大跨度球節點網架整體提升技術要點分析

王 林 梅

(山西汾陽網架建設有限公司，山西 汾陽 032200)

隨著經濟的飛速發展和建筑行業施工技術的不斷進步，大跨度網架結構成為輕型大跨度屋面的主要型式之一，大跨度網架結構應用的范圍也越來越廣，目前大跨度網架結構主要應用于大型加油站、體育場館、火車站候車大廳、機場航站樓等人流量較大的建筑物或構筑物中。網架結構具有安裝速度快、承載能力高、質輕、成本低等優點。網架結構一般為工廠預制，整跨或分跨運輸至施工現場經現場的連接、整體吊裝等工序將網架結構安裝于設計指定位置。在現場吊裝施工時，由于施工現場的各種不確定性因素影響，施工現場成為產生施工安全隱患的主要產生地之一。為確保人員安全的前提下，保質保量的按施工合同約定交工，是施工單位和監理單位相關負責人應盡的義務。本文通過對某工程大跨度球節點網架整體提升施工技術案例進行分析，總結出在網架結構提升前、中、后三階段的施工控制要點，為以后類似的施工項目提供一定的技術參考。

1 工程案例

某鋼結構廠房，設計使用122 m×90 m的雙層正放四角錐鋼網架，該網架的網格尺寸為6 m×6 m。由于廠房為三面鋼柱設計，分別為西、南、北三方向設置鋼柱，東側未設置鋼柱，因此鋼網架為三面支撐，三面鋼柱共計31根。該廠房鋼網架下弦標高為28 m，而東側廠房入口處設置反梁，此處鋼網架下弦標高為21 m，鋼網架上弦最高處標高為34.2 m。鋼網架節點為焊接空心球節點，所有支座均使用球鉸支座，所有鋼材均使用Q345B級鋼。

2 提升方案比選

該鋼結構廠房鋼網架下弦標高最低處為21 m，最高處為28 m；柱頂標高最低處為20.3 m，最高處為27.3 m，最高處與最低處相差7 m。因此在吊裝提升時，若一次性提升到位則部分網架的胎架高度需增加7 m，極大的增加了施工的難度和危險系數；若兩次累計提升到位，則經濟性和安全性均得到有效保障。該工程使用兩次累計提升到位的方法是先將東側入口處網架與其他網架的上弦部分組裝到位，使用大型液壓提升系統將組裝好的上弦部分提升至標高8 m的位置，之后再將下弦部分分別組裝到位，將東側入口處上弦桿的起吊點置換至下弦桿上后將網架整體提升至設計標高位置。國家相關現行規范規定，大型網架整體提升工程屬于具有一定規模的危險性分部工程，在進行施工時必須組織專家論證。編制施工組織設計方案后，施工單位隨機組織具有一定資歷的、知名的、具有豐富施工經驗的專家對該分部工程進行專家論證，專家們一致通過該施工方案，并提出相應的西部優化設計。施工單位在監理單位的監督和指導下對原施工方案進行相應優化并進行施工。

3 專項檢測施工

專項檢測施工包括對原材料的檢測、焊縫的無損檢測、鋼絞線強度的檢測、柱腳混凝土強度的檢測和安全網沖擊強度檢測。對原材料檢測主要是對制作球節點的鋼材、無縫鋼管和焊接時使用的焊條等成品或半成品的合格證和現場復檢，確定原材料滿足設計要求后方可進行下一步焊接、組裝施工。對焊縫的無損檢測主要是對鋼網架中所有焊接位置委托第三方檢測機構使用超聲波法進行檢測，若焊接位置存在缺陷則要求工廠進行返修處理，直至滿足設計和規范要求后方可運輸至施工現場。對鋼絞線強度進行檢測主要是對提升設備所使用的鋼絞線強度進行取樣檢測，抽檢結果若滿足鋼絞線出廠合格證明上的強度要求后方可運輸至施工現場。對柱腳混凝土強度的檢測主要是對鋼柱與基礎連接的杯口內細石混凝土強度進行檢測，安裝鋼柱時施工單位應預留同配合比、同盤內的混凝土試塊，供后續檢測時使用。對安全網沖擊強度進行檢測主要是對組裝完成后的鋼網架下部鋪設的安全網的沖擊強度進行檢測，檢測結果滿足設計要求后方可安裝安全網。

4 鋼網架提升前的聯合驗收

鋼網架提升前的聯合驗收主要包括對鋼網架拼接成品的質量驗收、對提升設施的安全驗收、對其他輔助措施的驗收。

鋼網架在施工現場組裝完成后由監理單位組織各參加單位的專業負責人按照《鋼結構工程施工質量驗收規范》的相關規定對廠房和網架所有承重構件、鋼材涂層厚度、柱垂直度等進行一系列抽檢，若抽檢結果不滿足設計和規范要求時，應組織施工單位對其進行相應整改，整改后滿足設計和規范要求后方可進行下一步施工。

