陳京雷

摘 要：自鋼結(jié)構(gòu)被應(yīng)用于建筑工程以來，就得到了人們的喜愛與青睞，尤其是在一些高大跨度的大型建筑或臨時性建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，更是一種具有很大應(yīng)用優(yōu)勢。鋼網(wǎng)屋頂就是這樣一種建筑結(jié)構(gòu)形式，具有施工簡便、自重小、強(qiáng)度大、無須用水或漿液施工的特點(diǎn)。但如果鋼網(wǎng)架中存在損傷或裂縫現(xiàn)象，就會帶來較多的安全隱患，因此在施工中要做好損傷檢測工作?，F(xiàn)本文就來談?wù)勪摼W(wǎng)架屋頂施工技術(shù)，以及其損傷檢測方法。

關(guān)鍵詞：鋼網(wǎng)架；屋頂；施工技術(shù)；損傷檢測

目前在很多建筑工程中都會采用鋼網(wǎng)架屋頂結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)檫@種屋頂結(jié)構(gòu)的自重較小，且結(jié)構(gòu)布置較為靈活，施工方便，節(jié)省施工材料，可以分塊或分區(qū)安裝施工，縮短施工工期。但是需要注意的是這種結(jié)構(gòu)對鋼結(jié)構(gòu)的連接安全性要求較高。若鋼材本身存在質(zhì)量缺陷，或者在焊接、連接中存在損傷，都會影響到結(jié)構(gòu)的整體性與安全性，容易出現(xiàn)鋼材掉落砸傷人的事故。為此鋼網(wǎng)架屋頂施工對施工質(zhì)量檢測的要求較高，尤其損傷檢測更要引起施工人員和質(zhì)量檢驗(yàn)人員的重視。

1 鋼網(wǎng)架屋頂施工技術(shù)概述

所謂鋼網(wǎng)架屋頂，就是指利用鋼材、鋼板等材料，通過一定的連接方式形成不同結(jié)構(gòu)形狀的屋頂結(jié)構(gòu)。由于鋼網(wǎng)架屋頂是由網(wǎng)架組成，因此施工方式較為靈活?？梢韵仍诘孛鎸摼W(wǎng)架組裝完成后再將其提升到屋頂進(jìn)行安裝，也可以先組裝好一部分網(wǎng)架，再提升到空中分別組合安裝。還可以直接在屋頂上連接各個構(gòu)件。除此之外，還可以采用滑移胎膜的方式進(jìn)行安裝。每種安裝方式都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，例如整體提升法雖然可以減少高空作業(yè)量，但是在提升網(wǎng)架時需要有較大的提升設(shè)備，整體安裝時施工工序較為復(fù)雜。再比如高空散裝法，其雖然可以很方便的將鋼材提升到空中，對起重設(shè)備和牽引設(shè)備要求不高，但是卻需要用到大量的腳手架，且高空作業(yè)較多，存在一定安全隱患。為此在施工的工程施工中應(yīng)該綜合考慮屋頂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工條件、施工工期等工程狀況來做出合理選擇。以下我們以高空拼裝的施工方為例，介紹鋼網(wǎng)架屋頂?shù)氖┕ぜ夹g(shù)。

2 鋼網(wǎng)架屋頂施工工藝

一般情況下，鋼網(wǎng)架屋頂施工多采用空中拼接方式。其具體的施工工藝主要有幾下幾點(diǎn)：

2.1 施工準(zhǔn)備

在開始進(jìn)行鋼網(wǎng)架屋頂空中拼接施工前，首先要進(jìn)行技術(shù)交底和人員培訓(xùn)，然后就需要對鋼網(wǎng)架進(jìn)行加工處理，并搭設(shè)相應(yīng)的腳手架。鋼網(wǎng)架加工質(zhì)量和腳手架搭設(shè)質(zhì)量都必須要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一道施工。

2.2 網(wǎng)架高空拼接

在高空拼接鋼網(wǎng)架的過程中，首先要合理放置支座。將支座擺放在承點(diǎn)上，然后連接網(wǎng)架下弦，使其一棍連接至另一端的支座節(jié)點(diǎn)。將網(wǎng)架下弦墊平、墊牢在（腳手架）平臺上。根據(jù)螺栓球上弦節(jié)點(diǎn)布置編號，拼裝網(wǎng)架錐體，在復(fù)檢沒有錯誤后，按順序以推拉法將網(wǎng)架錐體與網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，并將所有節(jié)點(diǎn)螺栓旋緊到位。以此類推，完成網(wǎng)架一個單元，并校準(zhǔn)網(wǎng)架軸線，復(fù)檢網(wǎng)架網(wǎng)格、矢高對角線等參數(shù)尺寸。此時，網(wǎng)架自身已成剛性，用千斤頂及倒鏈移動軸線偏移的網(wǎng)架單元，并校核軸線射向準(zhǔn)確無誤。

