某螺栓球鋼結構網架工程施工質量檢測及評定

王偉

摘 要：近幾十年來隨著科學技術的日益進步，鋼網架結構在國內得到了快速發展以及廣泛的工程應用，這不僅為鋼網架結構的加速發展提供了良好的機遇，同時也帶來了相當大的挑戰，對鋼網架結構的質量提出了更高的要求。

關鍵詞：螺栓球鋼結構;網架工程;施工質量;檢測及評定

一、鋼網架結構施工要點

鋼網架結構的施工方法需要綜合考慮以下幾個基本原則：①所選施工方法應該可以對組裝過程中產生的累積偏差進行有效控制，以保證鋼網架結構的安裝精度;②所選施工方法首先要將施工方的技術力量納入考慮，此外，還需要結合實際施工現場的地形、材料、人員、機械等情況，以做到因地制宜;③必須要將所選施工方法對施工安全和工期產生的影響考慮到，盡量在地面進行拼裝，最大限度地減少高空工作量，以增加施工安全度和提高工作效率;④必須要將所選施工方法對施工成本產生的影響考慮到，在保證施工工期、安全以及質量的同時，應該最大限度地降低施工成本。

鋼網架結構的施工是通過分部位、分階段的方式將結構安裝成為整體使其從不完整變為完整，這是一個連續的過程并且在此過程中結構的形狀、荷載及邊界條件等都在時刻發生改變。鋼網架結構施工通常采用的方法主要有高空散裝法、高空滑移法、分塊安裝法、整體吊裝法以及整體提升法等，這些施工方法都可以使結構的荷載情況、幾何形狀、邊界條件等在施工過程中發生緩慢變化。因此，對結構的施工過程進行仿真模擬分析，一定要將這些變化的因素及其所產生的影響考慮進去，鋼網架結構施工要點：

根據鋼網架結構實際制定的施工方案將結構劃分為幾個施工階段，然后再根據實際的施工順序依次創建與各個施工階段相對應的結構分析模型，不同施工階段中出現的臨時支撐結構也應該包含在其中;明確鋼網架結構施工過程中與各個施工階段相對應的荷載組合與邊界約束條件;選取恰當的施工分析方法，根據施工過程中的先后步驟依次對鋼網架結構各個施工階段的位移和內力進行計算;分析鋼網架結構的節點及構件在各個施工階段中變形的合理性、受力的安全性;分析鋼網架結構在各個施工階段中的穩定性;在鋼網架結構施工仿真分析的過程中，通過對求解得出的各個施工階段的計算結果進行分析，以明確是否有必要對該施工階段的結構進行加固處理，此外還可以確定是否有必要修改該施工階段的結構計算模型。分別疊加鋼網架結構施工過程中各個施工階段的位移、內力等狀態變量結果，可以得出竣工后整體結構最終的位移和內力分布狀態。

因鋼網架安裝高度較大，若全部從地面設置臨時設施，除設施用量較大之外，設施本身的穩定性也較差，于施工安全不利。由于鋼管柱自身截面很大，有一定的承載能力和抗彎剛度。且屋面網架結構安裝過程荷載遠小于設計使用荷載，故考慮利用鋼管柱設置臨時設施進行鋼網架結構的整體提升。

二、工程概況

1#儲煤場基礎采用鋼筋混凝土獨立、條形、樁基礎，屋頂為三心圓柱面網殼及平板網架結構，跨度為23.5-117.0m，建筑高度為45.5m，建筑面積為27888.0㎡。

網 架 形 式：1～22軸為三心圓柱面網殼;

23～44軸為平板網架結構

網架平面尺寸：1～22軸117.0m×172.0m=20124㎡;

23～34軸67.5m×90.0m=6075㎡;

35～44軸23.5/32.442m×68m=1902㎡。

網 架 厚 度： 1～22軸3.0m

23～44軸3.6m

三、原材料及成品檢測

（一）原材料檢測

網架主體結構所用材料主要有鋼管、螺栓球、高強度螺栓及封板（或錐頭）。材料進場見證取樣檢測，螺栓球、高強度螺栓、封板（或錐頭）主要進行產品質量合格證明文件及出廠檢驗報告的檢查及外觀質量的放大鏡目測或表面探傷的現場檢測，螺栓球還需進行圓度、平行度、中心夾角、垂直度等加工允許偏差檢查;所用鋼管材一般為焊接直縫鋼管或無縫鋼管宜進行材料力學性能復檢，以及管徑壁厚及鋼管桿件加工尺寸偏差檢測^[1]。

