淺談蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓聯合辦事大廳球型空間網架分段吊裝技術

苗云森，左 川，牛 樂，何海龍，何金強

（1.中國建筑一局（集團）有限公司，北京100161；2.甘肅經緯建設監理咨詢有限責任公司，甘肅蘭州730000）

淺談蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓聯合辦事大廳球型空間網架分段吊裝技術

苗云森1，左 川1，牛 樂1，何海龍1，何金強2

（1.中國建筑一局（集團）有限公司，北京100161；2.甘肅經緯建設監理咨詢有限責任公司，甘肅蘭州730000）

通過蘭州新區綜合保稅區綜合服務樓B區聯合辦事大廳鋼結構球型空間網架的吊裝施工，對鋼結構空間網架分段分片吊裝過程進行總結，對施工過程中的重點、難點進行梳理形成一套完整的有限空間內的空間網架提升技術。文章詳細介紹了分片的布置原則、焊接技術、吊點的選擇、吊裝的控制等關鍵施工技術。

分段方式；網架焊接技術；網架吊裝；變形控制

1 工程概況

該項目聯合辦事大廳屋面采用球型鋼管空間網架結構，其處于混凝土結構的中庭內，空間網架形狀為不規則橢圓狀，上弦支撐，鋼網架投影面積為1600m2；屋面為上人混凝土屋面，圓心處留有采光頂；球型鋼管網架周邊有混凝土結構懸挑牛腿作為支撐構件。

為了方便吊裝施工將整體網架分成小圓區域、連接區域、大圓區域三個部分，采用型鋼混凝土混合屋面。投影面形狀為不規則橢圓形狀，網架自身高度為2.50m。網架形式為焊接球節點正交正放型錐形鋼網架，支承形式為上弦多點支承。

2 工程特點

該工程網架按軸線分為小圓區域、連接區域、大圓區域。設計采用正交正放型焊接球鋼網架結構，該網架為上弦球對柱頂支撐，共26個支座，成型總重約為275t。由于該網架為焊接球網架，進行空中拼接費時費工，故網架的散件拼裝在內庭院內地面進行。

3 吊裝施工

3.1 現場施工條件及施工安排

在混凝土結構施工過程中，開始進行鋼結構原材料的采購、加工、組拼，待混凝土結構達到設計要求強度后，立即進行鋼網架吊裝。具體分區如圖1所示。

圖1 鋼網架分段吊裝布置圖

項目對鋼網架單吊吊裝重量進行分析，合理分配單吊吊裝重量，并配備相應吊裝設備，根據本工程實際現場條件，吊裝設備選用汽車吊。

3.2 基礎驗收

基礎驗收包括鋼網架預埋件的軸線、表面標高與水平度的檢驗。應用經緯儀、水準儀、水平尺和鋼尺對其進行復核。若鋼網架預埋件的偏差超過規范要求時，及時采取有效的措施加以彌補，將混凝土剔鑿、加鋼板重新焊接鋼網架預埋件，并再次驗收鋼網架預埋件的軸線、表面標高與水平度，直至符合設計要求。

3.3 安裝工藝流程

3.3.1 工藝流程

1）根據重量把整個屋面分成若干個拼裝片區，其中地面拼裝按照劃分的單吊構件逐一將弦桿、腹桿桿件進行地面拼裝焊接。

2）分片吊裝在地面拼裝好空間網架后，使用汽車吊進行逐一吊裝，使得單個分片鋼網架與預埋件

支座對號入座，并相應調整軸線與之對應、表面標高與水平度符合圖紙及規范要求。

3）最后相鄰兩片鋼網架之間的弦桿、腹桿桿件采用空中散拼焊接，使用汽車吊進行高空分片區之間連接桿件的焊接安裝。

3.3.2 具體安裝步驟

1）下弦桿與下弦球的組裝：根據鋼網架空心球的編號先固定下弦球，找準中心線連接下弦桿與其它方向的弦桿桿件，并進行水準測量、復核，對角尺寸確定無誤后再進行焊接。

2）腹桿的組裝：安裝腹桿時必須復核并校正上弦桿和下弦桿的位置后再進行焊接。

3）腹桿與上弦球的組合就成為向下四角錐，腹桿與上弦球連接采用點焊先臨時固定，腹桿下面連接下弦球宜先采用點焊進行定位，主要是為上弦桿的安裝起調整作用。

4）上弦桿的組裝：四根上弦桿組合成向上多錐體系，上弦桿安裝順序由內向外，根據已裝好的腹桿錐體排列，宜先采用點焊進行連接固定。

5）第一個單元體裝好后，再按以上方法依次安裝，直至安裝完畢。整個安裝過程中，必須隨時檢查焊接質量、支承點軸線的偏差、鋼網架安裝時產生的撓度，如碰到問題須及時調整解決。

