楊秀刁

(山西建筑工程(集團)總公司，山西太原 030003)

螺栓球網(wǎng)架分條分塊高空拼接施工技術(shù)應(yīng)用

楊秀刁

(山西建筑工程(集團)總公司，山西太原 030003)

分析了螺栓球網(wǎng)架分條分塊高空拼接施工的重難點，并根據(jù)其施工原理，從單元體分割、測量放線、網(wǎng)架拼裝、高空拼接等方面，闡述了其施工操作要點，并提出了施工所需機具及質(zhì)量安全保證措施，使網(wǎng)架的安裝精度滿足了規(guī)范要求。

螺栓球網(wǎng)架，高空拼接，施工機具，質(zhì)量控制

我公司在聯(lián)合優(yōu)發(fā)生物質(zhì)能源廠原料車間螺栓球網(wǎng)架工程施工方法概述:網(wǎng)架桿件、構(gòu)配件在施工現(xiàn)場進行加工，螺栓球在生產(chǎn)基地加工;現(xiàn)場安裝采用分條分塊施工方法:利用成熟的MST設(shè)計軟件進行建模，綜合考慮場地條件、支撐柱位置及網(wǎng)架重量等因素，把整體網(wǎng)架合理分割為多個單元體，單元體采用在地面錯開支撐柱位置進行拼裝，吊車整體吊裝偏移就位、高空進行拼接。施工過程中充分體現(xiàn)了施工成本低、施工速度快、各工序便于流水作業(yè)等特性。

1 施工重點和難點

本工程支撐柱多、重量大、桿件和螺栓球規(guī)格種類多，單元體分割邊界位置及單元體重量控制;拼接順序的合理選擇;吊裝時吊點位置的選取，吊裝同步性控制;分割單元體高空對接精度保證。

2 主要施工原理

網(wǎng)架分條分塊地面拼裝、高空拼接施工方法，首先是利用成熟的MST設(shè)計軟件，將網(wǎng)架按照原結(jié)構(gòu)設(shè)計的邊界條件、伸縮縫、網(wǎng)架的重量、支撐方式、支撐位置、柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)形式等，進行合理的分條分塊，分割邊界位置應(yīng)充分考慮分割后的單元一定要是一個穩(wěn)定的單元體，在網(wǎng)架吊裝及就位后不應(yīng)造成局部桿件應(yīng)力變化，并保證所有的分割單元不會失穩(wěn)破壞;然后用MST軟件對分割的每個單元體進行吊裝驗算:取掉原有約束和荷載，在吊點位置設(shè)置約束，乘以1.2倍的系數(shù)進行驗算，吊裝驗算過程中網(wǎng)架應(yīng)無超應(yīng)力桿件，再根據(jù)計算出的吊點反力選取吊裝機具。

確定基本單元體和后續(xù)單元體的施工順序:地面錯位拼裝→吊裝提升→空中偏移就位→高空拼裝。結(jié)合以往施工經(jīng)驗，同時考慮到安全、質(zhì)量及工序穿插作業(yè)，場地情況等，選擇在加工區(qū)專用胎膜上將下弦、腹桿做小拼，現(xiàn)場進行組裝，最好使用散拼上弦桿件的方法進行施工。

3 施工工藝流程和操作要點

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖1。

3.2 操作要點

單元體分割:網(wǎng)架分條分塊地面安裝、高空拼接法，是將整體網(wǎng)架合理分割為多個小的單元體，分割時應(yīng)保證每個單元體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、便于地面安裝、吊裝和高空拼接。分割單元體吊裝時，設(shè)置的吊點位置與網(wǎng)架原來的支撐位置、約束情況完全不同，為了保證施工過程中網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安全，使用MST網(wǎng)架設(shè)計軟件建模，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式、網(wǎng)格尺寸、網(wǎng)架厚度、桿件和球的規(guī)格、型號應(yīng)與原設(shè)計完全相同，把吊裝時選取的吊點作為支撐點，對分割開的每個單元體進行驗算。選取最佳的單元體分割線和吊裝機具，確保網(wǎng)架吊裝、拼裝過程中的質(zhì)量和安全。

圖1 施工工藝流程圖

基本單元和安裝順序:聯(lián)合優(yōu)發(fā)生物質(zhì)能源廠原料車間平面尺寸為105 m×129 m，網(wǎng)格尺寸為3 m×3 m，網(wǎng)架高度為2 m;x方向為(24+24+33+24+24)m五跨相連，y方向為7 m×15格，網(wǎng)架總重約260 t。本工程劃分為25個分割單元，分割單元最大重量為13 t。拼裝順序為:基本單元制作→拼裝順序1→拼裝順序2→拼裝順序3→拼裝順序4(見圖2)。

