楊曉非+彭翔

摘 要：現(xiàn)階段網(wǎng)架安裝的施工方法有很多，常用的有整體提升安裝法、高空散裝法和高空滑移法等，在進(jìn)行網(wǎng)架施工時(shí)選擇一個(gè)合理的安裝方法，對(duì)加快工程進(jìn)度、降低工程成本具有重要的意義。本文以某室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)為例，就大跨度焊接球網(wǎng)架的施工方法選擇、滿堂腳手架設(shè)計(jì)，以及施工工藝進(jìn)行闡述，為今后類似項(xiàng)目提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：大跨度；焊接球網(wǎng)架；滿堂支架；高空散裝；地面預(yù)拼

中圖分類號(hào)：TU758.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0094-03

1 工程概況

該工程為某室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)，規(guī)劃為一個(gè)籃球場(chǎng)、兩個(gè)羽毛球場(chǎng)，屋面為正放四角錐網(wǎng)架，中間一跨為焊接球（如圖1所示），其他均為螺栓球。網(wǎng)架長45.5米，寬38.4米，矢高2.485米，面積1747.2平方米，網(wǎng)架鋼構(gòu)件整體重193.48t，網(wǎng)架安裝高度距離地面14米。網(wǎng)架支承形式為上弦柱點(diǎn)支承，共設(shè)26個(gè)支座，支座類型為球鉸壓力支座。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，防火極限為1.0小時(shí)。網(wǎng)架橫向按3%進(jìn)行放坡，網(wǎng)架上鋪設(shè)15cm厚預(yù)應(yīng)力屋面板，屋面板上現(xiàn)澆5cm后碎石混凝土。

根據(jù)本工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)平面布置情況，網(wǎng)架四周均有建筑物，可使用場(chǎng)地有限，為了加快網(wǎng)架安裝施工進(jìn)度，并能很好的和主體施工配合，選擇地面預(yù)拼、高空散裝法與滿堂支架相結(jié)合的施工方法。

2 網(wǎng)架焊接球區(qū)域滿堂腳手架設(shè)計(jì)

2.1 計(jì)算說明

（1）鋼網(wǎng)架支撐區(qū)域如圖1。

（2）網(wǎng)架搭設(shè)主要為焊接球設(shè)立支撐點(diǎn)，為單點(diǎn)集中受力；簡化計(jì)算模型，不考慮一端與支座焊接受力，考慮整個(gè)起步架全部搭設(shè)為最大受力情況，驗(yàn)算支撐主梁的撓度，支撐鋼管的穩(wěn)定性。

（3）選取桿件、螺栓球、焊接球最大自重區(qū)域?yàn)橛?jì)算單元。

（4）簡化計(jì)算模型如圖2。對(duì)受力體系進(jìn)行簡化，如圖模型一為實(shí)際受力體系，計(jì)算主梁撓度時(shí)，以兩跨為計(jì)算單元，簡化模型為模型二（考慮一部分安全儲(chǔ)備），計(jì)算立桿穩(wěn)定性時(shí)選取模型為模型三。

2.2 參數(shù)信息

（1）基本參數(shù)。

鋼管類型：Φ48×3.0mm，搭設(shè)高度H=12.05m。

立柱間距：橫距l(xiāng)a=1.1m，縱距l(xiāng)b=0.83m。

腳手架步距：h=1.6m，考慮搭設(shè)偏差按h=1.8m來計(jì)算。

扣件抗滑承載力折減系數(shù)：0.8。

主梁為60*80*5mm鋼管，橫向安放于支撐球體正下方，用于安放千斤頂，支撐焊球。

（2）荷載參數(shù)。

腳手板自重：0.300kN/m2；

欄桿（包括安全網(wǎng)）自重：0.160kN/m2；

橫向立桿頂部頂托上設(shè)60*80*5mm方鋼做主梁，自重0.1kN/m；

施工均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：2.000kN/m2；

焊接球區(qū)域內(nèi)（起步架）網(wǎng)架自重35821KG，支撐點(diǎn)一共20個(gè)；經(jīng)計(jì)算荷載計(jì)算單元自重為1630KG=16.3KN

