载而产生挠度。

（4）悬挑散装完成一个柱网架结构单元后，必须检查和调整轴线，标高和跨中挠度，达标后，支座必须进行永久性焊接固定，方可进行下一个柱网单元的拼装作业。

(5)网架的杆件和高强螺栓只承受轴向力，不允许在杆件上吊挂重物，安装和拆卸网架时，应在杆件非受力状态下进行。

(6)整个网架安装完毕后，应将支座处锚栓固定，螺母下最好加设弹簧垫圈，以防止松动，并将小垫板与支座底板焊牢，但必须注意不可将网架支座与土建支承面预埋铁固焊，以保证水平方向可以位移。

(7)网架构件堆放时，堆放场地必须有防雨，防水措施，并保持干燥，不能直接搁置在地面上，以防构件锈蚀和沾染泥土脏物。杆件须堆放平整，防止杆件变形，高强螺栓外露处不得碰撞，以防损坏螺纹。

(8)网架运输的装、卸车，不能抛甩，以防止碰坏构件和油漆。构件安装前应进行除锈，并涂刷一底二度防锈漆，网架安装完毕后再涂刷最后一道面漆。

(9)网架的高强螺栓拧紧后，经检验合格应用油腻子将所有接缝处填嵌严密，并应按钢结构防腐蚀要求进行处理，多余的螺孔应封口，并应用油腻子填嵌严密。

4 验收测量

网架的验收测量包括中间交接验收及最后验收，现分述如下：

(1)支承点验收测量，其内容为：

①支承点轴线移偏差；

②支承点纵横向总长度、相邻柱高差。

(2)网架第一条块验收测量：

第一条块安装完后，测量在网架自重下各节点的挠度。根据《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91及《钢结构工程施工及验收规范》GB50205—2001的要求，横向间隔测5点(支座处除外)，纵向每8米测一次，测量后列表，并画出横向与纵向的挠度曲线。挠度值的测量可用钢尺与水准仪配合进行。

(3)最后验收测量：

整个网架安装到位后，在支座最后固定焊接前进行测量。测量水平位置误差。用钢尺测量支座的十字标记与支承柱十字标记的误差，做好记录。测量在网架自重下球的标高，横向间隔测5点(支座处队除外)，纵向每8米测一次，测完后列表，对照设计标高，计算出偏差数据，绘制挠度曲线。

5 影响网架安装质量的问题与处理方法

5.1 控制点的偏差

对建设单位移交的测量控制点和高程点，要认真复核，并办妥交接手续，重要的测点要用混凝土保护起来，预埋件要事先进行准确测量，反复校核。

5.2 成品、半成品的质量偏差

严格进行各种材料、成品、半成品检查验收，要求网架制作时严格控制产品质量，没达到精度要求的产品严禁进场。

5.3 小拼装尺寸偏差

(1)钢尺必须统一校核，并考虑温度改正系数。

(2)所有计量仪器、测量仪器须按规定检验，超过使用期限的须经法定计量检测单位检测后方可使用。

(3)拼装单元应在实足尺寸大样上进行小拼装，严格控制小拼装的尺寸偏差。

(4)小拼装的允许偏差应符合规定。

6 后期使用应注意的问题

(1)由于网架属金属结构，使用一段时间后容易生锈，使用单位应定期对网架进行油漆除绣。

(2)网架的杆件和高强螺栓只能承受轴向力，因此不允许在杆件上吊挂重物，特别是二次装修时吊点应设置在节点位置，严禁设置在杠件中部，以防破坏杠件受力结构。

7 结束语

网架高空散装法依靠先行安装的基准网架与支撑框架柱形成几何不变体系，以此为依托，将预先在地面上拼装的一球三杆（一平二腹和二平一腹）拼装组件吊至拼装位置后，按顺序拼装处所有网架结构，这种方法解决了高空网架下满堂脚手架的大工程量问题，在大作业面条件下，配合汽车吊运散装组件，高效地完成了工程施工任务。由此可见，高空散装安装法对提高工程质量，降低工程成本有很大实用意义，值得推广和应用。

【参考文献】

[1]《网架结构设计与施工规程》(JGJ7—91)

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205—2001)

[3]《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》JGJ82-91