试述超大跨度球形网架安装施工技术

刘琳

摘 要：球形网架结构具有美观、整体性能好的优点，在一些工业厂房、体育场馆、机场等大跨度结构中应用较广，而且杆件都是通过螺栓进行连接，安装非常方便，具有较强的抗震性能。在运用了球形网架结构后，对大跨度、超大跨度的建筑工程的发展起到了很好的促进作用，随着应用的深入施工技术水平也在快速提升，体现出了较高的应用价值。

关键词：球形网架；施工工艺；控制要点；滑移法

1 引言

在一些大跨度、超大跨度的建筑结构屋顶施工中，球形网架结构是近些才发展起来的新型承重结构，该结构的应用大大改善了平面屋架结构中存在的不足，是一各多次超静定空间结构体系，这一结构体系可以承载来自各方的荷载。目前在实际应用中使用较多的网架安装方法主要包括以下几种：整体吊装法、分块安装法、高空散装法、高空滑移法、整体顶升法以及整体提升法。每一种安装方法都有其特点，需要拱形钢结构屋面的施工环境等一些因素来进行选择。我们在进行网架安装的时候，要根据实际的情况来选择合适的安装方法。

2 工程概述

某工业厂房建筑属于超大跨度建筑结构，其中屋顶采用球形网架结构进行施工，总面积为5405.69m2，施工难度较大。

3 施工工艺的确定

该工业厂房球形网架工程要求尽快完成，工期紧、任务重，而且施工过程中交叉施工项目较多，在球形网架施工中需要搭设满堂脚手架铺设滑移平台，但是又会影响到其他工序的进行。高空平台散装及高空分片滑移法不适合使用；受安装场地条件的限制（前方高架车道、后方火车道），网架安装施工不具备大型吊装设备的使用条件，整体预升安装法也不适合本工程。经过多次论证，采用地面拼装1跨起步架，整体吊装就位后高空散装施工工艺。

4 球形网架施工的工艺流程及控制要点

4.1 工艺原理

根据现场实际情况，通过对承载力验算，采用地面拼装1跨起步架安装法。地面组装完成后，采用1台300吨汽车吊进行吊装；起步网架吊装到位，调整好网架固定位置并做好临时支撑后，从基本跨中间向两端拼接，使作用力向周边传递，便于调整网架节点球的高度。两侧四部8吨吊车平行椎体吊装施工，直至网架安装结束。

4.2 网架特点及安装方法

4.2.1 网架特点

本网架采用螺栓球节点四角锥网架，螺栓球节点网架是一种新型的屋盖承重结构，属于多次超静定空间结构体系，这种平板形网架，结构新颖美观，杆件规律性强，网格统一，整体性好，空间刚度大，抗震性能好且便于安装。屋顶为保温复合彩板，彩板选用0.5mm厚镀铝锌板，保温层150mm厚玻璃丝卷毡，屋面排水为内水沟外排水。

4.2.2 网架安装方法

网架的安装初步拟定三种施工方案，如表1所示。

4.2.3 网架施工流程

材料采购、加工、制作→按规格打捆运至施工现场→搭建网架组装所需施工平台→在施工平台上拼装焊接成型→利用滑移小车及导链滑出施工平台→完成合拢拼装焊接后去掉滑移小车及导链，就位校正尺寸焊接支座。

5 施工平台搭设及要求

5.1 施工平台搭设

根据施工分段图的要求，在施工现场中间搭设满堂红施工脚手架操作平台，施工面积为9.6m×27.1m。

5.2 施工平台脚手架搭设要求

施工平台脚手架搭设对施工能否顺利进行，施工人员能否安全施工起着关键作用。主要要求有：（1）施工平臺为承重平台，严格按照国家规范JGJ 130—2001进行搭设。（2）严格按照脚手架搭设尺寸1200×1200×1200mm进行施工，施工平台应用厚度不小于50mm木板平铺。27.1m方向两端每边要与框架梁柱拉结，以保证脚手架平台的稳定性。

