大跨度空间网架安装方案比选与施工技术研究

【摘    要】：为了保证大跨度空间钢网架安装的安全性、经济性和高效性，以实际工程为例，通过对钢网架安装方案进行分析与比选，确定最优方案，并结合施工过程进行验算，顺利地完成了施工。

【关键词】：大跨度；空间网架；钢结构

【中图分类号】：TU391【文献标志码】：C【文章编号】：1008-3197（2024）01-73-03

【DOI编码】：10.3969/j.issn.1008-3197.2024.01.020

收稿日期：2022-12-09

作者简介：徐桂琛（1992 - ）， 男， 学士， 工程师， 从事施工技术管理工作。

Comparison and Selection of Installation Schemes and Construction Technology of Long-span Space Grids

XU Guichen

（The First Construction Engineering Group Co. Ltd. of Guangxi Construction，Nanning 530001，China）

【Abstract】：In order to ensure the safety， economy and high effciency of large-span spatial steel grid installation， the paper determines the optimal solution through analysis and comparison of the steel mesh frame installation plan. Combined with the construction process， the construction was successfully completed， which can be used as a reference for similar projects.

【Key words】：large span; space network frame; steel structure

大跨度空间网架结构在各类大型建筑中广泛应用；然而，其安装方案的选择与施工技术的研究一直是工程界的难题。网架的安装方式有多种，包括整体吊装法、整体提升法、高空滑移法、高空散装法，分块安装法等[1]，这些方法的选择取决于工程的具体情况和施工条件。本文以实际工程为例，通过对钢网架安装方案的比选与施工技术的研究，为类似项目的实施提供理论支持与实践指导。

1 工程概况

百色市体育中心训练馆总建筑面积25 075.49 m?；屋盖为空间网架结构，结构总高度36 m；网架结构投影面积为10 238 m?。网架为四角锥螺栓球节点，矢高2.1 m，杆件材质Q235B，为高频焊管或无缝钢管，螺栓球采用45号钢。见图1。

2 施工中的重难点分析

1）加工难度大：网架共3 780个节点、14 870根杆件，螺栓球和杆件规格型号多。

2）跨度大：网架最大跨度66.80 m。

3）安装高度高：网架为四周钢骨混凝土柱支承，最大柱顶标高33 m、最低最顶标高约18 m。

4）施工场地受限制：训练馆内布置有平台，二层平台梁标高11.4 m，局部三层平台标高19.4 m，汽车起重吊布置受影响。

5）工期紧：屋盖展开面积超过10 000 m?，计划工期共150 d，其中网架安装工期50 d。

3 安装方案分析

3.1 方案一

从底部四周向中间合龙。采用满堂支撑+独立临时支撑安装+高空散装法，网架从四周向中间顶部拼装。見图2。

3.1.1 优点

1）起步安装时高度较低，距离楼面约8.0 m。

2）利于周边柱点就位。

3.1.2 缺点

1）网架最大坡度36%，向中间顶部爬升安装时较吃力，越往中间杆件越大，起升质量越大，最大四角锥质量约400 kg。

2）需要临时支撑柱16处，安装时间长、成本高。

3）中间部位距离二层楼面约22 m，合龙精度要求较高、难度较大。

4）所需脚手架面积较大，约3 900 m?。

3.2 方案二

从中间顶部向四周底部安装。采用满堂支撑+高空散装法，网架从中间顶部向四周展开拼装。见图3。

3.2.1 优点

1）根据本工程建筑模型效果，此安装方法更符合受力模型的假定。

2）对称安装时累计误差最小。

3）由于沿柱距安装，从中心向四周辐射状，柱距较小，约8.5 m，经计算分析，安装时不需要设置临时支承点。

4）利于工作面的全面展开，可以有力保障工期和安装质量

5）不影响下部结构安装，尽量避免交叉作业。

3.2.2 缺点

脚手架面积相对最大，约4 200 m?。

3.3 方案选择

相对于方案一，方案二能够更大程度减少临时支撑柱的安装费用和施工时间，同时能够大面积展开施工，也降低了安装难度，综合分析，最终选定方案二。

4 施工过程控制要点

4.1 施工顺序

利用主体楼地面搭设施工脚手架平台，安装网架中间顶部I区网架，之后采用高空散装法对称安装II区、III区网架构件。见图4。

4.2 起步网架安装

1）支座全部就位，并设置好定（限）位键。

2）脚手架按要求搭设完毕：满堂脚手架采用?48 mm×3.5 mm脚手架钢管进行搭设，立杆间距为1.2 m×1.2 m，步高1.5 m，设置纵横向剪刀撑以及水平剪刀撑，增加补强措施保证整个架体的稳定性。搭设时，搭建总高度为距离网架的下弦杆0.3 m；平台满铺模板，并搭设好临边防护。满堂脚手架从二层楼面开始向上搭设，最高约为22 m，同时安装剪刀撑，满足自身稳定性的要求。