本工程所用鋼管鋼材為Q235B直縫電焊管，10.9S高強度螺栓，螺栓球用45號鋼鍛造成型，封板、錐頭用Q235B鋼模鍛成型。經現場抽檢所檢螺栓、螺栓球等樣品均滿足相關產品及施工驗收規范的要求，通常鋼管力學性能檢測可結合節點組合件拉力載荷試驗合并進行見下文組合拉力試件試驗。

（二）成品節點組合件檢測

螺栓球節點承載力試驗在GB50205—2001鋼結構工程施工質量驗收規范和JG/T10—2009鋼網架螺栓球節點中都有規定：前者規定螺栓球節點應按設計指定規格的球最大螺栓孔螺紋進行抗拉強度保證荷載試驗，當達到螺栓的設計承載力時，螺孔、螺紋及封板仍完好無損為合格;后者規定應對螺栓球和高強度螺栓組成的拉力載荷試件、封板或錐頭與鋼管的連接焊縫拉力載荷試件使用拉力機采用單向拉伸試驗方法進行拉伸試驗^[2]。組合節點拉力試件抽樣送試樣品如圖1所示。

四、施工安裝質量檢測

（一）焊縫檢測

鋼管與錐頭或封板的對接焊縫在外觀檢查合格的基礎上應進行超聲波探傷，設計為二級對接焊縫，抽取20%的焊縫進行超聲無損檢測，檢測等級為B級，評定等級為Ⅲ級及以上^[3]。探傷宜在加工車間未進行防銹涂裝前進行檢測，或在桿件到達現場未拼裝前進行，此時便于按照不同的管徑按比例進行抽檢;若網架在高空拼裝完成后進行探傷檢測操作難度大、檢測效果差，同時由于檢測造成的焊縫附近的防銹涂裝補涂費工。采用CTS-2020型超聲探傷儀檢測鋼網架焊縫的內部質量，檢測工作遵守GB11345—2013鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結果分級。

（二）網架撓度檢測

鋼網架結構總拼完成后及屋面工程完成后應分別測量其撓度值，且所測的撓度值不應超過相應設計值的1.15倍，施工階段的撓度檢測一般是進行總拼完成后的撓度檢測與屋面工程完成后在屋面板和網架自重下的撓度檢測，對鋼網架進行撓度測量的方法主要有水管連通器法、幾何水準法、貼反射片法、傳感器法及免棱鏡全站儀法等。

五、檢測結束語

經現場檢測，網架結構用主材基本性能滿足設計文件及相關標準的要求;組合節點拉力載荷試驗反映了材料滿足設計規定，同時結構桿件及連接加工性能滿足施工質量驗收標準。錐頭對接焊縫的質量評級均為Ⅱ級或Ⅲ級，表明連接焊縫的焊接質量滿足相關要求。網架撓度檢測的結果參考規范應不大于相應設計值的1.15倍，實際工程中設計圖紙中不提供相應設計值，通常與撓度限值進行比較，案例工程中撓度限值為250/L=108mm，經對比撓度滿足限值要求。涂裝工程的涂層厚度檢測在工程實際中一直未引起足夠的重視，本案例涂層厚度的檢測表明涂層質量未能達到設計的要求^[4]。

六、結束語

通過一螺栓球網架工程的檢測實施，系統的對螺栓球網架施工階段進行了跟蹤檢測，為合理準確地進行網架結構加工、施工及安裝提供了輔助參考，為網架施工質量的評定提供了依據，同時為后續同類工程項目的施工質量檢測提供了實用參考。

參考文獻：

[1]王永，陳潔，馮照平.鋼網架中高強螺栓緊固程度與承載力關系研究[J].鋼結構，2017，32（08）：29-32+19.

[2]楊旭.螺栓球節點網架中高強度螺栓M30、M39疲勞性能的試驗與理論研究[D].太原理工大學，2017.

[3]吳瓊堯.安裝缺陷對螺栓球節點及其桿件受力性能影響研究[D].哈爾濱工業大學，2017.