大跨度钢网架安装工艺和质量关键点防控

张学刚，韩志永

(天津电力建设公司，天津市，300041)

0 引言

钢网架结构由于具有重量轻，承载能力强，可满足大跨度的需要，而且外形美观，空间结构各异，使得钢网架结构在各种工业与民用建筑中得到广泛的应用。钢网架安装属于高危施工作业，国内曾出现过由于网架安装工艺的不合理，关键点检查验收项目质量控制不到位，而导致网架坍塌事故，给人民的生命财产造成极大伤害的案例，在今后的大型钢网架施工项目中，应该尽力避免类似重大事故的发生。

越南海防一期工程(2×300 MW)燃煤热电厂储煤棚长、宽、高分别为 184、136.6、27.2 m，总面积约为 25134 m2，总质量约为 1350 t，分 A、B、C、D 4 个轴列框架柱支撑，形成1号棚C—D轴和2号棚A—B轴2个大跨度区间，每个煤棚轴线跨距67.4 m，BC轴间距1.8 m，各轴列分别有27根框架柱，柱轴距7.5 m，柱顶高为21 m。采用正放四角锥螺栓球节点型平板钢网架结构，结构两边找坡，网架支座下弦柱点支撑，采用钢筋混凝土柱支撑支座球，屋面和墙面板采用钢檩条支撑单层镀锌彩钢板。根据设计特点和现场条件，本工程钢网架安装采用移动式脚手架高空拼装法连续施工。

1 网架安装支撑平台的搭设

本工程钢网架安装施工采用高空拼装法施工，高空拼装法由于小构件单元在高空拼装，无需使用大型的起重设备，但需要一个合适的支撑操作平台(即满堂脚手架)，需用大量的脚手管材料;高空拼装法高空作业工作量大，且操作平台空间有限，属于高危作业。但如果技术措施准备到位，操作合理，可以利用小吊车解决大吊装的问题［1-3］。

1.1 支撑平台搭设的一般要求

拼装支架平台是在拼装网架时，用于支撑网架，控制标高和作为钢网架安装操作平台之用。支撑平台的数量和布置方式，取决于安装单元网架的尺寸和刚度，大跨度网架覆盖面积大，支架需要数量多，应该在保证拼装质量和方便操作的前提下，尽可能减少支架数量，以达到经济效益。支架的位置必须对准网架下弦的支撑节点，支撑平台间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的挠度。支架高度要方便操作，如用千斤顶和木支撑并用调整标高，则支架上表面距离网架下弦节点应为50～70 cm。

1.2 网架安装支撑平台搭设方案

本工程采用综合承重脚手架进行网架支撑平台的搭设，框架柱支撑网架支座球，支座球中心标高21.3 m，框架柱间距7.5 m，钢管脚手架设置2个32.3 m ×9.6 m ×20.70 m 支撑架;为了保证支撑平台滑移过程中的整体稳定性和便于操作控制，对滑移牵引力采用10 t手动倒链牵引支撑平台，要求每次牵引必须同时受力，确保支架平稳滑移。具体方案为:

(1)地基处理。脚手架搭设处地基为经过水泥搅拌桩地基处理过的地面，因为本工程储煤场区域设计为水泥搅拌桩的地基处理，地面标高为煤场地坪标高。地表面要求铺设150～200 mm的碎石，并压实，压实度应大于0.93，地基承载能力达200 kPa。脚手架滑轨部分利用堆取料机轨道，部分另做临时轨道。搭设轨道上的脚手架立杆时，需要与焊接在滑槽槽钢上的钢筋头插接。在下滑槽槽钢底部下面，先竖向，后横向满铺设300 mm(宽)×50 mm(厚)通长木板，需铺设木板宽度为1.2 m，这样可以加大地基承载力面积，以确保脚手架在使用和滑移过程中，不会因地面局部应力过大、下沉量超标，而影响架体滑移结构的安全。