2.3 主梁撓度計(jì)算

（1）依據(jù)選取的計(jì)算模型，q=2*1.1+0.1+（0.3+0.16）* 1.1=2.8KN/m；

（2）方鋼基本參數(shù)：E=206000N/mm2；I=1131000mm4；

（3）Wmax=0.521qL4/（100*EI）=0.03mm

（4）允許撓度=L/250=3.3mm>Wmax；

主梁撓度滿足規(guī)范要求。

2.4 立桿的穩(wěn)定性驗(yàn)算

（1）根據(jù)JGJ130-2011，立桿計(jì)算長度lo=kμh

其中，查表，k=1.155，μ=1.2，取橫桿步距h=1800mm；得lo=2495mm；

（2）長細(xì)比λ=lo/i=156.9；

（3）查表φ=0.284；

（4）根據(jù)模型二計(jì)算支座反力=0.125*ql2=0.125*2.8* 0.83*0.83=0.24；

（5）P1=16.3+0.24=16.54；考慮現(xiàn)場(chǎng)施工其他因素影響取P=20KN，得計(jì)算模型三。

（6）f=P/φ*A=166N/mm2<205N/mm2，

立桿穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求！

3 施工工藝

3.1 施工工藝流程（如圖3）

3.2 預(yù)埋件施工

由測(cè)量放樣對(duì)預(yù)埋鋼板中心線進(jìn)行精確定位，要求偏差小于10mm，使用水平尺對(duì)埋件表面進(jìn)行調(diào)平，使其上表面平面度偏差控制在3mm內(nèi)，埋件上表面標(biāo)高偏差不大于設(shè)計(jì)的±5mm，同時(shí)相鄰埋件標(biāo)高差不大于5mm，所有埋件最高與最低標(biāo)高偏差不大于10mm。

施工時(shí)，在各立柱鋼筋籠上方焊接一短節(jié)鋼筋，使用水準(zhǔn)儀按設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行放樣并在鋼筋上做上標(biāo)記，調(diào)整埋設(shè)標(biāo)高時(shí)根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行控制。埋件完成埋設(shè)后對(duì)錨筋進(jìn)行焊接固定，防止混凝土澆筑過程中埋件發(fā)生位移。沿控制軸線方向?qū)⒁欢寺窦艠又行狞c(diǎn)至另一端埋件中心點(diǎn)拉一通長細(xì)線，用于控制埋件中心偏差。

3.3 內(nèi)腳手架搭設(shè)

3.3.1 支撐腳手架

（1）支撐架搭設(shè)。在焊接球下方搭設(shè)腳手架支撐平臺(tái)，鋼管為48*3mm搭設(shè)高度為12.05m，立桿橫距為0.8m，縱距1.1m，步距1.6m，立桿下方采用50*200*4000mm腳手板做墊板，以60*80方鋼做主、次楞，主次楞交點(diǎn)上放置千斤頂，千斤頂正對(duì)焊接球，用于支墊及進(jìn)行焊接球焊接施工；待起步架兩端支座受力后及時(shí)撤掉千斤頂，以免后續(xù)網(wǎng)架拼裝時(shí)腳手架持續(xù)偏心受力。非千斤頂支撐區(qū)域，腳手架次楞上部支墊15mm竹膠板以利于人通行，借助三層樓頂搭設(shè)安全通道上安裝平臺(tái)。

（2）構(gòu)造設(shè)置。沿F軸設(shè)置通長縱向剪刀撐一道，橫向剪刀撐每6m設(shè)置一道。水平剪刀撐共設(shè)置三道，距墊板200mm處設(shè)第一道，距地面6m位置設(shè)第二道，距網(wǎng)架下弦桿1m處設(shè)置第三道，斜桿與地面的角度控制在45°～60°。在1交F軸、6交F軸處設(shè)置連墻件，每兩步距設(shè)置一道。

3.3.2 裝修腳手架

在螺栓球區(qū)域下方用48*3mm鋼管搭設(shè)人行通道平臺(tái)，用于方便螺栓球的安裝及屋頂油漆的刷涂，立桿間距為1.5m，步距1.6m，頂部以48*3mm鋼管做主次楞，間距為0.5m，以15mm竹膠板鋪設(shè)人行通道?？v向、橫向剪刀撐每6跨一道，水平剪刀撐同支撐架。

