螺栓球節點網架施工質量控制研究

任 濤 （山西西山金信建筑有限公司，山西 太原 030200）

0 前言

隨著我國建筑工程施工技術的不斷發展，我國工業廠房和煤棚等大開間建筑使用量逐年增加，為滿足結構受力要求和使用要求，在大跨度建筑中使用網架結構作為屋面結構的建筑逐年增加。在大跨度網架結構中應用量較為廣泛的有螺栓球節點和鋼網架焊接空心球節點，螺栓球節點具有工業標準化程度高、施工速度快、現場焊接工作量少、厚度小等優點，焊接空心球節點具有自重輕、易吊裝施工、累計焊接誤差易調整等，但這兩種網架結構又有相應的缺點。

近些年，螺栓球節點網架結構坍塌現象時有發生，螺栓球節點網架結構為何成為眾矢之的，為何在進行結構驗算時可驗算通過，且在結構受力方面具有一定的富余，但為何會出現突然坍塌，受力失效。螺栓球節點在工廠預制、組裝完畢后，形成的單體內各構件連接強度等各性能均能達到設計要求，最后種種矛頭均指向施工單位，螺栓球節點在施工現場拼裝階段中由于施工控制不嚴從而造成螺栓球網架坍塌，這是坍塌的主要原因之一。其次在設計時或在施工時，建設方或施工方為節省項目開支，降低施工成本，未在高強螺栓中安裝防松設施，從而導致螺栓球網架在應用一段時間后經振動、往復風荷載等作用下高強螺栓呈現松動狀態，最終導致承載力不足而出現坍塌現象。本文即對螺栓球節點網架的施工方面進行分析，提高螺栓球節點施工質量，從而在一定程度上降低螺栓球節點網架坍塌現象發生的概率。

1 相關施工方法

1.1 原材料和構件驗收

螺栓球節點網架是由無數根桿件和螺栓球及其他零件拼接而成的網架結構，網架主體多數是在工廠內拼接，之后再運輸至施工現場進行組裝而成。因此在原材料和拼接完成的構件運輸至施工現場后，施工單位和監理單位應對其進行相關驗收，檢查其生產合格證和相應的質量證明書；檢查原材料及構件的外觀質量及截面尺寸等是否滿足設計要求，檢查結果均滿足相應的設計要求和驗收要求后方可進場。

1.2 現場組對施工

由于螺栓球節點網架截面尺寸較大，不可能在工廠內完全拼接完成運輸至施工現場，運輸時需將網架分為若干單體進行運輸，運輸至施工現場后需對各單體進行拼接，對于局部較為復雜的部分需進行進行現場組裝。為提高組裝質量，控制各桿件的制作精度，組裝前需制作相應的組對胎具。胎具的水平滑槽使用100mm×100mm×3mm的角鋼制作而成，胎具滑槽內設置兩個擋板，其中一個擋板為固定擋板，另一個擋板為沿水平滑槽可滑動式擋板。組對時為使桿件的長度滿足設計要求及驗收規范的偏差要求，需根據設計要求調節擋板間的距離，從而控制桿件的長度。調節一次滑槽的長度即可對相同長度的桿件進行確定，因此可相對提高工作效率。

1.3 現場焊接施工

在進行相應焊接施工前，應對施焊構件表面進行除銹、除污處理，處理完畢后方可進行焊接施工。焊接施工時，應盡量選擇小電流焊機，盡量減小焊縫寬度。嚴禁在構件表面焊接其他臨時支撐等，避免因隨意焊接而影響構件強度。

1.4 現場除銹施工

對網架吊裝施工前，需對網架所有構件銹蝕部分進行除銹處理，除銹時使用噴砂法進行除銹，除銹后達到St3除銹等級。除銹后經檢查驗收合格后，噴涂相應的底漆、中部漆和面漆，噴涂厚度達到設計要求，噴涂偏差應達到驗收規范的允許偏差。噴涂后對噴涂的漆進行全面檢查，檢查噴涂的漆是否存在反銹、脫皮、誤涂、流墜、皺皮等現象，若存在上述現象應對存在問題的部位進行重新噴涂。

1.5 現場組裝施工

組裝施工時，若網架截面尺寸相對較小則可在地面上將各單元構件拼接完成直接吊裝施工，這種情況易控制起拱高度，避免安裝就位后不易起拱施工，且此種方法避免單獨安裝腳手架進行高空安裝施工，安裝速度快。若網架截面尺寸較大則應將各單元吊裝至指定位置進行固定安裝，再搭設腳手架對中部網架進行高空安裝施工，此種方法安裝誤差較大，且不易進行起拱施工，施工速度較慢，施工質量不易保證。