6）待每榀空間鋼網架定位連接完畢后，進行空間檢測校正，校正確定無誤后對前期用于定位連接的點焊焊口統一進行全熔透滿焊處理，并及時打磨涂刷防銹漆。

3.3.3 鋼網架現場組裝順序示意圖（如圖2所示）

圖2 桿件組裝分解示意圖

3.4 鋼網架的吊裝

1）第一吊和第二吊的鋼網架地面拼裝區域設置在大圓區域下的地面，待拼裝驗收合格后，吊車站位1和吊車站位2（簡稱“吊1”和“吊2”）分別對小圓區域鋼網架和連接區域鋼網架進行整體吊裝。吊車站位如圖3所示。

2）待第一吊和第二吊吊裝完成后，第三吊的鋼網架（大圓區域）地面拼裝區域在其鋼網架的豎向投影區域進行拼裝，待拼裝驗收合格后，吊車站位3（簡稱 “吊3”）對大圓區域鋼網架進行整體升降吊裝。吊車站位如圖3所示。

圖3 鋼結構空間網架分區吊裝示意圖

3）第三吊吊裝，本吊次為網架工程最大重量、最大面積吊裝，起吊過程中需要躲避結構二層伸出挑板；需要將半區吊裝中進行旋轉90°，在吊出（高于）挑板后旋轉回安裝方向，下落到設計標高。完成之后，需要在圓中心位置處設置一個臨時支撐點，支撐點位置如圖1，支撐點的連接設置如圖4所示。

4）第四吊吊裝方法與第三吊類似，此處不在贅述，吊車站位4（“吊4”）如圖4所示。

5）空中散拼焊接部分，如圖4所示。

圖4 臨時支撐示意圖

3.5 支架拆除

待鋼網架全面檢查驗收合格后，應拆除全部支頂網架的方木和千斤頂。考慮到支撐拆除后網架中央沉降最多，故每榀鋼網架按其中央、二等分點及

邊緣三個區域分階段按比例下降支撐，即分六次下降，每次下降的數值，三個區的比例是2∶1.5∶1。下降支撐時要嚴格控制同步下降，避免由于個別支撐點受力過大而造成這些支撐點處的鋼網架桿件變形過大甚至破壞。

3.6 網架質量控制措施

1）提高網架制作加工的精度。鋼管網架各組成構件的尺寸精度是保證鋼網架整體尺寸精度的前提條件，且焊接球網架是桿件與焊接球直接焊接剛性連接。因此，桿件的加工必須保證桿件的加工尺寸精度和切割端面與桿件軸心線的垂直度。嚴禁采用手工砂輪切割機切割桿件。

2）桿件的加工尺寸包含適當的焊接收縮量。焊接收縮量預留過多或過少，都不利于焊接球網架整體尺寸的控制，故在桿件加工前必須對各種規格和壁厚的桿件進行焊接試驗，得出各種規格和壁厚較為精確的焊接收縮量，以避免實際焊接時產生較大的焊接累積誤差或強行安裝的現象。

3）結合焊接球網架的結構特點，制定完備的施工順序和工藝。為了避免鋼網架常規安裝中采用的從一邊支撐處向對邊支承處逐步推進安裝，易使安裝誤差形成單向累積的缺陷，該焊接球網架盡量采用結構中部向兩邊推進安裝，使安裝誤差向兩端分布，使原來形成的單向累積誤差降低，從而使安裝后鋼網架的整體尺寸更接近于設計計算模型。

4）控制焊接變形量和焊接質量。為了保證焊接質量，在安裝過程中要加強檢測，當一個網格焊接完成后隨即進行檢測，觀測其尺寸誤差的正負值，要在相鄰網格鋼網架組裝焊接時將誤差值反向補償過來。同樣，當一行網格組裝焊接完成后，也必須檢測一次該行網格鋼網架的總體尺寸，觀測其尺寸誤差的正負值，要在相鄰行的網格鋼網架組裝焊接時將誤差值反向補償過來，以防形成較大的累積誤差。

4 結語

目前此工程的施工已經完成，對于大跨度鋼網架的吊裝，采用散件加工廠制作，現場地面放樣，分段拼裝，整體吊裝的施工方法，在加工場的各種構件出廠時，嚴格要求控制構件質量，并按照加工料單做好構件編號，保證焊接時的質量要求，并整體提升至設計標高，實現了焊接拼裝安全風險的降低和現場操作空間的合理利用，達到提升施工效益的目的。

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TU758.11