2.3 網(wǎng)架支座焊接

待網(wǎng)架整體安裝完成并加足荷載后，進(jìn)行網(wǎng)架支座焊接。支座焊接是對支座過渡板的焊接。支座焊接要嚴(yán)格按圖紙要求施工。焊接完成后，先自檢，后復(fù)檢。網(wǎng)架用高強(qiáng)螺栓連接。按有關(guān)規(guī)定擰緊螺栓后，應(yīng)用油膩將所有接縫填嚴(yán)密，并按鋼結(jié)構(gòu)防腐的要求進(jìn)行處理。將支座與預(yù)埋件焊接牢固。采用一塊焊有螺栓的過渡板，上面通過螺栓連接支座，下面通過周邊焊接與預(yù)埋鋼板焊接。以此完成網(wǎng)架安裝。

2.4 拆除支撐

當(dāng)所有的網(wǎng)架拼裝完成后，要對鋼網(wǎng)架進(jìn)行損傷檢測，檢測合格后就要拆除全部支撐網(wǎng)架的方木和千斤頂，考慮到支撐拆除后網(wǎng)架中央沉降最多，故按中央、中央和邊緣三個區(qū)分階段按比例下降支撐，分?jǐn)?shù)次下降，避免由于個別支撐點(diǎn)受力而使這些點(diǎn)處的網(wǎng)架桿件變形過大，甚至破壞。安全拆除支撐就后可以竣工完成。

3 鋼網(wǎng)架屋頂?shù)膿p傷檢測

與鋼筋混凝土屋頂不同，鋼網(wǎng)架屋頂對結(jié)構(gòu)的安全可性、適用耐久性要求更高，同時還要求鋼結(jié)構(gòu)必須要保持有較高的剛度和強(qiáng)度。但是在使用過程中，鋼網(wǎng)架屋頂結(jié)構(gòu)很可能會受自身結(jié)構(gòu)性質(zhì)影響或外力影響而出現(xiàn)一定的結(jié)構(gòu)損傷。如網(wǎng)架中鋼構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象，焊接時焊縫存在缺陷，受外力作用出現(xiàn)撓曲變形現(xiàn)象或者是構(gòu)件性能降低等等，都會造成鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷。此時損傷部位承受的極限荷載就會降低，結(jié)構(gòu)極易受到破壞。為此必須要對鋼網(wǎng)架屋頂進(jìn)行一定的損傷檢驗(yàn)。目前較常采用的損傷檢測方法主要有超聲波探傷法和磁粉探傷法兩種。目前還有一種新的檢測方法被研發(fā)應(yīng)用，即綜合智能網(wǎng)架損傷檢測方法。

3.1 超聲波探傷法

超聲波探傷法是目前鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)檢測比較系統(tǒng)、優(yōu)良的檢測方法。通過探頭的安置，斜角探頭的前沿距離、入射點(diǎn)、折射角等檢測參數(shù)的設(shè)置，由反射波形以及波能的查看，從而得到相應(yīng)構(gòu)建的損傷量度。檢測中常見的缺陷波形包括：底波訊號、幾何反射訊號、未焊透反射訊號、裂紋反射訊號、邊緣未融合反射訊號和夾渣與氣孔的反射訊號等六種。超聲波檢測法對表面光潔度有一定要求，同時受限于不易穿透的金屬檢測。

3.2 磁粉探傷法

磁粉探傷法是通過磁粉在缺陷附近漏磁場中的堆積以檢測鐵磁性材料表面或近表面處（表面下12mm以內(nèi)）缺陷的一種無損檢測方法。磁粉探傷法的設(shè)備和操作均較簡單，檢驗(yàn)速度快、檢測費(fèi)用低，便于在現(xiàn)場對大型設(shè)備和工件進(jìn)行探傷。當(dāng)然磁粉探傷法僅能顯出缺陷的長度和形狀，而難以確定其深度。

3.3 綜合智能網(wǎng)架損傷檢測法

近年來基于模態(tài)應(yīng)變能與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋼網(wǎng)架損傷檢測方法引起了各方關(guān)注。模態(tài)應(yīng)變能為單元剛度矩陣與模型振型平方的乘積。利用損傷前后模態(tài)應(yīng)變能的改變率，以確定損傷的位置。因?yàn)椴煌Y(jié)構(gòu)的不同部位的物理參數(shù)（自振頻率、主振型、剛度、質(zhì)量等）是各異的，對理論與實(shí)際的兩個模態(tài)參數(shù)進(jìn)行對比可以了解到鋼網(wǎng)架的損傷處。現(xiàn)行的基于PCA和FRF網(wǎng)架結(jié)構(gòu)損傷識別方法更是解決原始數(shù)據(jù)變量空間維數(shù)過多，變量間相關(guān)嚴(yán)重，噪聲和環(huán)境干擾等問題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則通過對樣本的學(xué)習(xí)，獲得結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)與損傷之間的映射關(guān)系。它能準(zhǔn)確深入地探索到結(jié)構(gòu)的損傷部位以及損傷程度。

結(jié)束語

總之，在當(dāng)前的建筑屋頂施工中，若采用鋼網(wǎng)架屋頂結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計施工，不但要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的施工技術(shù)方案，保證施工材料的質(zhì)量和施工質(zhì)量，還要做好損傷檢測工作，及時找出存在于鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中的安全隱患，并采取措施進(jìn)行修補(bǔ)或替換，以保證屋頂?shù)陌踩褂谩?/p>

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