余能躍

（核工業(yè)西南物理研究院，四川 成都 610207）

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑行業(yè)也實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)足發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在諸如體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、會(huì)展中心等公共建筑中得到廣泛推廣，其結(jié)構(gòu)形式、施工技術(shù)不斷趨于復(fù)雜化。對(duì)于體育館建筑而言，其屋面形式大多為封閉結(jié)構(gòu)，且有著較大的跨度，憑借網(wǎng)架結(jié)構(gòu)大跨度空間、用鋼量少、剛度大、性能佳等特征優(yōu)勢(shì)，因而可很好地滿足體育館建設(shè)需求。但與此同時(shí)，在施工實(shí)踐中，鑒于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的邊界條件、受力形式等結(jié)構(gòu)特性會(huì)不斷發(fā)展轉(zhuǎn)變，加之在人為操作、施工技術(shù)、施工環(huán)境等一系列因素共同影響下，使得網(wǎng)架架構(gòu)施工中存在著不小的安全風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)外關(guān)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中引發(fā)的安全事故也不在少數(shù)。因此，為保障體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安全運(yùn)營(yíng)，文章將結(jié)合某城市體育館屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工，對(duì)體育館屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行研究分析。

1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)概述

（1）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的分類。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要是由大量桿件依據(jù)相應(yīng)網(wǎng)格形式依托節(jié)點(diǎn)連結(jié)而構(gòu)建的超靜定空間結(jié)構(gòu)體系。如今，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)已然轉(zhuǎn)變成全球應(yīng)用最為廣泛的一種新型結(jié)構(gòu)。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)包含有多種不同的種類，依據(jù)建造材料的不同，可將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)劃分成鋼網(wǎng)架、木網(wǎng)架、鋁網(wǎng)架、鋼筋混凝土網(wǎng)架以及組合網(wǎng)架等種類，其中尤以鋼網(wǎng)架在我國(guó)推廣最為廣泛，組合網(wǎng)架還能夠作為樓板層結(jié)構(gòu)。依據(jù)網(wǎng)架構(gòu)造不同，可將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)劃分成單層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、雙層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)以及三層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，其中，因?yàn)閱螌泳W(wǎng)架結(jié)構(gòu)適用的跨度空間不足30 m，三層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)適用的跨度空間超過(guò)100 m，所以在我國(guó)建筑工程施工中應(yīng)用偏少。依據(jù)支承情況不同，還可將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)劃分成三邊支承、四點(diǎn)支承、周邊支承、混合支承等。

（2）網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)而言，主要表現(xiàn)于以下幾方面：一是節(jié)點(diǎn)連結(jié)便捷可靠。隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展完善，其網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)、部件不斷向工廠化、定型化方向發(fā)展，由此不僅有效提升了節(jié)點(diǎn)連結(jié)制作及裝置的效率，還確保了節(jié)點(diǎn)整體性能的可靠性。二是節(jié)省材料，通過(guò)較少的材料即可實(shí)現(xiàn)較大的跨度空間。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為一個(gè)超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，相互連結(jié)的桿件彼此支撐，實(shí)現(xiàn)受力桿件與支撐系統(tǒng)相互間的有效結(jié)合，同時(shí)桿件還可實(shí)現(xiàn)軸力作用，進(jìn)而可有效節(jié)省材料，通過(guò)較少的材料即可實(shí)現(xiàn)較大的跨度空間。三是加工制作機(jī)械化、工廠化。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不論是其節(jié)點(diǎn)還是桿件都相對(duì)簡(jiǎn)單且趨于定型化，所以均可通過(guò)工廠進(jìn)行批量生產(chǎn)，如此一來(lái)，不僅可確保加工質(zhì)量，還可提升制作效率，而這些都是其他相關(guān)空間結(jié)構(gòu)加工制作所難以比擬的。四是結(jié)構(gòu)多樣豐富，布置方便，可滿足不同建筑的施工要求。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組成多達(dá)二十余種，但各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)都尤為規(guī)則，布置方便，可為使用者帶來(lái)極大便利。同時(shí)，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)外露或者部分外露，憑借其規(guī)則的圖形樣式，可使建筑整體效果得到極大豐富。另外，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)還可適用于各式各樣的支承條件及建筑平面，可滿足不同建筑的施工要求，所以受到了廣大建筑工程設(shè)計(jì)人員、施工人員的一直青睞。

2 體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)常用施工方法

體育館廣泛應(yīng)用于體育鍛煉、體育比賽、音樂(lè)演出等活動(dòng)。在體育館中，不難發(fā)現(xiàn)其頂部或外圍大多是采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)支撐的。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)憑借其一系列優(yōu)勢(shì)，在公共建筑中得到越來(lái)越廣泛的推廣。如今，體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)常用的施工方法，主要包括有以下幾種：

