任 濤 （山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200）

0 前言

隨著我國建筑工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展，我國工業(yè)廠房和煤棚等大開間建筑使用量逐年增加，為滿足結(jié)構(gòu)受力要求和使用要求，在大跨度建筑中使用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為屋面結(jié)構(gòu)的建筑逐年增加。在大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用量較為廣泛的有螺栓球節(jié)點(diǎn)和鋼網(wǎng)架焊接空心球節(jié)點(diǎn)，螺栓球節(jié)點(diǎn)具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工速度快、現(xiàn)場焊接工作量少、厚度小等優(yōu)點(diǎn)，焊接空心球節(jié)點(diǎn)具有自重輕、易吊裝施工、累計焊接誤差易調(diào)整等，但這兩種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)又有相應(yīng)的缺點(diǎn)。

近些年，螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)坍塌現(xiàn)象時有發(fā)生，螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)為何成為眾矢之的，為何在進(jìn)行結(jié)構(gòu)驗算時可驗算通過，且在結(jié)構(gòu)受力方面具有一定的富余，但為何會出現(xiàn)突然坍塌，受力失效。螺栓球節(jié)點(diǎn)在工廠預(yù)制、組裝完畢后，形成的單體內(nèi)各構(gòu)件連接強(qiáng)度等各性能均能達(dá)到設(shè)計要求，最后種種矛頭均指向施工單位，螺栓球節(jié)點(diǎn)在施工現(xiàn)場拼裝階段中由于施工控制不嚴(yán)從而造成螺栓球網(wǎng)架坍塌，這是坍塌的主要原因之一。其次在設(shè)計時或在施工時，建設(shè)方或施工方為節(jié)省項目開支，降低施工成本，未在高強(qiáng)螺栓中安裝防松設(shè)施，從而導(dǎo)致螺栓球網(wǎng)架在應(yīng)用一段時間后經(jīng)振動、往復(fù)風(fēng)荷載等作用下高強(qiáng)螺栓呈現(xiàn)松動狀態(tài)，最終導(dǎo)致承載力不足而出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。本文即對螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的施工方面進(jìn)行分析，提高螺栓球節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量，從而在一定程度上降低螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架坍塌現(xiàn)象發(fā)生的概率。

1 相關(guān)施工方法

1.1 原材料和構(gòu)件驗收

螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架是由無數(shù)根桿件和螺栓球及其他零件拼接而成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)架主體多數(shù)是在工廠內(nèi)拼接，之后再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝而成。因此在原材料和拼接完成的構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后，施工單位和監(jiān)理單位應(yīng)對其進(jìn)行相關(guān)驗收，檢查其生產(chǎn)合格證和相應(yīng)的質(zhì)量證明書；檢查原材料及構(gòu)件的外觀質(zhì)量及截面尺寸等是否滿足設(shè)計要求，檢查結(jié)果均滿足相應(yīng)的設(shè)計要求和驗收要求后方可進(jìn)場。

1.2 現(xiàn)場組對施工

由于螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架截面尺寸較大，不可能在工廠內(nèi)完全拼接完成運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，運(yùn)輸時需將網(wǎng)架分為若干單體進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場后需對各單體進(jìn)行拼接，對于局部較為復(fù)雜的部分需進(jìn)行進(jìn)行現(xiàn)場組裝。為提高組裝質(zhì)量，控制各桿件的制作精度，組裝前需制作相應(yīng)的組對胎具。胎具的水平滑槽使用100mm×100mm×3mm的角鋼制作而成，胎具滑槽內(nèi)設(shè)置兩個擋板，其中一個擋板為固定擋板，另一個擋板為沿水平滑槽可滑動式擋板。組對時為使桿件的長度滿足設(shè)計要求及驗收規(guī)范的偏差要求，需根據(jù)設(shè)計要求調(diào)節(jié)擋板間的距離，從而控制桿件的長度。調(diào)節(jié)一次滑槽的長度即可對相同長度的桿件進(jìn)行確定，因此可相對提高工作效率。

1.3 現(xiàn)場焊接施工

在進(jìn)行相應(yīng)焊接施工前，應(yīng)對施焊構(gòu)件表面進(jìn)行除銹、除污處理，處理完畢后方可進(jìn)行焊接施工。焊接施工時，應(yīng)盡量選擇小電流焊機(jī)，盡量減小焊縫寬度。嚴(yán)禁在構(gòu)件表面焊接其他臨時支撐等，避免因隨意焊接而影響構(gòu)件強(qiáng)度。