鋼網架在提升前需使用鋼絞線將鋼網架與提升設備進行連接并固定，因此驗收時需對現場使用的鋼絞線的外觀缺陷進行檢查，除此之外還應對施工人員上下爬梯的穩固性、柱頂腳手板的牢固性、安全繩的佩戴及質量情況、影響提升的雜物等進行一系列檢查，檢查通過后方可對安全方面進行驗收。

提升鋼網架時的輔助設施主要包括反向攬風地錨、柱頂綁扎點、防水平位移的倒鏈等，監理單位在驗收時還應對這些輔助設施進行驗收檢查，所有上述項目均驗收通過后方可進行提升施工。

5 鋼網架提升施工

在對鋼網架進行提升施工時，應對鋼網架進行預提升、第一次提升施工和第二次提升施工三道施工工序。

5.1 預提升施工

預提升施工主要是對提升設備的考驗和對鋼絞線預張拉，如在預提升時分別以設計升力值的20%,40%,60%,80%,90%,95%,100%進行加載，加載至升力值的100%后將鋼網架整體提升200 mm，以確保鋼網架整體脫離胎架。預提升前應確保鋼網架下方無工作人員，確保人員安全。

5.2 第一次提升

預提升過程中未發現其他異常后，應在預提升結束后的12 h后進行第一次提升施工，第一次提升前應對鋼網架自身連接部位和提升設備是否存在異常，確保完全正常后方可進行第一次提升施工。第一次提升時的提升速率應小于83 mm/min，將鋼網架整體提升至標高8 m位置處停止提升，將廠房東側入口處的吊點經計算通過后變更至臨近位置，且對該部位下部進行相應的臨時支撐，之后再安裝東側入口處的桁架下半部分，安裝完畢后再將更變至臨近位置的吊點置換至東側入口處桁架的下半部分。在兩次變更廠房東側入口處的吊點時，施工單位安排專人對鋼網架的沉降和位移變形進行監測，監測結果表明：變更全過程中鋼網架基本無明顯的沉降和位移變形。

5.3 第二次提升

上述工作圓滿完成后，應立即對所焊接的桁架進行超聲波無損探傷檢測，檢測合格后方可涂防火漆、防銹漆及面漆等，監理檢查通過后方可進行二次提升。二次提升前的準備工作同第一次提升時相同，提升速率使用提升設備微機的微調功能，將各吊點勻速、穩定的起吊至各柱設計標高處，之后再根據鋼網架的撓度變形將某起吊點的提升高度進行微調，從而確保球節點穩定、無裂縫的坐落在柱頂設置的鉸支座上。

對于具有下翻構件的大跨度球節點網架整體提升工程，應首先考慮使用二次提升技術。二次提升技術可在一次提升至指定高度后再安裝下翻構件，不僅節約臨時支撐的相關費用，同時還節約工期，提高了施工的安全性，較大程度的提高施工企業的盈利水平。

6 鋼網架的就位和固定施工

將鋼網架二次提升至指定標高位置后，將網架和廠房東側入口處的桁架與柱連接的桿件等安裝就位后，對提升設備各吊點按反力從大到小依次進行卸載施工，卸載后立即安裝該節點與柱相連的桿件，卸載與安裝同步進行。焊接連接桿件后立即對該桿件焊縫進行超聲波無損探傷檢測，檢測合格后方可進行下一步施工。

所有網架球鉸支座與鋼柱連接就位后，對各鋼柱的雙向垂直度進行量測，判斷垂直度偏差是否滿足《鋼結構工程施工質量驗收規范》的相關要求，若滿足《規范》要求則直接將球鉸支座圍焊至鋼柱頂上；若不滿足《規范》要求則應使用千斤頂將鋼柱調直，調直后再進行相應的圍焊施工。

7 結語

本文通過對某工程下翻桁架梁式大跨度球節點網架整體提升的施工技術進行研究，對施工前的提升方案比選，最終一致通過使用二次提升法進行施工，可極大程度的提高施工的安全性、降低施工成本、確保施工質量。可為以后相應的類似工程提供一定的借鑒和參考。

[1] 肖作偉.南寧東站鋼屋蓋網架整體提升關鍵技術[J].施工技術,2017,46(7):36-38.

[2] 王安鑫,劉書羽.大跨度空間鋼網架整體提升技術研究[J].天津科技,2016,43(10):125-129.

[3] 范玉峰,陳 峰,苗興光,等.多功能廳網架整體提升過程仿真分析[J].施工技術,2016,45(S1):670-672.

[4] 張明亮,李謨康,王少華,等.提升施工技術在張家界荷花機場航站樓網架中的應用[J].鋼結構,2016,31(1):68-74.

[5] 王 濤,廖維張,馬長濤.某機庫鋼結構網架屋蓋整體提升施工關鍵技術研究[J].施工技術,2015,44(20):81-85.

[6] 譚燕秋,霍立超,王朋飛.大跨度鋼網架結構整體提升施工階段模擬分析[J].河北工程大學學報(自然科學版),2015,32(1):5-7,26.

[7] 侯文星.拔桿提升裝置在鋼網架整體吊裝中的應用[J].鋼結構,2014,29(5):66-69.