雙層螺栓球網架施工技術

常忠清

(山西省第三建筑工程公司公路橋梁工程處，山西長治 046011)

1 工程概況

長治縣體育館網架工程建設規模投影面積約5 762 m2，主體結構為框架結構。屋面系統為雙層螺栓球網架結構。網架支撐條件為周邊柱點支撐，支座形式為平板橡膠支座。網架鋼管材質為Q235.B高頻焊管，桿件的封板、錐頭材質為Q235.B。高強度螺栓材質為GB 3077中的40Cr，等級符合GB/T 16939。螺栓球材質為45號鋼。Q235.B鋼材之間焊接采用E43XX焊條或焊絲，Q235.B與45號鋼之間的焊接材料采用E50XX焊條或焊絲。

2 施工關鍵點

網架預埋件復測:土建施工完畢網架加工之前核對預埋件位置，與圖紙設計位置吻合后方可加工;如有誤差經設計院、甲方、監理、總包同意后調整。

網架加工:原材料、下料、零配件加工、焊接工程嚴格按照安裝設計和施工規范執行，為保證工程質量打下物質基礎。

網架安裝:在網架安裝施工過程中嚴格按照規范控制安裝誤差，采用切實可行的施工方案、方法保證安裝質量。

網架安裝要控制好下列工序的安全施工工作:安裝平臺搭拆，本工程需要搭設約1 400 m2安裝平臺，搭設過程中要注意腳手架的穩定性、立桿基座支撐面的堅固性、高空垂直運輸管理、人員高空作業管理、高空落物、人員高空墜落預防工作;網架空中組裝，注意高空落物、人員高空墜落預防工作、吊具吊索安全驗算、正確使用;支座焊接、馬道檁條施工時注意用電安全、動火作業措施完備，人員高空作業安全;涂料施工注意人員高空作業安全。

確保安全施工的技術條件:在分部分項工程施工時要先做好技術準備和交底工作，施工方案中施工技術措施及安全技術措施必須經過批準后方可進行施工。

3 施工工藝

3.1 網架制作

1)螺栓球加工。

螺栓球制作工藝流程如下:

圓鋼下料→毛坯預鍛→毛坯模鍛→正火處理→基準孔平面與基準孔加工→水平孔平面與水平孔加工→仰角孔平面與仰角孔加工→檢驗→螺孔清洗、防銹→編號→入庫。

2)桿件加工。

桿件加工工藝流程如下:

原材料進場檢驗→切割下料→坡口清理→高強螺栓、錐頭、桿件焊接→焊縫返修→焊縫檢驗→拋丸除銹處理→涂裝。

桿件長度偏差不大于±0.8 mm，錐頭(封板)與鋼管同軸度偏差不大于0.2 mm。

3)六角套筒(無紋螺母)、封板與錐頭加工。

工藝流程如下:

下料→加熱→鍛造成形→機械加工→檢驗→包裝→入庫。

套筒外形尺寸應符合扳手開口系列，端部要求平整，內孔可比螺栓直徑大1 mm。并保證套筒任何截面均具有足夠的抗壓強度。

封板宜采用切削加工。

錐頭宜采用模鍛成形，錐頭底端面及止口的切削加工需用專用夾具以保證其幾何尺寸的準確性;錐頭內壁與內底面的過渡圓角半徑R不允許減小，嚴禁加工成直角。

4)緊定螺釘加工。

緊定螺釘采用40Cr，螺紋在儀表車床上加工。螺釘熱處理后硬度應為HRC36～42，螺釘表面應發黑處理。

5)高強螺栓加工。

高強螺栓采用高強40Cr鋼，必須符合現行國家標準GB 197普通螺紋—基紋—公差與配合粗牙普通螺紋規定。

高強螺栓必須經過以下試驗，符合規范要求時方可出廠:

a.材料、爐號、制作批號、化學成分與機械性能證明和試驗數據。

b.螺栓的楔負荷試驗。

c.螺母的保證荷載試驗。

d.螺母及墊圈的硬度試驗。

高強螺栓加工工藝流程:

高強螺栓軸力、扭矩試驗→連接件摩擦系數試驗→檢查連接面→安裝構件就位→臨時螺栓固定→校正預留偏差→緊固臨時螺栓、沖孔→檢查縫隙→安裝高強螺栓→初擰、終擰→檢查驗收。

6)支座。

本工程支座的形式為板式橡膠支座。

支座的小立板拼焊應在專用焊接模具上進行，應對稱施焊以減小變形，并應按圖紙要求切出放置螺栓球的圓弧，為減少鋼板焊接變形，焊接時應采用反變形措施，或施焊后對底面進行機械加工。

支座與螺栓球焊接時先在定位夾具上點焊定位，應按中碳鋼與低碳鋼的焊接要求焊接，焊前須將螺栓球預熱150℃～2 000℃，再在轉動架上轉動燒焊。支座整體拼焊應在專用焊接定位架上進行，并對螺栓球的螺孔進行塞孔保護，防止飛濺物損壞螺紋。

支座焊好后認真清理飛濺物及藥皮，受破壞的螺紋必須及時修復。

7)網架表面的防銹處理。

桿件焊好并經質量檢驗合格后，進行防銹處理，首先應將桿件表面的毛刺、鐵銹、油污及附著物清除干凈，然后再涂(刷)兩度防銹底漆。涂裝時的溫度應在5℃ ～38℃之間，濕度不應大于85%，桿件表面有結露時，不宜作業。涂后4 h內嚴防雨淋。