（1）高空散裝法。高空散裝法，主要是指結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，在設(shè)計(jì)空間位置對(duì)網(wǎng)架的支架、桿件以及鋼球等部件進(jìn)行直接組裝的方法，同時(shí)亦可先將相應(yīng)桿件、鋼球于地面組裝成小型單元構(gòu)件后，于高空現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展拼裝。若是建筑室內(nèi)凈空高度偏高時(shí)，可通過(guò)設(shè)置室內(nèi)滿堂腳手架或支承構(gòu)件懸挑腳手架等途徑，以為施工人員創(chuàng)造作業(yè)平臺(tái)。該項(xiàng)施工方法通常用于各種高強(qiáng)螺連結(jié)的建筑，特別適用于吊裝難度大的情形。另外，高空散裝法施工關(guān)鍵在于把握正確的組裝順序，合理調(diào)節(jié)標(biāo)高及軸線位置，因?yàn)槠渖婕按罅康墓?jié)點(diǎn)、構(gòu)件，因而存在一定的施工難度。

（2）分條分塊安裝法。條塊安裝法，主要是指將網(wǎng)架劃分為各種條狀或者塊狀單元，使用起重機(jī)吊裝設(shè)備至設(shè)計(jì)空間位置擱置，然后進(jìn)行整體連結(jié)的一項(xiàng)施工方法。條塊安裝法適用于中小型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的施工，正因如此，其構(gòu)件大多數(shù)可于地面焊接完成，由此可達(dá)到提升工程質(zhì)量，節(jié)省組裝支架的效果。

（3）高空滑行法。高空滑行法，主要是指通過(guò)滑軌，將預(yù)先于地面組裝完畢的網(wǎng)格單元滑動(dòng)至設(shè)計(jì)空間位置，將條形網(wǎng)格單元組裝成一個(gè)整體的施工方法。高空滑行法的一大顯著特征在于無(wú)需搭設(shè)室內(nèi)腳手架作業(yè)平臺(tái)。同時(shí)，該項(xiàng)施工方法主要適用于建筑平面呈多邊形的建筑工程或者施工現(xiàn)場(chǎng)地形較為復(fù)雜的建筑工程。依據(jù)條形網(wǎng)架單元滑行類型的不同，可將高空滑行法劃分成單條滑行和逐條累積滑行。因?yàn)榫W(wǎng)架桿件、鋼球的焊接與絞接、防火漆、防腐漆噴涂都可在地面開(kāi)展，并且各項(xiàng)施工可同步開(kāi)展，結(jié)構(gòu)拼裝與地面施工互不影響，所以該項(xiàng)施工方法有著施工便捷、節(jié)省工期的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（4）整體吊裝法。整體吊裝法，主要是指網(wǎng)架全部于地面組裝完畢后，通過(guò)起重機(jī)吊裝就位的一項(xiàng)施工方法。該項(xiàng)施工方法適用于各種網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝，因?yàn)檎麄€(gè)網(wǎng)格單元的連結(jié)均于開(kāi)展，由此可更好地保障施工質(zhì)量，但同時(shí)對(duì)施工場(chǎng)地提出了較高的要求。

（5）整體提升法。整體提升法，主要是指將建筑工程的框架結(jié)構(gòu)用以支撐，于框架結(jié)構(gòu)頂部裝置平板升降機(jī)、液壓千斤頂?shù)刃⌒吞嵘O(shè)備，在開(kāi)展框架結(jié)構(gòu)滑模的同時(shí)，對(duì)網(wǎng)架予以提升的一項(xiàng)施工方法。該項(xiàng)施工方法包括有單獨(dú)提升、升網(wǎng)提模、升梁抬網(wǎng)以及滑模升網(wǎng)等不同運(yùn)用形式，這些運(yùn)用形式的一項(xiàng)統(tǒng)一特征在于通過(guò)小型提升設(shè)備對(duì)大型網(wǎng)架結(jié)構(gòu)予以組裝，因?yàn)樵谑┕て陂g為逐步提升，能夠累積提升高度，所以在高網(wǎng)架組裝方面表現(xiàn)出一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

（6）整體頂升法。整體頂升法，主要是指在設(shè)計(jì)空間位置的地面上將網(wǎng)架組裝完成，繼而通過(guò)千斤頂將網(wǎng)架頂升至設(shè)計(jì)高度的一項(xiàng)施工方法。整體頂升法的千斤頂設(shè)置在網(wǎng)架下方，網(wǎng)架被上頂至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)提升設(shè)備裝置在網(wǎng)架上方，提升設(shè)備將網(wǎng)架蠟燭，通過(guò)下部構(gòu)件的抬高以使網(wǎng)架上升。該項(xiàng)施工方法與整體提升法相似，適用于跨度偏大的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。