(2)搭设操作平台。从地面开始，至顶部标高20.70 m处，搭设安装网架平台。表面用300 mm(宽)×50 mm(厚)的木板满铺并用12号铁丝固定牢固。当在木板上施焊时，采用0.5 mm厚镀锌铁皮垫在下面，以免焊接时引起火灾。同时，在20.70 m作业层周边搭设1.2 m高的临时安全防护栏杆(活动式，方便拆装)，四周设置300 mm(高)×50 mm(厚)的挡脚板，以预防网架施工时各类施工物品的坠落和施工人员的安全风险。

(3)立杆间距设置。 ±0.00～20.70 m 标高处，立杆纵距1.5 m、横距1.2 m、步距1.5 m。连柱杆垂直间距1.2 m，连柱杆水平方向按建筑结构框架柱平面尺寸布置连接，里立杆距框架柱0.3 m。脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500 mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体稳定性。立杆在地面±0.00 m滑轨部位，设置纵横方向扫地杆连接于立脚点杆上，扫地杆离钢滑轨顶面高不大于200 mm。立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/100。

(4)横杆设置。横杆搭设高度的步距为1.5 m，在18.90～20.70 m标高处及底层脚手架步距为1.2 m。脚手架横杆按立杆与大横杆交点处固定在立杆上，以形成空间结构整体受力。

(5)剪刀撑设置。脚手架外侧面的两端及中部设置3道纵向剪刀撑，并应由底至顶连续设置;横向设置3道垂直剪刀撑，这3道横向剪刀撑之间在标高15 m处再用剪刀撑相连接。水平支撑分别设置在1.65、7.65、13.65、19.65 m 标高处。垂直支撑斜杆与地面的夹角控制在45°～60°，并应由底至顶连续设置。在水平部位设置剪刀撑，垂直距离每隔6.0 m设置一处水平剪刀撑，剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1 m，应采用3个旋转扣件固定。在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不大于150 mm。

(6)轨道处结构斜撑的设置。由于轨道与轨道之间的跨度较大，必须设置相应斜杆将力传递到轨道上。轨道斜撑的设置应通过计算来确定。间距按立杆的横向间距设置为1.2 m，斜杆与地面的夹角大于或等于 60°［4］。

2 网架安装工艺

(1)大型网架为多支撑结构，支撑结构的轴线与标高是否准确，影响网架的内力和支撑反力。因此，支撑网架的框架柱的轴线和标高的偏差应尽可能小，在网架拼装前应予以复核。拼装网架时，为保证其标高和各榀屋架轴线的准确性，拼装前需预先放出标高控制和各榀屋架轴线和辅助控制线，用以检查和调整网架的标高。在支撑网架的框架柱顶上，用经纬仪测量各轴线柱顶中心线交点，以正镜、倒镜的方法将各榀网架的轴线延长标记出来，网架拼装时以此为准检查各榀屋架的轴线偏差。测量用的钢尺应与金属结构制造厂放样用的钢尺校对，统一标准，并修正温度和长度的影响［5］。

(2)拼装顺序。在确定拼装顺序时，要避免误差积累和便利拼装，另外要考虑结构的受力特点和吊装机械的性能。考虑到本工程每榀网架间距为7.5 m，单跨网架能够承受网架自身荷载，所以决定首先施工第1跨网架，等第1跨网架施工验收完毕、达到要求后，移动脚手架，逐步施工后续跨度网架。

(3)拼装工艺。首先在主下弦杆螺栓球节点部位依次做好木支撑，支撑上表面高度为螺栓球底面标高，并以中间支撑为起点，向两侧支点起拱。起拱高度符合规范要求，起拱过高将增大构件安装偏差。在施工过程中用千斤顶顶住网架下弦杆下方进行木支撑标高调整。应遵循由下到上、先主杆后腹杆顺序安装，待主要构架成型后则以小单元地面组装，平台拼装，随拼装随拧紧高强螺栓，与已拼好的网架连接。在人力、机具、材料、施工场地及气候条件都满足施工要求的情况下，本工程网架安装的最快速度为2天完成1个单跨度。