圖2 基本單元和安裝順序

測量放線:建立本工程測量控制體系、成立專門的測量小組，測量人員由6名專業(yè)測量人員組成，并保證每個作業(yè)段不少于2人，所有測量人員均應(yīng)持有相應(yīng)的資質(zhì)或測量工作上崗證。各基準控制點、軸線、標高等都要進行兩次以上的精測，以誤差最小的為準。驗線工作與放線工作要做到人員、儀器和測量方法三分開，要獨立進行，驗線的精度要高于放線的精度，復(fù)測驗線工作是測量施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。網(wǎng)架制作前應(yīng)與土建方進行交接，利用經(jīng)緯儀、水準儀對支撐柱平面位置、支撐點的軸線位置和標高進行復(fù)測，雙方確認無誤后，需在交接記錄上簽字，做好交接記錄。

網(wǎng)架拼裝:網(wǎng)架在地面拼裝時，各個單元塊須設(shè)置穩(wěn)固的支撐點，用水準儀、鋼卷尺進行測量，各支撐點位置和相對標高符合設(shè)計要求后，方可進行網(wǎng)架拼裝。每個分割單元網(wǎng)架拼裝都按“下弦、腹桿小拼→上弦”“中間→兩端(跨度方向)→兩端(非跨度方向)”的拼裝順序進行。小拼是將做好的下弦模具固定于地面，模具為一個下弦網(wǎng)格，模具4個點拿水準儀抄平并確保對角線一致，然后利用做好的下弦吊掛件，對下弦球與下弦桿進行拼裝。腹桿則利用技術(shù)手段計算出相鄰兩腹桿的距離，與相應(yīng)的上弦球進行拼裝。用鋼管定位環(huán)確定球節(jié)點的位置，并連接拼裝節(jié)點間的桿件，形成上下弦四邊形單元網(wǎng)格，最后安裝上弦桿件;拼裝時，首先把下弦桿件與鋼球點焊在一起，形成方框后，用鋼尺、水準儀檢測網(wǎng)架的幾何尺寸，檢查無誤后，方可繼續(xù)下一個網(wǎng)架的拼裝。

單元體吊裝:聯(lián)合優(yōu)發(fā)生物質(zhì)能源廠原料車間，劃分為25個分割單元，分割單元最大重量為13 t，我們選用兩臺25 t吊車進行吊裝。由于網(wǎng)架分割單元面積較小(一般在500 m2左右)、重量較輕(一般在10 t左右)，因此吊裝機具的選用極為靈活。可根據(jù)施工現(xiàn)場條件、網(wǎng)架支撐方式、工期要求、施工所在地的機械市場等要素靈活選擇。吊裝時，吊裝總指揮應(yīng)由經(jīng)驗豐富的起重工擔任，在關(guān)鍵位置(支撐位置、吊點位置等)設(shè)置標尺和觀察人員，確保各個吊點同步、穩(wěn)定提升。網(wǎng)架離地面1 m時應(yīng)停下來，檢查各吊點的實際受力狀況及安全程度，確保安全后方可繼續(xù)起吊，網(wǎng)架吊裝超出柱頂標高后，將網(wǎng)架調(diào)整到水平狀態(tài)，平穩(wěn)下降至就位標高處安裝?；締卧w網(wǎng)架安裝完畢后，依次安裝、吊裝和拼接下一個單元體網(wǎng)架，直到整體網(wǎng)架就位。

高空拼接:高空拼接是把需要對接的上弦、下弦、腹桿桿件，按施工圖紙要求安裝在后吊裝的單元體相應(yīng)位置上，將后安裝的網(wǎng)架單元體吊裝至設(shè)計標高時，再把對接桿件與已經(jīng)就位的單元體螺栓球節(jié)點進行連接。對接順序為先上弦后下弦再腹桿，對接連接時后裝的網(wǎng)架單元需要傾斜一定角度，通常是以連接處的上弦節(jié)點為軸先將網(wǎng)架單元體向上傾斜5°左右，再緩緩下降靠近已就位單元體，待上弦桿件螺栓和對接球相觸，隨即將之旋進對接球，不要旋緊，3絲～4絲即可，此時腹桿和下弦桿與對接球仍有一段距離，然后將網(wǎng)架另外一側(cè)吊點緩慢下降，待腹桿和對接球相觸時，盡快將螺栓旋進3絲～4絲，吊點繼續(xù)下降，下弦桿件螺栓和對接球相觸時將之旋進對接球，待所有對接桿件螺栓全部旋進后，再由中央位置向兩側(cè)緊固螺栓，緊固順序為下弦→腹桿→上弦。所有對接桿件安裝完成經(jīng)檢查無誤后，繼續(xù)下一個單元體吊裝及高空對接。