綜上，體育館網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的施工方法多種多樣，具體施工方法應(yīng)用應(yīng)結(jié)合建筑工程網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)類型，并通過(guò)對(duì)質(zhì)量、安全、經(jīng)濟(jì)效益、施工進(jìn)度、施工技術(shù)條件等因素進(jìn)行綜合分析，以最終確定。

3 體育館屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐

（1）工程概況。文章研究工程為某城市體育館鋼結(jié)構(gòu)屋蓋網(wǎng)架，體育館為地上建筑，共計(jì)兩層，建筑主體上局設(shè)置有夾層留。為確保建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體牢固性，在體育館建造期間引入了鋼筋混凝土開(kāi)展架構(gòu)建設(shè)；在屋蓋建造過(guò)程中，將其建設(shè)成雙向交叉鋼桁架結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)有著良好的穩(wěn)定性。體育館屋蓋平面為八坡屋頂，屋蓋寬度為67.2 m×67.2 m，平面長(zhǎng)度為69.3 m×69.3 m，周邊柱距為8.4 m。施工期間，在建筑各部位采用各種剛度的桁架，并將剛度偏大的桁架應(yīng)用于接近角部的區(qū)域，于周邊支承前提下，其相比于兩向正交正放桁架表現(xiàn)出節(jié)省材料、剛度更大的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合設(shè)備檢修要求，體育館屋蓋下弦平面內(nèi)配備檢修馬道，依據(jù)屋蓋坡面特征，在平面兩對(duì)角線坡面建設(shè)馬道，一些桁架取消在這一坡面寬度范圍的斜腹桿，進(jìn)而生成空腹桁架，該部分桁架的豎桿與上下弦外連結(jié)選取剛接形式，進(jìn)而確保桁架承載力。

（2）工程特征及施工方案。在工程施工期間，將工程建設(shè)成正方四角錐螺栓球結(jié)構(gòu)。建筑主體采用下弦注點(diǎn)支撐，以此作用于擴(kuò)大建筑工程的整體跨度。結(jié)合施工場(chǎng)地條件及建筑工程結(jié)構(gòu)特征，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要采用高空散裝法施工。在開(kāi)展網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空散裝期間，不需要引入塔式起重機(jī)，在組裝網(wǎng)架過(guò)程中，為保證組裝的安全有序開(kāi)展，引入撥桿加電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。在施工質(zhì)量控制方面，本次工程施工側(cè)重于進(jìn)行組織穿插施工。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙及施工實(shí)際，將體育館屋蓋1軸~2軸設(shè)置為混凝土結(jié)構(gòu)，其高與預(yù)埋件部位高度相一致，同時(shí)將2軸~3軸網(wǎng)架與1軸~2軸屋蓋相連結(jié)。組裝完畢后將其轉(zhuǎn)移至安裝區(qū)域，開(kāi)展固定處理，其他網(wǎng)架通過(guò)地面拼裝撥桿加電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)高空散裝的方法進(jìn)行施工。如此一來(lái)，不僅要保障施工質(zhì)量，還可降低成本、提升施工效率。

（3）屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工步驟。首先，屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)組裝及吊裝的工藝流程。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)組裝期間，施工人員應(yīng)先放線，接著開(kāi)展驗(yàn)收，繼而開(kāi)展網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下弦平面網(wǎng)格組裝操作，然后逐次開(kāi)展上弦到倒三角網(wǎng)格組裝、下弦正三角網(wǎng)格組裝，以此大致完成對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的組裝工作。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)對(duì)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝合格與否進(jìn)行檢測(cè)，若檢測(cè)滿意即可將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)滑行至組裝位置，接著將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)固定于預(yù)埋件上，并開(kāi)展網(wǎng)架結(jié)構(gòu)檢測(cè)、支座焊接處理，最后進(jìn)行驗(yàn)收。

其次，起步網(wǎng)架組裝。先對(duì)預(yù)埋件諸如軸線高度、位置等相關(guān)指標(biāo)予以檢測(cè)，檢測(cè)其與組裝要求相符與否，組裝過(guò)程中應(yīng)合理調(diào)節(jié)網(wǎng)架的支座軸線及高度，以此有效保證組裝精度。接著將2軸~3軸網(wǎng)架吊裝至建筑1軸~2軸位置混凝土屋蓋上，然后結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诨炷廖萆w上對(duì)這些網(wǎng)架進(jìn)行組裝。

