大跨度空间钢网架拼装施工技术研究

强 伟 ，文军祥

（1.中铁宝桥集团有限公司，陕西 宝鸡 721006；2.中铁三局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

大跨度球形钢网架，具有施工成本低、施工速度快的特点，广泛应用于大跨度钢结构厂房施工中。由于拼装辅助工具受限或由于个人操作经验不足等多种不同因素的影响[1]，大跨度网架拼接与安装施工质量难以保证，导致其空间结构缺乏稳定性，进而影响整个网架结构的整体承载能力[2]。

一般起步单元在地面拼装后起吊安装，网架拼装时首先在地面定位放线，随后安放下弦球，进而安装下弦球连接杆，随后安装上弦球小拼单元，该施工方式下弦球平面网架安装时施工精度不高，且未安装上弦球小拼单元及上弦杆前结构体系稳定性较差，不利于操作。同时传统施工方式上弦球小拼单元通过起吊安装，安装过程中难以定位，故施工效率较低。再者，最后安装的上弦杆通过传统方式安装是也需消耗较多的人力。

1 工程概况

本项目建设地点位于浙江省舟山市高新技术产业园区临港工业园大成七路190 号，中铁宝桥（舟山）有限公司并收购中船船业现有厂区内，建设用地面积为339975.8831m2，约510 亩。厂区西侧为迎宾大道，东侧为富通舟山海洋光电缆技术有限公司，南侧为新港十一道。

在厂区西北侧新建危废库、卫生间；在厂区南侧中间新建总拼车间；在现有智能制造车间北侧贴建跨新建厂房；在厂区南侧偏西新建警卫室三；另外新建2 个卫生间、1 个探伤间、1 个总配电室、4 个丙烷瓶组气化间、1 个变配电室，分别布置在已建厂房的四周或新建厂房内部；其余厂房均利用原有厂房进行改建，厂区大致为不规则平行四边形。

本项目在不改变原有总平面基本布局的条件下充分利用原有厂房进行桥梁钢结构生产的总平面方案设计，其新建厂房立柱采用变截面双肢工字钢格构柱，屋面采用钢结构网架屋面。

2 钢网架安装方案

根据该工程的结构特征及类似工程的施工经验，对该工程网架采用先起步单元地面拼装，然后将起步单元吊装至设计位置固定，再以起步单元作为基础结构，后续网架由工人进行高空拼装，起步单元选择在2-3 轴交A-B 及B-C 轴，拼装位置选择在网架投影位置的地面，由于车间内宽度的限制，起步单元需留一个网格的网架小拼单元待起步单元吊起后散装，如图1所示。

图1 起步单元位置

2.1 起步单元拼装

起步单元拼装时，首先在地面放线，随后安装下弦球定位块，并在左右两侧下弦球定位块间安装定位块连接杆，并在左右两侧定位块连接杆间安装适合网架尺寸的长度调节杆。然后在下弦球定位块内的下弦球定位槽内放置下弦球，随后在四个下弦球间安装定位架。

定位架由定位架立柱、托板固定杆、上弦球小拼单元弧形托板、定位架底板组成，定位架安装好后方可起吊上弦球小拼单元（即一上弦球、四腹杆组成的小拼单元），小拼单元斜杆搁置在上弦球小拼单元弧形托板上，定位架立柱上的横杆限位槽内安装置横杆、立杆、弧形拖体系，随后在弧形拖内安放上弦杆，随后将网架各个弦杆与螺栓球进行固定，最后安装下弦球间的下弦杆。

按上述操作步骤继续安装起步单元各个节间，通过弦杆将各个节间连接成一体。逐步推进，每安装一组上弦球小拼单元后按照图纸安装一根纵向上弦杆，使网架上弦也组成封闭形的方网格。

按照上述方法安装下弦网格及上弦四角锥，每完成一个网架节间后，同步安装检查下弦球底部的下弦球定位块的尺寸误差，若误差较大，则通过长度调节杆逐步调整，随后将网架内每个螺栓拧紧，逐节安装至起步单元安装完成，待网架弦杆与球体螺栓安装好后拆除该固定体系。网架拼装如图2 所示。