1.6 現場吊裝施工

現場吊裝施工時，由于螺栓球節點網架均為實心構件，網架自重較大，選擇吊車時應根據鎖吊裝網架的自重選擇合適起吊荷載的吊車，或選用多臺吊車協同作業施工。吊裝施工前，施工單位相關技術負責人應對吊車的站位與吊距進行檢查，對吊車的伸展高度進行檢查，避免出現起吊死角。吊裝施工時盡可能一次吊裝成功，避免出現二次起吊，螺栓球節點經多次吊裝后會導致網架出現變形，最終影響施工質量，影響網架的驗收和使用。

起吊時，應對吊點位置進行計算，確定網架吊點穩定可達到起吊受力要求后方可進行施工。起吊時使用的吊繩規格宜為直徑20mm的鋼絲繩，吊繩與吊點連接處使用棉布進行纏繞，避免起吊時在吊點處發生滑動，使吊點位置出現磨損，吊點與網架連接處出現松動。同時在吊裝時，避免吊繩與網架的高強螺栓、桿件等出現接觸，影響網架的安裝質量。

吊裝施工時，要求現場操作人員均持證上崗，現場作業時所有參與人員聽從指揮，統一行動，在確保自身安全的前提下保證安裝施工質量。吊裝施工前，應對吊車、吊鉤、吊點等位置進行檢查，確認起吊連接位置是否牢固。起吊時先對網架進行預吊施工，具體為將網架單元吊起1m左右，檢查網架的撓曲變形情況和吊車的穩定性，一切正常后方可正常起吊施工。吊裝作業中，網架及吊車下方禁止站人，避免出現突發情況而出現人員傷亡事故。吊裝作業時，應查看近些天天氣預報，若存在大風天氣、雨雪天氣，應禁止室外作業施工；若為趕工期需在夜間進行施工，則應取得相關部門的允許，在施工現場具備良好照明情況下可進行夜間施工。

1.7 構造加強施工

施工單位在進行按圖施工前，應對設計文件中是否設計防松螺栓，若設計文件中未進行相關設計，則施工單位應與設計單位進行確認；若設計文件中有相關設計，則施工單位應按照設計要求，在相關節點位置安裝防松螺栓，尤其是在施工現場進行拼裝的部分中。安裝完成后，監理單位應對網架各細部安裝進行檢查，避免出現偷工減料現象而在結構使用后期出現相應的事故，從而造成不良影響。

2 螺栓球節點網架施工質量控制

2.1 焊縫及撓度檢測

原材料及結構各單元進場時，需對所有原材料及單元的出廠合格證、各產品的力學性能及化學分析報告進行檢查。對各構件間存在焊縫的位置進行超聲波無損探傷抽檢，如對桿件的錐頭封板進行抽檢，對二級焊縫的抽檢比例為20%。對螺栓球感的承載力進行拉拔試驗抽檢，確定拉拔強度達到設計和驗收規范要求。網架施工完成后對網架整體的撓度變形進行測量，避免因撓度較大而發生危險事故。

2.2 二次緊固檢查

網架整體安裝完畢后，施工人員應對桿件與實心球連接的扭矩進行檢查，若發現存在扭矩強度不能達到設計要求的，應對其進行二次緊固處理。施工人員還應對拉桿套筒間的縫隙進行檢查，若存在肉眼可見的縫隙應使用油膩子對縫隙進行填塞，避免空氣和水分進入孔隙內對螺栓和套筒腐蝕。除此之外，還應對網架進行相應的防腐處理。

2.3 應力釋放

在對網架進行焊接施工時，網架所焊接的構件會由于焊接施工而出現相應的膨脹，導致構件截面尺寸突變，所有的構件在焊接應力作用下，尺寸變化會產生累加，導致最終的網架尺寸大于預安裝位置的尺寸；加之隨外界溫度的變化，網架整體也會出現相應的溫度應力，從而產生微變形。為釋放此類溫度應力作用，焊接施工時應使各構件應力釋放完畢后，再將其他構件進行拼接，安裝施工時盡量避免選擇中午日曬時間較長溫度較高或夜間溫度較低時進行施工，使網架結構處于穩定狀態下進行施工，從而可一定程度上避免因溫度應力而影響網架的整體尺寸偏差。

3 結論

本文通過介紹螺栓球節點的特點和近些年螺栓球節點網架坍塌事故的總結，根據施工經驗敘述了螺栓球節點施工的重點和施工質量控制，從而在一定程度上提高螺栓球節點網架的施工質量，避免坍塌事故的發生。