再次，起步網(wǎng)架拼裝。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，先開(kāi)展起步網(wǎng)架拼接。在對(duì)螺栓球起步跨網(wǎng)架開(kāi)展拼接前，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙于下弦部位建設(shè)一個(gè)支點(diǎn)，這一支點(diǎn)在200 mm左右，用以為網(wǎng)架提供支撐。在網(wǎng)架組裝期間，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙對(duì)螺旋球予以組裝，在下弦支座區(qū)域，應(yīng)預(yù)先建設(shè)方木支點(diǎn)，以此為螺旋球、下弦桿提供支撐。與此同時(shí)，還應(yīng)對(duì)網(wǎng)架椎體單元予以組裝，接著將組裝完畢的椎體單元轉(zhuǎn)運(yùn)至設(shè)計(jì)空間位置，依照設(shè)計(jì)圖紙，將上弦桿、腹桿與對(duì)應(yīng)位置相連結(jié)，以此建立穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在對(duì)起步跨網(wǎng)架進(jìn)行組裝過(guò)程中，應(yīng)借助墊木將對(duì)應(yīng)組裝位置墊實(shí)，如此一來(lái)有效避免下弦節(jié)點(diǎn)發(fā)生位移情況。除此之外，在組裝期間，還應(yīng)對(duì)各節(jié)點(diǎn)開(kāi)展監(jiān)測(cè)，防止發(fā)生位移。接下來(lái)，在1軸~2軸位置開(kāi)展一單元網(wǎng)架組裝，該道工序結(jié)束后將其滑行至2軸~3軸位置，繼而對(duì)組裝的網(wǎng)架開(kāi)展檢測(cè)，檢測(cè)滿意后對(duì)應(yīng)開(kāi)展固定處理。另外，還應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)網(wǎng)架組裝期間存在的與實(shí)際要求不相符的尺寸予以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)結(jié)束后固定好支座。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工流程，如圖1所示。

圖1 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工流程示意圖

最后，高空散裝網(wǎng)架。將起步網(wǎng)架滑行至設(shè)計(jì)空間位置，接著對(duì)其符合實(shí)際要求與否進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)滿意后以其為基礎(chǔ)，然后通過(guò)起重設(shè)備將小單元椎體吊起，開(kāi)展網(wǎng)架填充。起步網(wǎng)架組裝結(jié)束后，對(duì)網(wǎng)架支座軸線予以確認(rèn)調(diào)整，并對(duì)支座做臨時(shí)固定處理。通過(guò)高空散裝法對(duì)其他網(wǎng)架進(jìn)行組裝，組裝流程為向依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)展網(wǎng)架三角錐小單元椎體組裝，該部分工作可于地面完成組裝后，將其滑行至設(shè)計(jì)空間位置，通過(guò)起重設(shè)備移動(dòng)小小單元椎體，并由施工人員開(kāi)展高空節(jié)點(diǎn)的對(duì)接組裝工作。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工完成效果，如圖2所示。

圖2 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工完成效果示意圖

（4）施工質(zhì)量控制。為保證施工質(zhì)量，需要采取必要的施工質(zhì)量控制措施。首先，應(yīng)增強(qiáng)管理人員、施工人員的質(zhì)量意識(shí)，加大質(zhì)量意識(shí)教育及業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)力度，提高全體人員的綜合素質(zhì)，依托工作質(zhì)量保障施工質(zhì)量。其次，組織相關(guān)人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)，開(kāi)展設(shè)計(jì)圖紙會(huì)審，保證施工組織設(shè)計(jì)的全面完整性、科學(xué)可行性。再次，網(wǎng)架施工要切實(shí)依據(jù)相關(guān)規(guī)范要求開(kāi)展，倘若在施工期間發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)第一時(shí)間上報(bào)有關(guān)部門(mén)，予以有效處理，保證施工質(zhì)量達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。然后，切實(shí)開(kāi)展好施工現(xiàn)場(chǎng)柱預(yù)埋件標(biāo)高、軸線檢測(cè)及驗(yàn)收工作。最后，嚴(yán)格落實(shí)質(zhì)量檢測(cè)制度，開(kāi)展好各項(xiàng)施工記錄工作，嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，保證每道工序均符合要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為如今大跨度建筑物建設(shè)中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，不同施工方法的選用對(duì)建筑工程建設(shè)管理目標(biāo)的影響各不相同。在體育館屋蓋網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工實(shí)踐中，應(yīng)通過(guò)對(duì)各方面因素的綜合考慮，以選擇適用的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工方法，確保施工的安全有序開(kāi)展。