(4)在网架下部支撑木撤去之前，要对螺栓紧固进行外观检查，用扳手抽查紧固程度，待检查完毕全部合格之后拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。考虑到支撑拆除后网架中央沉降最多，故按中央、中间和边缘3个区，分阶段按比例的下降支撑。下降支撑时要注意观察，要求严格同步下降，并且避免由于个别支点受力而使这些支点处的网架杆件变形过大甚至受到破坏。严禁突然撤去网架下部的支撑木，避免网架中部突然下沉，产生不可恢复的变形，从而增大网架跨中的挠度值以至超出规范要求。

(5)挠度检查。网架挠度是必查项目，可以选择用水准仪在平台上测量主下弦杆的轴线，测点均为节点球位置，观察网架挠度变化情况，控制在规范允许范围内;有时支架平台颤动严重影响测量精度，本工程把水准仪放到框架柱顶部以减小颤动引起的测量误差，如现场条件允许也可用地面全站仪测量，测量记录以施工记录形式归档。

3 质量关键点防控

(1)杆件拼装前检查杆件尺寸偏差。螺栓球节点上的个别螺栓有损坏现象，或者在螺栓紧固过程中发生损坏螺栓现象时，以工厂制作周期长、工期紧张和节约成本为出发点，可以对个别节点用焊接方法代替螺栓连接方法，但是必须经过设计方同意，并形成正式变更文件，每个变更的节点须有施工记录，焊接质量达到设计变更和焊接规范要求。

(2)平台上支撑木位置承受集中荷载，所以下部脚手管应集中加固，支撑木下部平台上建议使用钢板分散荷载，避免由于平台架局部变形增大而导致网架安装偏差的问题发生。在保证支撑平台整体刚度稳定性的同时，对支撑平台的沉降量估算，应通过荷载试压，将各类荷载等都考虑在内，要求最大沉降量控制在5 mm左右。如不能满足要求，可以采取地基加固措施。对地基情况不良，沉陷量较大不满足安装要求的地基，必须采取夯实或换填的方法直到满足安装要求，并在地面加铺木板或枕木以分散支柱传来的集中荷载。

(3)脚手架滑移前，进行轨道的固定，行走标高测量检查;手动倒链牵引，各个牵引点要同步，由专人指挥，避免出现脚手架滑向偏移、整体倾斜等现象。

(4)网架第1跨度挠度值非常重要，与以后相连接的其余跨度网架挠度值有联系;每跨网架挠度值控制在规范之内，如果出现挠度值偏差情况，需重新撑起网架，撑木撑起顺序同拆卸顺序相反，千斤顶配合，检查并逐一紧固螺栓，直到合格为止。

(5)网架安装过程中如出现轴线整体方向偏移状况，应立即停止施工，研究合理方案矫正，避免偏差进一步扩大。

4 结语

越南海防一期工程储煤棚跨度大，采用正放四角锥螺栓球节点型平板钢网架结构。本工程采用综合承重脚手架进行网架支撑平台的搭设，根据设计和施工要求，制定了地基处理、搭设操作平台、立杆间距设置、横杆设置、剪刀撑设置、轨道处结构斜撑的设置等关键拼接工艺。采用优化的网架安装工艺、质量关键点防控措施，工程质量完全符合设计要求。

［1］GB 50205—2001钢结构工程施工质量验收规范［S］.北京:中国计划出版社，2001.

［2］JGJ 7—91网架结构设计与施工规程［S］.北京:中国建筑工业出版社，1991.

［3］JGJ 75.1～75.3—91 钢网架行业标准［S］.北京:中国建筑工业出版社，1991.

［4］赵国买.浅述网架施工［J］.山西建筑，2009(34):139.

［5］王健达.脚手架搭设与施工探讨［J］.中外建筑，2010(5):167-168.