斜截面屋面網架工程拼裝施工技術

陳 琳

0 引言

山西省長治市新聞大樓工程位于太行西街208國道南側，地處城區邊緣地帶，是市2010年度重點形象工程。

本工程屋面網架設計荷載大，是主要承重、封閉、安全構件，裙樓屋面網架依建筑物傾斜成坡，其制安過程中的不可預見因素多。

1 工程概況

整個工程由兩座主樓和裙樓組成。裙樓屋面網架依建筑物傾斜11.076°坡，共分四個部分，網架形式為正放四角錐焊接空心球節點網架，單坡，網架自身找坡。

其中，門廳、會議室屋面為不規則形狀，四個網架均為重型網架。

2 工程難點分析及對策

結合工程特點，本著節約成本、控制工期、保證質量的原則，制定針對性的可操作工藝文件，落實拼裝、焊接實施過程，對網架結構質量從源頭進行控制。

1)斜截面屋面網架拼裝難度很大，只有通過計算機分析，現場高空搭設平臺，確定合理的組裝順序，嚴格控制各項尺寸，保證結構整體拼裝精度;

2)鋼網架由于其自身要求，對拼裝、焊接技術指標要求極為嚴格，過程中配備專業機具、材料，保證結構的施工質量;

3)網架放樣、組裝前，計算加工、焊接預留量，滿足加工過程中的變形需求。

3 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

4 操作要點

4.1 生產前技術準備

1)領取圖紙及相關資料，仔細消化圖紙技術要求，做出針對性的網架施工技術方案;

2)生產前準備過程中，做到讀圖準確，技術要求理解清晰，生產操作符合標準要求。

4.2 材料進場

1)依據圖紙做出工程詳細的備料計劃，落實廠家進行采購。材料進場后，嚴格按規范進行理化復試;

2)球、管等鋼材進場后，對其進行質量檢驗(外觀尺寸、品種、規格等)，并要取相應的試件進行物理性能試驗;

3)在網架焊接前，按規范要求，制作球管焊接試件1件～2件進行試驗，合格后方可施焊;

4)對于鋼管應校驗管壁厚度，滿足規范要求，銹蝕程度大于0.1 mm，不得使用。

4.3 網架桿件分析

1)根據圖紙，對網架利用計算機做出分析表及小樣分析圖，詳化圖紙，明確加工制作精度要求。

2)技術人員在正式下料前，對分析出的桿件進行計算，力求準確無誤，允許偏差±0.5 mm。

計算公式:

其中，L為球心距;Ls為下料長度;D1，D2分別為兩端鋼球外徑;d為鋼管內徑。

4.4 鋼管下料

1)鋼材下料前，技術人員須對所有尺寸進行復核和必要的調整，包括支座尺寸，必要時要放大樣。

2)網架桿件采用車床下料，長度允許偏差為1 mm，各種桿件應盡量采用整長管制作，必要接長時，焊接需達到等強度，端面與管軸垂直。

3)鋼管應機加工成坡口，以保證其焊縫要求。在桿件長度不夠時，受壓桿件可以接管，但必須加襯管。

4)根據網架分析圖表，施工班組進行下料加工。操作時，結合材料特點預留加工余量，一般控制在10 mm～20 mm，保證裝配完成后的整體尺寸要求。

5)下料后應在各桿件上編號并注明規格，鋼球、桿件及各種零件應分類分規格堆放，做好標識。

4.5 網架胎具制作

1)網架開始制作前，安排技術人員根據圖紙技術要求，放設1∶1制作胎具，并隨不同部位尺寸的變化而調整;

2)結合鋼網架在加工制作過程中易發生扭曲、變形的情況，現場制作異型卡具，合理布置、分配它的具體位置，確保構件質量。

4.6 高空操作平臺的搭設

1)網架制作的同時，在安裝現場，搭設滿足工程要求的操作平臺。平臺的基層處理、整體剛度、平整度等符合工程構件加工制作的需要;

2)為保證網架的斜度要求，由技術人員根據圖紙要求，利用計算機軟件做出高空拼裝平臺的搭設圖紙，指導現場施工;

3)項目技術人員針對工程圖紙到施工現場進行考察，確認方案中網架高空操作平臺搭設的可行性與必要性;

4)安排專業人員根據方案技術、安全、質量的要求，施工現場搭設腳手架;