6 网架施工顺序及滑移方法

6.1 施工顺序

本工程采用在施工平台上散拼滑移法进行网架的安装施工，因施工需要须在上向流碳吸附澄清池A池与B池连接处、C池与D池连接处搭建网架安装施工平台E。其中，A、B、C、D池各需网架11榀，为了提高施工速度首先在平台E上散拼3榀网架，利用滑移小车及导链将网架向A池方向滑移，在保证施工平台有足够的作业面（可组装2榀网架）后再进行网架的组装施工，每组装完一次进行滑移。为保证施工平台在进行B池网架安装时有足够作业面，在A池内有9榀网架后暂停A池网架施工。然后，利用同样方法对B池进行网架安装施工。最后进行A池剩余2榀网架的安装。施工完毕后将施工平台移至C、D池连接处进行C池、D池内的网架安装。

6.2 高空小拼单元体的连接

一个作业点的位置派5名工作人员，每个球节点位置1名；待单元体吊装至安装位置，由高空人员迅速将螺栓对应各自位置，用扳手或管钳将弦杆拧紧到位，待检查确认拧紧到位后，将套筒上的定位小螺栓锁定，松开吊绳，进行下一单元体施工。

6.3 滑移方法

滑移利用建筑物两边的框架梁，梁上安装Ф20钢筋做为滑移轨道，轨道上安放滑移滚动小车，施焊完毕的网架放在滑移小车上。在两边梁上栓上钢丝扣固定吊链各一个（5T-10T），用Ф16钢丝绳将吊链与网架支座连接，牵动两边梁上的导链，将网架滑移向图纸要求的部位。

7 控制要点

（1）网架安装过程中应对网架的支座轴线、支承面标高（或网架下弦标高），网架屋脊线、檐口线位置和标高进行跟踪控制，发现误差积累应立即停止安装，查明原因并及时纠偏。纠偏时可用千斤顶、倒链、钢丝绳、经纬仪、水准仪、钢尺等工具进行。（2）网架安装后应注意支座的受力情况，网架支座的施工要严格按照设计要求进行。要做到螺栓球节点与支座紧密结合，支座垫板、限位板等应按规定顺序、方法安装。确保网架的整体平整度与刚度。（3）采用小拼单元进行拼装时，要严格控制小拼单元的定位线和垂直度。其允许偏差：定位线5mm；垂直度h/500（h为小拼单元高度）。（4）各杆件与节点连接时中心线应汇交于一点，螺栓球应汇交于球心。其偏差值不得超过1mm。（5）严格按照图纸施工，确保每个节点、杆件对号入座，严禁强行安装，确保网架在安装过程中不出现较大附加应力。（6）对参加施工的全体人员进行技术交底及安全教育；对参与网架安装人员的测量工、起重司机、信号工等特种人员必须持证上岗。

8 结束语

采用散拼滑移法进行安装施工的网架完全满足设计及施工规范要求，经监理验收全部一次性验收合格。本施工方法相比传统施工方法（整体吊装满设施工平台）可将施工平台进行多次重复利用，节约大量脚手架及木板，不仅一次性节省施工成本约120万元，缩短施工工期近20天，施工效率高，与其他单位施工交叉冲突性小，能更好的保证施工过程中的安全；同时由于施工工期短，能够达到施工单位与建设单位共赢的目标，对类似施工具有借鉴作用。

参考文献：

[1] 董石麟，罗尧治，赵阳.大跨度空间结构的工程实践与学科发展[J].空间结构，2015（4）：12～13.

[2] 罗尧治，董石麟.空间网格结构微机设计软件MSTCAD的开发[J].空间结构，2013（3）：84～85.

[3] 超大跨度球形网架安装施工技术[J].李冠宇.兰州石化职业技术学院学报.2017（4）：6～8+51.