8)涂裝。

涂料和涂層厚度應符合設計要求，涂刷兩道防銹漆(其中現場涂刷一道防銹漆)，漆裝厚度應不小于70 μm。結構安裝完涂刷2遍面漆，漆裝總厚度應不小于1 250 μm。

9)材料包裝和運輸。

運輸時桿件用特制夾具固定，網架桿件包裝成捆，螺栓球及零部件均用專用工具包裝，節點、支托、支座均包裝成箱，確保運輸過程及現場堆放不會散失。包裝應在涂層干燥后進行，包裝應保護構件涂層不受損傷。包裝箱上應填寫包裝清單，標注構件和零件的名稱、編號、重量、重心和吊點位置等。

3.2 網架安裝

根據本工程的施工特點，從安全性、經濟性及質量要求等因素考慮，確定采用鋼網架高空散裝法和高空單錐體提升法安裝。下面簡單介紹一下這兩種方法。

鋼網架高空散裝法:即在網架安裝位置下面搭設一個工作平臺，將單根桿件及單個節點在支架上總拼，或以一個網格為小拼單元在高空總拼組裝。

高空單錐體提升法:在地面將網架以單錐體作為安裝單元組裝好，利用已安裝成形的網架作為受力平臺，將吊裝架固定在網架上，吊裝到位在高空進行拼裝。

1)網架安裝前的準備。

a.復測土建預埋件軸線尺寸及高低差;

b.清點網架零部件并分類放好，以便安裝;

c.將桿件中螺栓拉出，安裝無紋螺母;

d.檢查預埋件或預埋螺栓的平面位置和標高;

e.對使用的機具和測量儀器進行檢驗，并驗收合格。

2)網架安裝工藝流程。

鋼網架高空散裝法工藝流程:

施工準備→構件檢查驗收→搭設工作平臺→檢查→總體安裝→臨時支座拆除。

高空單錐體提升法工藝流程:

安裝準備→網架組裝→結構驗收→搭設提升設施→試提升檢查→正式提升→支座就位。

3)鋼網架高空散裝法安裝過程中控制要點。

a.拼裝支架的設置:拼裝支架具有足夠的強度和剛度，并且具有穩定的沉降量，由于拼裝支架容易產生水平位移和沉降，在構件拼裝過程中應該經常觀察支架變形情況并及時調整，確保拼裝精度。

b.拼裝順序應根據構件形式、支承類型、結構受力特征、桿件小拼單元、施工機械設備的性能和施工場地情況等諸多因素綜合確定。

c.螺栓球節點網架，應從一端開始，以一個網格為一排，逐步進行。拼裝順序為:下弦節點→下弦桿→腹桿及上弦節點→上弦桿→校正→全部擰緊螺栓。

d.臨時支座拆除順序和方法:由中間向四周，以中心對稱進行，而防止個別支撐點集中受力，宜采用分區分階段按比例下降或用每次不大于10 mm等步下降法拆除臨時支撐點。

4)高空單錐體提升法安裝過程中控制要點。

a.網架在正式提升前必須進行試提升，提升三角錐時，扒桿需固定在節點處，防止桿件受壓彎曲。提升整個過程中，各監測點應及時監測其受力、標高和速度等參數并通過控制系數進行調整。

b.在安裝過程中，盡量使桿件始終保持在非受剪切力狀態，還要保證桿件的高強螺栓擰緊到位，擰緊螺栓用的扳手為專用工具，不可將扳手手柄接長或多人用力，以免力矩過大。如遇擰不進去的現象，不可強行擰入，應及時查明原因修理螺紋或更換零件。安裝過程中應設專人進行檢查，如發現問題及時整改。

3.3 防火涂料涂裝施工

涂料使用鋼結構專用超薄微膨脹防火涂料。

1)施工前準備。

a.現有鋼結構表面預處理和清潔。使用壓縮空氣和毛刷掃除的方法清除鋼材表面污漬、灰塵等雜物，使涂刷層表面干凈、清潔。對于表面已經氧化的部分重新處理達到設計要求。

b.施工現場作業環境。

環境溫度控制在5℃ ～38℃之間，防止低溫、高溫氣候影響涂層成形。施工時空氣濕度不宜大于85%，涂刷層表面有結露時不得施工。

2)涂裝施工。

本工程施工方法采用滾涂方法。施工工藝流程:結構檢查→基底處理→防火涂料涂裝。

涂裝順序應按先上后下、自左至右、從內而外、先難后易的順序縱橫交錯進行。

依據本工程的耐火等級為二級，耐火時間不小于1.5 h，要求厚度不小于1.18 mm，涂刷遍數為4道～5道。

每層涂刷厚度控制在0.3 mm，不得超過0.5 mm。

兩次涂裝間隔控制在12 h～24 h之間，即上一道實干后方可進行下一道施工。

3)防火涂層修補。

在施工過程中防火涂層如出現碰壞和損傷，必需及時修補。修補時應在損傷面的10 mm～20 mm距離處進行修補，使涂層有一定斜度，以確保涂層的平整度。修補按施工工藝和程序進行修補。

4)注意事項。

施工過程中應按涂料使用量控制涂層質量，每一道涂層施工完畢后都得進行檢查。

必須使用與涂料配套的溶劑，涂料和溶劑應專項回收處理，嚴禁亂倒亂撒，污染環境。