3.4 焊接球施工

由于現(xiàn)場(chǎng)起重能力限制，G軸/E軸區(qū)域焊接球網(wǎng)架采用滿堂腳手架施工方式。搭設(shè)滿堂腳手架形成臨時(shí)作業(yè)平臺(tái)，腳手架的搭設(shè)后第一時(shí)間吊袋裝砂石料進(jìn)行支架的預(yù)壓，至非彈性變形消除后開展焊接球的施工作業(yè)，采用類似地面拼裝的作業(yè)方式，安裝焊接球區(qū)域網(wǎng)架。在地面焊接好一個(gè)球與一根桿件，用現(xiàn)場(chǎng)TC6015型塔吊起吊，吊至滿堂支撐架支撐點(diǎn)處，用千斤頂調(diào)節(jié)焊接球垂直高度后固定，然后在內(nèi)支撐架上焊接其他桿件。

本工程焊接方法采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、手工電弧焊，確保構(gòu)件的質(zhì)量，焊縫質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)焊縫，采用單邊V型焊。

（1）手工電弧焊。檢驗(yàn)構(gòu)件下料的長度和垂直度及剖口是否符合規(guī)范要求，應(yīng)在定位架定位，并開始點(diǎn)固焊。點(diǎn)固焊所采用的焊接材料、型號(hào)應(yīng)與焊接材質(zhì)相匹配，焊接電流要比正式施焊電流大。點(diǎn)固焊點(diǎn)數(shù)和長度應(yīng)以焊接過程中不致使其開裂和位置偏移為準(zhǔn)，焊點(diǎn)兩側(cè)應(yīng)平穩(wěn)過渡，焊點(diǎn)高度一般不超過焊縫高度的2/3。點(diǎn)固焊完畢后，應(yīng)清除熔渣、飛濺等。檢查焊點(diǎn)質(zhì)量，如出現(xiàn)開裂、氣孔、熔合不良，應(yīng)將其磨掉重焊。

施焊前將施焊處及其兩側(cè)（10mm）的水、油污等雜物清除干凈。根據(jù)焊條直徑選擇焊接電流。第一遍焊接焊條直徑選用3.2mm，焊接電流為100～130A，冷卻清渣；第二遍焊接焊條直徑選用4.0mm，焊接電流為160～210A，冷卻清渣；第三遍焊接焊條直徑選用4.0mm，焊接電流為160～210A，冷卻清渣。焊接完畢，分批探傷。焊接時(shí)應(yīng)作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使焊縫在兩側(cè)母材獲得良好的熔合。引弧和收弧應(yīng)在施焊區(qū)內(nèi)，禁止在母材上打火。

（2）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。CO2氣體保護(hù)焊優(yōu)點(diǎn)是電弧可見，焊接對(duì)中容易，速度快，熔渣少，焊接變形小。在起弧處應(yīng)提前送氣2～3秒，焊絲伸出長度為6～8mm；焊槍與焊件夾角不小于75度，噴嘴末端與焊件的距離以10mm左右為宜，焊槍以直線運(yùn)走和直線往復(fù)運(yùn)走，當(dāng)焊縫較寬時(shí)，可稍作橫向擺動(dòng)。焊件結(jié)束時(shí)應(yīng)填滿弧坑，焊件熔池尚未冷卻之前要繼續(xù)通氣保護(hù)熔池。

3.5 桿件高空散裝

桿件散拼施工過程中，安裝人員在地面拼裝小拼單元，即一個(gè)螺栓球，兩根上弦桿兩根腹桿。兩根腹桿由高強(qiáng)螺栓通過螺栓球組裝在一起，形成一個(gè)三角錐，三角錐應(yīng)按安裝順序在堆放場(chǎng)地有序排放。

高空散裝時(shí)由焊接球區(qū)域向A軸、H軸同時(shí)推進(jìn)，逐塊拼裝，每延伸拼裝一個(gè)軸線，定位一軸網(wǎng)架，當(dāng)拼到H軸時(shí)增加一臺(tái)90t履帶吊配合吊裝。

3.6 油漆補(bǔ)涂、支托及網(wǎng)架板安裝

（1）網(wǎng)架屋面板均為雙向預(yù)應(yīng)力混凝土板，自重為1.5KN/m2，使用荷載<3.0KN/m2。預(yù)應(yīng)力板共110塊，分12種型號(hào)，網(wǎng)架板需經(jīng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后方可投入使用，并分類支墊到位，防止損壞，已經(jīng)損壞的預(yù)應(yīng)力板一律重新生產(chǎn)。

