大跨度网架施工安装技术要点及分析

赵成军（甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730060）

大跨度网架结构是一种铰接杆系结构，具有整体性能良好、空间刚度大、受力合理、造价低等特点，适用于各种形状大跨度、大柱距建筑，能够充分发挥混凝土构件受压、钢材受拉材料强度优势，将结构承重和围护功能有机结合，满足各种异型结构建筑设计、施工要求。但由于网架结构自重大、节点多、整体提升困难，网架拼装精度要求高等原因，导致大跨度网架结构使用受限，制约了大跨度网架施工技术应用与推广。随着建筑行业的发展，大跨度、大空间建筑结构不断增加，如综合体商业建筑、工业厂房、公共建筑等，大跨度网架结构能够满足此类建筑高净空、高跨度要求，促进了大跨度网架结构的广泛应用。

1 工程概况

本工程为某厂房建筑工程项目，采用单层门式网架结构，钢结构柱距为7.8m，网架总重为800t，网架节点采用螺栓球连接方式，网架跨度为53.8m，网架长度73.65m，单片网架重量为250t，投影面积计算单位面积网架结构重量为63kg/m2。由于该工程网架结构较为复杂，且网架结构重量大，单片网架重量大，吊装提升难度大，起吊时，受脚手架及临时设施影响，对吊车站位造成不利影响。

2 大跨度网架施工技术方案选择

当前大跨度网架施工技术方案包括高空拼装法、整体提升法、高空滑移法和分块安装法及以上施工技术组合等。

2.1 高空拼装法

高空拼装法即在网架安装位置底部搭设满堂脚手架和工作平台，由施工人员在工作平台将螺栓球和杆系拼装成网架小单元后吊装至拼装位置，由施工人员高空将各小单元拼装到位，通过焊接或高强螺栓固定，形成一个网格后与另一网格空中拼接，拼装至柱顶后，将支座校正后与预埋件焊接固定，直至整个网架拼接完成。该技术方案能够提高拼装精度，缺点是搭设满堂架周期长，管材耗费较大，且高空作业面临一定的安全风险。

2.2 分块安装法

该方法是将网架按工程设计划分为多个网块单元，在地面拼接完成后通过吊装到位，待校正调整后拼接为网架整体。该方法适用于网架分割为单元且保持一定刚度的网架结构，优点在于减少了高空作业工作量，提高了施工安全性，且由于大部分网架单元在地面拼接，提高了施工效率。缺点在于需要正确划分网架条、块，确保网架单元在吊装过程中不会发生应力变形，导致施工难度上升。

2.3 整体提升法

整体提升法是在地面或拼接平台上整体拼接完成网架后，借助液压提升设备或吊装设备将网架提升到位并固定的施工方法。整体提升法优点在于地面拼装效率高、安全性良好，便于拼接和涂装。缺点在于整体提升难度大，对吊装性能要求高。

2.4 高空滑移法

高空滑移法是指分块网架结构在地面或工作平台拼装，并通过事先设置的滑轨上滑移到设计位置的拼接方法。高空滑移法优点在于将吊装和滑移提升方法组合，能够弥补吊装设备起吊能力不足的问题，降低了对起吊设备的要求，节省了搭建满堂架成本和材料。缺点在于高空拼接精度要求高，导致施工效率下降。

3 大跨度网架施工安装技术要点

由于本工程工期紧、质量要求高、网架自重大，经对比各类施工技术方案优缺点，经专家组研究讨论，最终确定选用分块安装和高空拼装组合施工方案。

3.1 网架安装流程

焊接球拼装→网架地面拼装→网架吊装点设置和吊装→大面积网架高空拼装[1]。

3.2 地面焊接拼装网架

清理场地，采用塔吊将网架材料吊装至指定区域，按编号将网架材料分类摆放，以便于取用和拼接。地面临时支设网架拼接支座，先在拼接场地测放出定位轴线，确定各编号网架拼装位置，放置下弦节点垫板，完成4个下弦焊接球节点及节点间下弦杆安装定位，根据已确定的下弦节点安装上弦焊接球节点和腹杆，以此作为单个网架单元。待多个网架单元拼接完成后，重复上述流程将网架单元拼接为整体。在网架拼接时，为确保下弦杆不发生位移，应遵循下弦杆、上线球、腹杆、上弦杆的焊接顺序，降低焊接应力对下弦杆的影响[2]。