1.4 現(xiàn)場除銹施工

對網(wǎng)架吊裝施工前，需對網(wǎng)架所有構(gòu)件銹蝕部分進(jìn)行除銹處理，除銹時使用噴砂法進(jìn)行除銹，除銹后達(dá)到St3除銹等級。除銹后經(jīng)檢查驗收合格后，噴涂相應(yīng)的底漆、中部漆和面漆，噴涂厚度達(dá)到設(shè)計要求，噴涂偏差應(yīng)達(dá)到驗收規(guī)范的允許偏差。噴涂后對噴涂的漆進(jìn)行全面檢查，檢查噴涂的漆是否存在反銹、脫皮、誤涂、流墜、皺皮等現(xiàn)象，若存在上述現(xiàn)象應(yīng)對存在問題的部位進(jìn)行重新噴涂。

1.5 現(xiàn)場組裝施工

組裝施工時，若網(wǎng)架截面尺寸相對較小則可在地面上將各單元構(gòu)件拼接完成直接吊裝施工，這種情況易控制起拱高度，避免安裝就位后不易起拱施工，且此種方法避免單獨(dú)安裝腳手架進(jìn)行高空安裝施工，安裝速度快。若網(wǎng)架截面尺寸較大則應(yīng)將各單元吊裝至指定位置進(jìn)行固定安裝，再搭設(shè)腳手架對中部網(wǎng)架進(jìn)行高空安裝施工，此種方法安裝誤差較大，且不易進(jìn)行起拱施工，施工速度較慢，施工質(zhì)量不易保證。

1.6 現(xiàn)場吊裝施工

現(xiàn)場吊裝施工時，由于螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架均為實心構(gòu)件，網(wǎng)架自重較大，選擇吊車時應(yīng)根據(jù)鎖吊裝網(wǎng)架的自重選擇合適起吊荷載的吊車，或選用多臺吊車協(xié)同作業(yè)施工。吊裝施工前，施工單位相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)對吊車的站位與吊距進(jìn)行檢查，對吊車的伸展高度進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)起吊死角。吊裝施工時盡可能一次吊裝成功，避免出現(xiàn)二次起吊，螺栓球節(jié)點(diǎn)經(jīng)多次吊裝后會導(dǎo)致網(wǎng)架出現(xiàn)變形，最終影響施工質(zhì)量，影響網(wǎng)架的驗收和使用。

起吊時，應(yīng)對吊點(diǎn)位置進(jìn)行計算，確定網(wǎng)架吊點(diǎn)穩(wěn)定可達(dá)到起吊受力要求后方可進(jìn)行施工。起吊時使用的吊繩規(guī)格宜為直徑20mm的鋼絲繩，吊繩與吊點(diǎn)連接處使用棉布進(jìn)行纏繞，避免起吊時在吊點(diǎn)處發(fā)生滑動，使吊點(diǎn)位置出現(xiàn)磨損，吊點(diǎn)與網(wǎng)架連接處出現(xiàn)松動。同時在吊裝時，避免吊繩與網(wǎng)架的高強(qiáng)螺栓、桿件等出現(xiàn)接觸，影響網(wǎng)架的安裝質(zhì)量。

吊裝施工時，要求現(xiàn)場操作人員均持證上崗，現(xiàn)場作業(yè)時所有參與人員聽從指揮，統(tǒng)一行動，在確保自身安全的前提下保證安裝施工質(zhì)量。吊裝施工前，應(yīng)對吊車、吊鉤、吊點(diǎn)等位置進(jìn)行檢查，確認(rèn)起吊連接位置是否牢固。起吊時先對網(wǎng)架進(jìn)行預(yù)吊施工，具體為將網(wǎng)架單元吊起1m左右，檢查網(wǎng)架的撓曲變形情況和吊車的穩(wěn)定性，一切正常后方可正常起吊施工。吊裝作業(yè)中，網(wǎng)架及吊車下方禁止站人，避免出現(xiàn)突發(fā)情況而出現(xiàn)人員傷亡事故。吊裝作業(yè)時，應(yīng)查看近些天天氣預(yù)報，若存在大風(fēng)天氣、雨雪天氣，應(yīng)禁止室外作業(yè)施工；若為趕工期需在夜間進(jìn)行施工，則應(yīng)取得相關(guān)部門的允許，在施工現(xiàn)場具備良好照明情況下可進(jìn)行夜間施工。

