大跨度空间网架结构安装施工技术探索

张海滨

（中航长沙设计研究院有限公司，湖南长沙 410014）

0 引言

网架结构施工期间，需要将数量众多的钢构件根据一定的规律组合、拼装在一起，进而形成网格状超静定结构。空间网架结构的受力性能良好，对于非对称、动荷载及集中荷载有着良好的承受效果。网架杆件材料的种类较多，但主要以钢制型材或管材为主，在进行大跨度空间网架结构的安装施工时，要加强对拼装、焊接以及吊装等环节的质量管控，确保大跨度空间网架结构的安全性、稳定性。

1 大跨度空间网架结构常用安装施工方法与技术分析

1.1 整体吊装技术

在开展网架地面总拼装工作期间，需要结合现场情况合理选取拼装方法与地点。一方面，如果采用就地与柱错位总拼的方式，在网架起升时需要在高空中将其移位、转动1～2m，之后再下降到指定位置[1]。因为柱结构贯穿在网架的网格内部，因而施工时与柱相连的梁，要采取断开的形式，当网架吊装工作结束之后，再进行框架梁的施工。需要注意的是，采用整体吊装技术进行施工，需要等到网架制作、安装结束之后，再进行地面以上相关结构的施工，施工期间不能采用平行施工的方式。在施工场地许可的情况下，可在现场完成网架总拼，之后再利用起重机等设备负重行走。

1.2 整体提升技术

利用整体提升技术开展网架施工时，需要将提升设备安装于结构柱上，或者在提升网架的过程中，采用柱子滑膜施工技术。施工期间，可以将网架结构作为操作平台。根据施工工艺的不同，又可将整体提升技术分为以下几种类型：单提网架技术、升梁抬网技术以及升网滑模技术。首先，对于单提网架技术，需要在设计位置进行网架总拼，之后再使用安装在柱子上的提升设备，对网架结构进行提升、固定等操作。其次，对于升梁抬网技术，施工时需要在设计位置进行网架结构的就地总拼，并在每个柱顶上进行提升设备的安装，上述工作结束后，将网架提升到设计标高；另外，升网滑模技术应用期间，需要在设计位置就地总拼网架结构，柱子采用滑模施工技术。网架结构提升过程中，需要用到安装在柱内钢筋上的滑模设备[2]。在提升网架的同时，进行柱结构的浇筑。相比于其他施工方法而言，整体提升技术采用小型提升设备便可完成，因而施工成本低，当场地较为狭窄时，可采用这一施工技术。

1.3 整体顶升技术

利用整体抬升技术进行网架结构施工期间，需要将原有结构柱当作顶升支架。此外，也可专门设立支架。施工过程中，需要把千斤顶安装在网架结构下面，顶升期间要采取相应的导向措施，防止出现网架偏移、旋转等问题。整体提升技术主要适用于点支承网架，顶升环节中不可平移、转动，只能在垂直方向进行升降。

1.4 高空滑移技术

借助滑轨等设备，将预先拼装好的单条网架单元运送至设计位置之后，再将其拼装成整体网架结构，这就是高空滑移技术的施工流程与要点。施工期间，可以在地面完成条状网架单元的拼装，之后再利用起重机等设备将其吊送到支架上。如果受到吊装设备的限制，也可在高空作业平台上进行条状单元的拼装。

1.5 高空散装技术

网架结构施工期间，也可在设计位置直接进行散件的总拼。一般来说，可以将高空散装技术分为两种类型：全支架法、悬挑法。首先，全支架法主要为散件拼装，悬挑法主要是对安装好的小拼单元进行高空总拼。

1.6 分块安装技术

采用分块安装技术时，需要借助起重机等设备，将事先制作好的条状、块状网架单元吊装至设计位置，之后将其拼装成为整体结构。施工期间，可以结合网架结构具体情况，将其沿着长跨方向分割称为不同的区段，每个条块的宽度可以控制为1～3个网格[2]。此外，可以将网架结构分割成为块状，具体分割时要结合起重机的吊装能力与现场的情况。