5)針對搭設過程中易發生變形，在現場設多點儀器進行監測，保證腳手架最終搭設質量及安全要求。

4.7 鋼網架拼裝

1)在完成對腳手架安全、質量等各項指標檢測的基礎上，根據網架網格要求，進行網架胎具的制作及開始網架的拼裝。

2)網架制作要求先點焊，再進行尺寸校核，最后進行對焊、角焊。

3)拼裝工作要求在螺旋調節器上先固定下弦“杠鈴”，然后用儀器準確定位，下弦各桿件由中央向兩邊點焊完畢。

4)在制作網架“杠鈴”“單錘”時，應盡量使球體在下，鋼管在上而處于俯焊位置，在高空安裝焊接時，盡可能采取立焊或斜立焊位置。

5)分片網架的總拼裝焊接一般從中心開始，由四名焊工同時向四方輻射進行，以保證整體尺寸精度。

6)網架的桿件與節點連接時中心線應匯交于一點，焊接球應匯交于球心，應與設計圖符合，其偏差值不得超過1 mm。

7)網架結構在專業胎具上制作，保證桿件和節點的精度和互換性。

4.8 鋼網架焊接

1)所有參與本工程的電焊工均應有焊工等級證書方可上崗操作，并在焊接完成后，在施焊的相應部位打置鋼印號，以保證質量的可追溯性。

2)在網架施工圖中未注明的焊縫焊角尺寸均取較薄焊件厚度的1.5倍(當 t＜5 mm 時)或1.2倍(t＞5 mm 時)，焊縫長度為滿焊。

3)焊接工作應盡量在地面低空制作，以減少高空作業量。

4)合理的焊接順序是防止焊接變形，影響拼裝精度，并減少焊接收縮應力的關鍵。除按照對稱施焊的原則外，還應先焊下弦桿，后焊上弦桿。待一圈上下弦都焊完后，再焊另一圈。

5)對于網架的分片拼裝以及高空滑移整拼，應由中心開始向兩邊焊接或逐圈推進。

6)網架中所有管球節點焊縫均應焊透，保證焊縫與鋼管等強，并應嚴格按照GB 50205-2001鋼結構工程施工及驗收規范規定的二級質量檢驗標準的要求進行。

7)鋼管端部作30°坡口，當鋼管壁厚大于4 mm時，還應加設短襯管，所有鋼管與球間焊縫均應焊透，以保證焊縫與鋼管等強，其他焊縫按三級質量檢驗標準的要求。

8)所有焊接均應進行外觀檢查，并做好記錄。

9)鋼網架在焊接前及完成后，應對焊縫根據規范要求進行超聲波無損檢測試驗，以保證焊口質量。

10)焊接開始前，仔細處理鋼材表面待焊區域的鐵銹、油污等，保證焊縫的干燥、清潔。

4.9 構件的除銹、防腐

1)鋼結構防腐涂裝是整個工程的重要組成部分，在開始操作前應做好各項準備工作，進行嚴格的技術交底。

2)根據圖紙及工藝文件的要求，對構件進行噴砂除銹，除銹等級達到 Sa2.5。

3)涂裝完成后，構件的標志、標記和編號應清晰完整。

4.10 復核和檢查

1)網架拼裝完成后，由專人按國家規范GB 50205-2001鋼結構工程施工質量驗收規范及相關技術標準，對構件進行復核和檢查。

2)做好網架零件加工、組拼、焊接、熱處理、矯正、噴砂除銹、刷漆、運輸、堆放、安裝就位等工序的檢驗、驗收工作。

5 結語

長治市新聞大樓裙樓屋面網架工程整個歷時約6個月，由于我們前期技術保證措施到位，工程質量、安全、進度的保證，得到業主的首肯。根據公司安排，將配合總包單位申報“魯班獎”。

施工過程中，產品質量容易控制，焊縫在制作完成后，超聲波無損檢測一次合格率達95%，構件的各項技術指標符合規范要求，有效保證了工程質量。

[1]GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S］.

[2]GB 50017-2003，鋼結構設計規范[S］.

[3]JGJ 81-2002，建筑鋼結構焊接技術規程[S］.

[4]中國鋼結構協會.建筑鋼結構施工手冊[M］.北京:中國計劃出版社，2002.

[5]焊接手冊[M］.北京:機械工業出版社，2000.

[6]公司關于長治市新聞大樓裙樓屋面網架施工組織設計[Z］.2009.