1.7 構(gòu)造加強(qiáng)施工

施工單位在進(jìn)行按圖施工前，應(yīng)對設(shè)計文件中是否設(shè)計防松螺栓，若設(shè)計文件中未進(jìn)行相關(guān)設(shè)計，則施工單位應(yīng)與設(shè)計單位進(jìn)行確認(rèn)；若設(shè)計文件中有相關(guān)設(shè)計，則施工單位應(yīng)按照設(shè)計要求，在相關(guān)節(jié)點(diǎn)位置安裝防松螺栓，尤其是在施工現(xiàn)場進(jìn)行拼裝的部分中。安裝完成后，監(jiān)理單位應(yīng)對網(wǎng)架各細(xì)部安裝進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)偷工減料現(xiàn)象而在結(jié)構(gòu)使用后期出現(xiàn)相應(yīng)的事故，從而造成不良影響。

2 螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架施工質(zhì)量控制

2.1 焊縫及撓度檢測

原材料及結(jié)構(gòu)各單元進(jìn)場時，需對所有原材料及單元的出廠合格證、各產(chǎn)品的力學(xué)性能及化學(xué)分析報告進(jìn)行檢查。對各構(gòu)件間存在焊縫的位置進(jìn)行超聲波無損探傷抽檢，如對桿件的錐頭封板進(jìn)行抽檢，對二級焊縫的抽檢比例為20%。對螺栓球感的承載力進(jìn)行拉拔試驗抽檢，確定拉拔強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計和驗收規(guī)范要求。網(wǎng)架施工完成后對網(wǎng)架整體的撓度變形進(jìn)行測量，避免因撓度較大而發(fā)生危險事故。

2.2 二次緊固檢查

網(wǎng)架整體安裝完畢后，施工人員應(yīng)對桿件與實心球連接的扭矩進(jìn)行檢查，若發(fā)現(xiàn)存在扭矩強(qiáng)度不能達(dá)到設(shè)計要求的，應(yīng)對其進(jìn)行二次緊固處理。施工人員還應(yīng)對拉桿套筒間的縫隙進(jìn)行檢查，若存在肉眼可見的縫隙應(yīng)使用油膩?zhàn)訉p隙進(jìn)行填塞，避免空氣和水分進(jìn)入孔隙內(nèi)對螺栓和套筒腐蝕。除此之外，還應(yīng)對網(wǎng)架進(jìn)行相應(yīng)的防腐處理。

2.3 應(yīng)力釋放

在對網(wǎng)架進(jìn)行焊接施工時，網(wǎng)架所焊接的構(gòu)件會由于焊接施工而出現(xiàn)相應(yīng)的膨脹，導(dǎo)致構(gòu)件截面尺寸突變，所有的構(gòu)件在焊接應(yīng)力作用下，尺寸變化會產(chǎn)生累加，導(dǎo)致最終的網(wǎng)架尺寸大于預(yù)安裝位置的尺寸；加之隨外界溫度的變化，網(wǎng)架整體也會出現(xiàn)相應(yīng)的溫度應(yīng)力，從而產(chǎn)生微變形。為釋放此類溫度應(yīng)力作用，焊接施工時應(yīng)使各構(gòu)件應(yīng)力釋放完畢后，再將其他構(gòu)件進(jìn)行拼接，安裝施工時盡量避免選擇中午日曬時間較長溫度較高或夜間溫度較低時進(jìn)行施工，使網(wǎng)架結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定狀態(tài)下進(jìn)行施工，從而可一定程度上避免因溫度應(yīng)力而影響網(wǎng)架的整體尺寸偏差。

3 結(jié)論

本文通過介紹螺栓球節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)和近些年螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架坍塌事故的總結(jié)，根據(jù)施工經(jīng)驗敘述了螺栓球節(jié)點(diǎn)施工的重點(diǎn)和施工質(zhì)量控制，從而在一定程度上提高螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架的施工質(zhì)量，避免坍塌事故的發(fā)生。