（2）鋼網(wǎng)架整體安裝完成，按設(shè)計(jì)要求對(duì)網(wǎng)架控制軸線進(jìn)行調(diào)整。對(duì)網(wǎng)架運(yùn)輸、安裝過程造成的防腐涂層破損部位進(jìn)行打磨除銹、補(bǔ)涂，要求達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度。采用以塔吊為主、履帶吊為輔的方式吊裝網(wǎng)架屋面板就位后將角點(diǎn)與支托板進(jìn)行焊接，使之形成整體。

（3）安裝過程中從屋頂斜坡向兩側(cè)順序安裝，安裝一塊焊接一塊，每塊板至少保證3個(gè)焊點(diǎn)，焊腳高度為6mm。

（4）預(yù)應(yīng)力板安裝加固完成后，在預(yù)應(yīng)力板表面刷涂改性聚硅氧烷環(huán)氧面漆，同時(shí)對(duì)桿件刷涂最后一道防火面漆。

4 施工質(zhì)量保證措施

（1）拼裝前支座埋件軸線、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)測(cè)，如不符合要求，應(yīng)進(jìn)行整改，使軸線與埋件中心線偏差小于10mm，標(biāo)高差小于5mm，埋件平整度小于3mm。安裝前初測(cè)所有預(yù)埋件標(biāo)高，并以最高標(biāo)高定為支座安裝標(biāo)高，由于土建施工存在偏差，準(zhǔn)備5mm到40mm鋼板若干，當(dāng)預(yù)埋件標(biāo)高出現(xiàn)偏差時(shí)，用Q345B鋼板塞填，以確保支座安裝標(biāo)高為統(tǒng)一標(biāo)高。

（2）網(wǎng)架的焊接順序是先從中間跨開始對(duì)稱向兩端擴(kuò)展，先安裝上懸桿，再安裝下懸桿，把累計(jì)偏差減小到最小值。拼裝過程中，下弦球一定要用方木塊墊實(shí)，使其標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高相對(duì)一致，以防撓度過大。

（3）網(wǎng)架拼裝時(shí)，應(yīng)控制擰緊螺栓的先后順序，防止桿件因受拉或受壓而使螺栓難以擰緊到位，安裝過程中，必須逐個(gè)復(fù)查網(wǎng)架的高強(qiáng)螺栓的擰緊程度，要求套筒與球體和桿端之間無縫隙，無松動(dòng)。網(wǎng)架撓度控制是安裝質(zhì)量的關(guān)鍵，在安裝過程中必須嚴(yán)格控制網(wǎng)架撓度的超差，安裝中在網(wǎng)架未形成幾何不變體前，在網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)處需增加若干個(gè)臨時(shí)支撐點(diǎn)，防止安裝時(shí)網(wǎng)架下?lián)?，如發(fā)現(xiàn)異常，必須采取措施整改。

（4）安裝完畢后，復(fù)查網(wǎng)架各節(jié)點(diǎn)螺栓的擰緊程度，復(fù)測(cè)網(wǎng)架和鋼結(jié)構(gòu)支座的標(biāo)高、軸線尺寸，測(cè)量通過網(wǎng)架縱橫向中心軸下弦節(jié)點(diǎn)的初撓度，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲偏差和安裝定位偏差，并作好記錄。

本工程網(wǎng)架安裝后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為縱橫向幾何尺寸允許誤差為±L/2000，支座中心偏移允許最大為L/3000，相鄰支座高差為15mm，支座最高最低差為30mm，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)撓度值不大于設(shè)計(jì)值的1.15倍。

5 結(jié)語

本工程在施工過程中，拼裝的各個(gè)環(huán)節(jié)控制較好，減少了拼裝誤差，提高了拼裝質(zhì)量，不僅保證了高空安裝的質(zhì)量，同時(shí)也提高了工作效率，縮短了工期。經(jīng)理論分析和實(shí)踐證明，地面預(yù)拼、高空散裝法與滿堂支架相結(jié)合的施工方法是一種安全、經(jīng)濟(jì)、有效的鋼網(wǎng)架快速安裝方法，達(dá)到了較好的安裝精度，其成功應(yīng)用對(duì)大跨度鋼網(wǎng)架施工的靈活運(yùn)用具有較好的參考價(jià)值。

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