3）先从中部向周边底部对称进行安装。

4）将网架两支座用相应杆件按图纸编号进行连接并对好柱顶轴线、中心线。

5）按下弦球所需标高在钢管架上做好临时支点，保证下弦球的标高位置[2]。

6）按照图纸上的杆件、球的编号位置安装第一跨间下弦球、杆，组成纵向网格，并拧紧高强螺栓[3]。

7）安装第一跨之间的腹杆和上弦杆球，这是一个由一个球和四个腹杆组成的四边形圆锥体组合单元。四角锥组合小单元组装完成后，将其翻转到下弦杆平面网格上，对准后小单元腹杆高强螺栓，拧入下弦杆球孔，固定两个外腹杆高强螺栓。

8）安装上弦杆，连接两个上弦杆球根据图纸编号，收紧上弦杆的高强度螺栓和内两个腹杆，检查网格的对角线尺寸和高度的向量。

9）安装时采用千斤顶或方木块将下弦球垫实，确保下弦节点不位移，同时边安装边用全站仪对各控制节点进行测量定位[4]。

10）安装完成后对该区块进行测量调整，合格后将支座与预埋件全部焊接固定。使安装就位后的结构体系形成了稳定的刚性体系。

4.3 后续网架安装

1）网架的地（楼）面拼装，按照网架的特有规律，预拼单元主要集中在两种规格，单元1（由一颗下弦球，两根下弦杆和两根腹杆组成）和单元2（由一颗上弦球，两根上弦杆和两根腹杆组成）。

2）起步网架安装完毕后，进行一次全面的测量合格后将网架支座与框架柱焊接固定。

3）网架高空散装法安装以已安装完成的网架为基础，安装顺序由中间顶部向周边底部对称安装发展，整个网架安装由最高点支座向训练馆周边支座逐圈安装发展，直至全部安装完毕。

4）高空散装安装前，先安装支座节点部分网架，由于其安装质量将直接影响后续构件的安装质量，所以要严格控制安装精度。采用刚性支撑将支座部分网架球节点固定，使节点不发生沉降和位移。

5）首先预装下弦杆单元，再预装上弦杆单元，然后预装高弦杆单元，形成网格，安装到位后安按上述方法装第二个网格。

6）下弦杆预装配单元的安装，采用塔吊或汽车吊将预装配单元吊至相应的网架位置。安装到位后，用已安装的下弦杆球拧紧下弦杆的高强度螺栓。同时，用安装好的上弦球拧入并拧紧两个腹杆的高强度螺栓，然后松开吊点。

7）用塔吊或汽车吊将上弦杆预装单元吊至相应的网架位置，用安装好的下弦杆球拧紧第二腹杆的高强度螺栓，然后将两根上弦杆的高强度螺栓与安装好的上弦杆球孔拧紧，形成一个整体网架。检查网格的对角线尺寸和矢状高度，使其符合设计和规范要求。

8）每个柱距网架安装合龙后，即进行全面测量调整，合格后随即将支座与框架柱按设计要求进行固定，使已安装就位的结构体系形成稳定的刚性体系。

9）网架结构安装完毕形成一个整体稳定结构体系，为檩条和屋面板的安装提供了工作面，檩条和屋面板提升至设计位置后，即可人工安装就位。

5 结语

大跨度空间网架的安装方案分析比选与施工，要以现场实际施工条件为基础，综合分析安装难度、工期、成本等因素，选定最优安装方案。在具体的施工过程中，为了有效地保证空间网壳施工的质量和效果，在充分掌握空间网格施工技术要求的基础上，结合实际，对空间网架施工技术进行优化创新，从而使该技术的应用价值最大化。

参考文献：

[1]陆啸宇，王旭峰，苏波．大跨度大空间钢结构施工高空滑移技术[C]．第四届全国土木工程研究生学术论坛论文集，2006．

[2]焦安亮，陈泽君．某综合体育馆的高空散装法施工[J]．施工技术，2007，（10）：32-34+37．

[3]崔泽旺，周皓．首台超临界百万机组干煤棚网壳施工探讨[J]．武汉大学学报（工学版），2007，（S1）：374-379．

[4]徐国引，柳银生，雍鑫，等．门式网架无支架施工关键技术[J]．施工技术，2016，45（17）：134-136+140．