3.3 网架地面拼装

各分块网架单元拼装完成后，将小单元网架拼接为中单元。地面拼接时，按轴向位置，自1A-E轴和1A-J轴自两侧开始拼装，先自1A-G轴及其8m范围内开始拼装，将网架拼接为正锥型，借助塔吊将小单元吊装就位。将已拼接完成的小单元及腹杆三角锥与下弦杆焊接，并将网架小单元组成成为网架基本单元，待基本单元拼接完成后，扩大基本单元，直至整片网架拼接完成后进行吊装。

3.4 网架吊装点设置和吊装

本工程中，2#网架采用4台160t汽车吊吊装提升。由于场地受限，为确保网架吊装到位，减少网架吊装过程中下挠变形，将吊点设置在网架支座外侧，经测算网架自重和吊点刚度，可满足本工程网架吊装提升要求。同时，为防止网架吊装过程中出现滑移现象，采用5m长50t吊装带吊装，吊臂长度为26m，吊臂仰角为74°，汽车吊抬吊工作半径为6m～8m，可满足网架吊装提升技术要求和安全性要求[3]。

3.5 网架高空拼接

当网架吊装到位后，根据网架安装位置控制轴线，经校正调整网架安装位置后，定位焊4处，使网架固定，防止网架位移。定位焊前，施工人员应检查管端与球面是否吻合，坡口两侧有无杂质，如存在油污、浮尘、灰土等杂质，应待清理后方可点焊固定。定位焊应满焊处理，长度不小于200mm，根据下弦杆管径确定。

待定位焊固定后，开始正式焊接施工。环形固定焊缝以弦杆垂直中心将焊口分割为半圆焊口，按仰、立、平焊接顺序依次施焊，仰焊和平焊处形成外露焊缝，确保焊接时焊渣与本体分离，且容易控制焊缝厚度。为防止焊接过程中出现焊接缺陷，仰焊和平焊过程中，焊点位置必须超过弦杆半周，超过弦杆中心线5mm～15mm，待焊接至定位焊焊缝处时，降低焊接速度，使焊缝与定位焊位置充分融合，形成整体。平焊时，应先填满弧坑后方可结束焊接。同时，仰焊和平焊接头部位易产生气孔、夹渣等缺陷，因此，在该部位焊接时，可将起焊处焊缝割除10mm左右，自割槽后端开始焊接，焊接至接头中心位置时，不应立即熄焊，而是应将焊条向中心位置顶入，以穿透未融化的根部，使接头焊缝融合形成整体，避免出现焊缝缺陷。当焊条至倾斜焊接位置时，焊条应前倾，与焊接位置保持平行，并稍做摆动，距接头3mm处且即将封闭焊缝时，不应立即灭弧，而是应当将焊条向内压入，直至听到电弧打穿焊缝根部声音，此时，在接头部位摆动焊条，延长焊条停留时间，确保焊条与焊缝充分熔合。熄焊前，应确保弧坑填满，无空焊、虚焊问题后方可熄焊。待第1道焊接完成后，按此方法进行第2、3道焊接，接头搭接处相垒高度为10～15mm，以便于焊缝平缓过渡和控制焊缝尺寸[4]。

3.6 焊接质量保证措施

为保障网架高空拼接质量，焊接施工前应落实焊接防护措施，焊条型号应符合网架结构材质要求，且使用大流量二氧化碳气体进行焊接保护，焊接过程中做好层间温度，分层施焊，焊接应连续施焊。如分层焊接间隔时间较长，再次焊接前应对原焊缝进行预热处理。焊后应落实焊后热处理，确保焊缝质量[5]。

4 结语

通过对比分析各种网架施工技术方法优缺点，采用分块地面拼接和高空拼接方法能够降低大面积网架吊装提升难度，改善网架自重过大造成的应力变形问题，保持网架单元拼接精度。同时，在大跨度网架拼接安装过程中，施工单位应加强焊接质量控制，防止出现空焊、虚焊等问题，确保大跨度网架拼接质量，确保大跨度网架施工安全。