图2 网架拼装

2.2 起步单元吊装

2.2.1 吊装前的准备工作

（1）起步单元吊装所需汽车吊、钢丝绳等均按照施工方案要求准备齐全。

（2）施工场地平整完毕，满足汽车吊进出场及站位的要求。

（3）调试吊装机械，严格检查起吊机械的相关性能，保证该机械能平稳、安全起吊。

（4）各项验收符合设计及施工规范要求。

2.2.2 试吊

在2-3 轴交A-B 轴起步单元网架整体起吊前，根据施工方案要求，对网架进行试吊，试吊时根据相关要求调整各吊点，并将各吊点同时逐步离地20～30cm 之间。随后将支撑网架的各支点全部撤除，并观察各个起吊点的受力及变形状况。若发生变形，则根据需要及现场实际情况进行加固，加固后应再次仔细检查，同时应排查网架起吊点前方的各种杂物，并及时清理，防止起吊时由于杂物影响而产生严重事故。最重要的是需监测起吊设备的承载能力，并保证各个起吊点的同步性，防止后续起吊时发生倾斜，进而影响起吊工作。

2.2.3 正式起吊

待网架起吊点四周各项障碍物排查完，同时各项检查合格后，将网架继续起吊，起吊时应时刻保证网架平正不倾斜，若发生倾斜应放慢起吊速度并及时逐步调整。待网架起吊即将到位时，续缓缓降低起吊速度，将网架缓缓落至网架临时搁置架上。待网架就位至临时搁置架后，由高空作业人员在网架临时搁置架上及时调整网架与支座的距离。待网架与支座的距离复合设计要求后同步检查网架整体标高，复合标高及其他参数后将网架与支座安装固定，随后拆除临时搁置架，并将临时搁置架安装于下一起吊点。吊装顺序为先2-3轴交A-B 轴起步单元吊装空中就位，然后再2-3 轴交B-C 轴吊装，与A-B 轴起步单元空中对接就位，如图3所示。

图3 2-3 交A-B 轴起步单元吊装

网架落到格构柱前，在格构柱上预先安装预埋螺杆，随后安装中间支座临时搁置桁架，网架起吊落位时首先临时安放在中间支座临时搁置桁架上，随后由工人精调并定位至网架支座设计位置，随即安装网架支座，并拧紧螺栓。

网架边支座安装时采用端支座临时搁置桁架临时定位，定位安装方式同中间支座，端支座临时搁置桁架上设置加劲工字钢，并在端支座临时搁置桁架一侧设置加强三角架与格构柱侧边的格构柱预埋螺杆固定，以此来保证端支座安装定位时的准确性。网架安装临时定位如图4 所示。

图4 网架安装临时定位

2.3 高空散拼剩余网架

进行高空散装作业时，将工人分为两组，一组在地面进行一球四杆的小拼单元组装，另一组进行高空小拼单元及上下弦杆安装。安装时首先地面组根据图纸设计要求进行一球四斜杆组装，并将螺栓球与斜杆拧紧，随后由25t 汽车吊站位在起步单元两侧将小拼单元吊到空中对应的安装位置，随后高空组辅助汽车吊将小拼单元吊运至设计位置，并通过螺栓等相关构件将小拼单元与网架主结构连接成一个整体。

安装流程：放线、验线→组装小拼单元→安装端部小拼单元→安装上弦杆件小拼单元→安装下弦杆件小拼单元→依次安装各小拼单元→网架闭合收口→网架验收。

端部小拼单元安装如图5 所示。

图5 端部小拼单元安装

上弦杆件小拼单元安装如图6 所示。

图6 上弦杆件小拼单元安装

下弦杆件小拼单元安装如图7 所示。

图7 下弦杆件小拼单元安装

3 结语

采用起步单元定位固定体系拼装起步单元钢网架，网架下弦球定位采用下弦球定位块安装，下弦球置于下弦球定位槽内，可减少由球体乱滚等导致的施工间歇。同时，定位块通过定位块连接杆连接，可保证拼装基座的整体稳定性，通过长度调节杆将两端定位块连接杆连接，该体系可适用一定间距范围内的网架拼装，提高了材料周转率。再者上弦球与四个斜杆组成的小拼单元安装时采用定位架临时固定，可大幅提高小拼单元的拼装施工效率。单元网架吊装安装时，与格构柱拼装的中间支座及边支座分别采用中间支座临时搁置桁架及端支座临时搁置桁架，可提高网架吊装定位施工效率，网架支座安装时首先将网架临时放置在搁置架上，避免了一次性定位造成的定位工时较长等问题。