4 施工機具設(shè)備

根據(jù)MST計算機軟件吊裝驗算給出的吊點反力，結(jié)合施工場地情況，選擇施工機具和吊裝設(shè)備。本工程選用兩臺25 t汽車吊進行吊裝，吊點布置要同驗算狀況一致，配合施工機具有3 t，5 t倒鏈。螺栓球網(wǎng)架安裝工具:活口扳手、梅花扳手及扭矩扳手;監(jiān)視和測量設(shè)備:經(jīng)緯儀一臺、水準儀一臺，5 m，50 m卷尺等。

5 質(zhì)量控制措施

施工前認真審圖，編制切實可行的技術(shù)操作規(guī)程及作業(yè)指導(dǎo)書，把施工難度大、安裝復(fù)雜的部位作為技術(shù)交底的重點，選用技術(shù)熟練、有豐富施工經(jīng)驗的人員操作。

把好進場的原材料，構(gòu)配件質(zhì)量關(guān)。檢查進場材料、構(gòu)配件的質(zhì)量合格證明文件，核對其品種、規(guī)格、型號是否符合設(shè)計和標準規(guī)范的要求，按要求對螺栓球、高強螺栓、桿件進行抽樣復(fù)試，合格后方可采用。

加強施工過程質(zhì)量控制，把“三檢制”落到實處。網(wǎng)架吊裝前必須進行一次全面檢查，查看螺栓是否擰緊，測量安裝的允許偏差、撓度是否滿足設(shè)計和規(guī)范要求。

單元體吊裝和對接過程中，采用同步觀測裝置:在下弦球及吊點周邊桿件懸掛同規(guī)格鋼卷尺各一把，鋼卷尺一端拴在桿件上、一端固定在地面，在網(wǎng)架吊裝和對接時鋼卷尺會抽出，通過水準儀觀測鋼卷尺讀數(shù)來控制網(wǎng)架起吊同步和高度。

網(wǎng)架撓度控制措施，在施工圖設(shè)計階段網(wǎng)架預(yù)起了1/400拱度。GB 50205—2001鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定，網(wǎng)架總拼完成后及屋面工程完成后所測撓度值，均符合規(guī)范要求，未超過相應(yīng)設(shè)計值的1.15倍，JGJ 7—2010空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第6.2.8條規(guī)定，分條(分塊)單元體長度大于20 m時，拼接邊長度允許偏差為±20 mm。本工程分割單元體拼接邊長最大偏差為13 mm，符合規(guī)范要求。

6 安全保證措施

建立健全安全管理機構(gòu)，成立以項目經(jīng)理為組長的安全管理小組，配備安全管理人員;嚴格執(zhí)行三級安全教育和安全交底制度，教育職工由“要我安全”變?yōu)椤拔乙踩?特種作業(yè)人員必須持證上崗。

7 結(jié)語

螺栓球網(wǎng)架分條分塊地面安裝、高空拼接施工方法，適用于柱網(wǎng)支撐、邊界清晰、容易分割且分割后網(wǎng)架單元結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的大面積螺栓球節(jié)點網(wǎng)架工程。施工過程中作業(yè)面多，多工序可穿插作業(yè)，施工速度快;分割單元體在地面進行拼裝，高空作業(yè)少，降低了安全風險;分割單元重量輕，吊裝機具費用低;網(wǎng)架安裝質(zhì)量和精度均符合設(shè)計和規(guī)范要求。

［1］GB 50205—2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范［S］.

［2］JGJ 7—2010，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］JG/T 10—2009，鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點［S］.

［4］董石麟.我國大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與展望［J］.空間結(jié)構(gòu)，2000(2):80-81.

［5］李 蕾，高 宏.分塊滑移法在干煤棚大跨度網(wǎng)殼安裝中的應(yīng)用［J］.西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，1999(1): 170-171.

On application of construction technique of splitting high altitude splicing of latticed frame with bolted balljoints

Yang Xiudiao
(Shanxi Architectural Engineering(Group)Corporation，Taiyuan 030003，China)

The paper introduces the main and difficult points for the splitting high altitude splicing of latticed frame with bolted balljoints，illustrates its construction operation from the unit division，measurement lining，grid assembly，and high altitude splicing according to its construction principle，and points out the needed equipment and measures to ensure the quality and safety，so as to ensure the installation accuracy can meet the demands of the regulation.

bolted balljoint，high altitude splicing，construction equipment，quality control

TU745.7

:A

1009-6825(2016)36-0108-02

2016-10-13

楊秀刁(1968-)，女，工程師