2 大跨度空间网架结构安装施工技术要点分析

①在开展大跨度空间网架结构的施工时，首先要严格控制钢构件的制作质量，确保钢构件的压力、拉力状况满足设计要求；②加强钢结构焊接技术的应用。大跨度网架结构部分通过焊接方式进行连接，结构焊接期间要严格把控焊接工艺，从业人员不仅要具有从业资格证，同时还要具有相应的施工经验。具体施工期间，要重点做好母材、焊材种类的选择，并确定好焊接位置，严格按照施工流程进行操作；③如果采用栓接的方式，要重视螺栓质量以及防锈处理工作。栓接过程中，不能使网格结构出现偏差、扭曲的问题，连接面之间不能出现间隙。此外，要严格按照螺栓安装的步骤、工艺进行操作，对连接位置的紧固程度进行检查；④在开展起重机吊装工作期间，可结合现场情况选用起重机的型号与数量，确保起重机性能可以满足网架结构吊装要求[2]；⑤吊装过程中要合理设置网架结构吊点位置、索具规格。同时，还要掌握起重设备的起重高度、起重量等参数。吊装之前，要对网架结构的应力、应变参数进行准确、全面的计算，并得到设计单位许可之后才能着手开展吊装工作。同时，吊装期间地面的承载能力不能小于150～200kN/m2。需要注意的是，网架安装期间动力系数不应低于1.3，如果使用两台起重机进行吊装，需要对起重设备的额定负荷乘以相应的折减系数（0.8）。吊装过程中，所使用的起重机应做到型号统一、起升速度统一。吊装工作开始之前，可结合现场情况先进行试吊，进而检查网架结构性能状况，并确保起重机的吊装效率。

3 案例分析

3.1 工程概况

某工程采用大跨度空间网架结构，网架为双层网架，正放四角锥形式，螺栓球节点，结构跨度65.6m和34.0m连续跨。同时，屋面向外悬挑，宽度分别为10.5m和1.5m。网架结构平面尺寸108.6m（宽）×264.6m（长）。本工程，共23个轴线，根据设计图纸可将其分为一区（5～16轴）与二区（16～27轴）。其中，一区的长度为132.6m，二区的长度为132.0m。网架结构的支座使用的是下弦对边支撑，支座的高度为0.35m，所选用的支座类型是平板支座与橡胶支座。

3.2 安装技术与施工流程

网架结构的安装工艺流程如图1所示，具体施工过程中，首先要结合网架实际特点做好前期的施工准备，并对支座进行复核。上述工作结束后，在地面组织人员进行三角架与起步网架的安装。随后，便着手开展小单元网架结构的吊装。这一过程中，主要采用分块吊装的方式，在进行校正工作之后，对其进行合拢，并开展支座结构的焊接。最后，进行涂漆与工程验收等工作。

图1 吊装施工流程

3.3 网架结构安装施工技术

首先，在地面完成N-S轴/15-16轴部分的拼装工组。其次，在本工程中主要利用4台30t吊车设备进行网架结构的整体吊装并就位。这样，便可形成一区网架的起步架。上述工作结束之后，使用2台30t吊车，并利用吊装三角锥方法，开展高空散装A-N轴/15-16轴区域的网架结构。最后，开展N-S轴/14-15轴区域的施工工作。此外，施工期间重点对螺栓球节点网架拼装效果与质量进行定期检查，确保安装质量满足设计标准。这一过程中，严格控制焊接材料质量与连接件的规格，施工期间对于网架结构节点施工技术进行严格把控。另外，在网架结构整体安装工作结束之后，对螺栓球节点的外观质量做出检查，并做好相关的记录工作。需要注意的是，施工期间需要确保每个杆件和节点的连接线交于一点，螺栓球与焊接球的连接误差不能超过规定偏差值（1mm）。拼装工作结束时，安排测量人员进行网架结构挠度值的测量，确保挠度值不能大于设计值的1.15倍。最后，本次施工期间所用到的全部原材料、零部件都应出具相应的合格报告以及出厂检验报告等材料。材料进场之后还要安排专人进行质量复检，满足质量要求之后才能使用。网架结构拼装过程中，要对基轴线位置、标高状况和结构的垂直度进行实时检查，发现问题及时进行纠正[3]。在进行支座结构的制作、安装期间，要结合支座的受力状况，选用合理的安装施工流程。大跨度空间网架结构施工有着较强的复杂性、系统性，施工过程中要严格按照设计要求与施工流程进行操作，加强对拼装、焊接、吊装等关键施工环节的技术管理，确保施工质量满足设计等要求。

4 结语

网架结构有着良好的力学性能，多用于大型工业厂房等大跨度钢结构中。网架安装应本着安全可靠，经济合理的原则，结合工程特点（如工期、场地、起重设备等）选择合适的安装方式，吊装时应进行必要的吊装验算，编制合理的施工安装方案，必要时对施工安装方案进行专家论证。