雙層球形螺栓球網架結構施工技術

龍期亮

（廣西建工集團第三建筑工程有限責任公司）

1 工程概況

某訓練館主體結構為框架體系，建筑最高層數5層，中間部分上層，包含排球羽毛球層、籃球層和體操層。建筑占地面積約6400m2。建筑總高度33m。訓練館屋面為雙層球形螺栓球網架結構，結構高32.7m，投影直徑長78.9m。

2 施工方案選擇

訓練館屋面為雙層球形螺栓球網架結構，網架結構最高標高32.7m，下弦最大標高31.2m，網架厚1.5m。網架下部為5 層的框架結構，頂層樓面標高分別包括21.0m 和25.4m。利用結構的有利特點，采用散件安裝和分塊吊裝相結合的施工方案。即球形網架分為屋蓋部分和立面部分兩個安裝區域，屋蓋部分在頂層樓面搭設滿堂腳手架平臺，散件拼裝，采用6015 型塔吊上料和拼裝；立面部分采用1 臺50t 履帶吊分塊吊裝就位，塊與塊間散件再利用塔吊或小型汽車吊補裝。

圖1 訓練館示意圖

圖2 安裝分區、分塊示意圖

3 球形螺栓球網架結構施工

雙層球形螺栓球網架結構施工工藝如下：測量復測→屋蓋部分支撐架和操作架搭設→屋蓋部分網架散件拼裝→立面網架分塊吊裝→支撐架和操作架拆除。

3.1 安裝準備

在安裝前需對預埋板（支承點）高差、坐標（中心軸線）進行復核，其誤差必須滿足表1 中的要求，否則需修正預埋板（支承點）。經復核的預埋板應用紅線標出中心軸線，高差、平整度也應在預埋板上標出，同時在圖紙上做好相關記錄，便于后期安裝時的調整。

表1 預埋板（支承點）各參數誤差(單位：mm)

3.2 網架吊裝分塊及吊機選擇

根據主體混凝土結構特點，將立面網架按長度不同分為分塊吊裝1 和分塊吊裝2。球形網架屋面區域散件安裝采用6015 型塔吊吊裝，滿足吊裝要求。立面部分分塊吊裝，采用CC500 型50t 履帶吊。吊裝分段1 重量約7.6t，吊裝半徑10m，此半徑下額定起重11.27t，滿足吊裝需要。吊裝分段2 重量約10.2t，吊裝半徑10m，此半徑下額定起重11.27t，滿足吊裝需要。

3.3 現場分塊拼裝

現場分塊拼裝流程：搭設拼裝支架，設置測量基準點，調整螺栓球的定位坐標→定位螺栓球→定位螺栓球之間的桿件→復測分塊網架整體位形。構件在工廠加工制作，分類打包以散件形式運至現場。根據構件的重量，構件的裝卸和拼裝使用16t 汽車吊完成構件的垂直、水平運輸。根據場地實際情況，在訓練館周邊設置4 個30m×300m 的拼裝場地，拼裝場地需平整壓實，并澆筑100mm 厚C20 混凝土，再混凝土面上設置拼裝胎架。拼裝胎架制作需按設計圖紙進行設置，同時需對其位置、弧度、角度等進行復測，復核合格后才能用于構件拼裝。

3.4 臨時支撐布置及形式

在頂層樓面混凝土梁柱的位置設置承重支撐架，承重支撐架布置間距在4.0m～8.0m 之間。承重支撐架之間搭設鋼管腳手架，在承重支撐架底部設置工字鋼平臺，腳手架立桿支承在工字鋼上。上部散件拼裝時所有的荷載均由承重支撐架傳遞給樓面梁，這樣既能提高腳手架的整體穩定性，又可以較少腳手架的用量。

3.4.1 承重支架

本工程承重支撐架采用1.0m×1.0m 四片平面桁架（預先焊接），現場通過螺栓連接成標準組合支撐節（1.0m×1.0m×1.0m），標準組合支撐節通過螺栓連接成承重支撐架。立柱和腹桿分別采用P89×4 和P60×3.4的圓管。

3.4.2 操作架搭設

屋蓋部分采用滿堂操作架高空散裝，滿堂操作架從21.0m 標高和25.4m 標高樓面開始搭設，周邊設置圍護結構。滿堂操作架采用扣件式鋼管滿堂架，鋼管采用Φ48×3。搭設參數詳見表2。

3.5 網架結構施工

本工程網架結構安裝分為屋蓋部分散件安裝和立面部分分塊吊裝。

3.5.1 屋蓋部分散件安裝

屋蓋部分網架采用滿堂操作架高空散裝法進行施工，零部件采用塔吊進行垂直、水平運輸,用全站儀控制節點位置。

對于網架球節點的定位，由于是空間三維坐標定位，在球節點下設置一可微調（調節幅度為10cm）的自制可調螺旋千斤頂，此調節機構固定在工作平臺上，即可以作為網架安裝時的支撐點，承受施工荷載，又可以調節網架球節點的坐標[1]。

表2 滿堂操作架搭設參數

屋蓋部分網架安裝順序總體為從低往屋頂方向，一環一環安裝。具體為支座安裝，然后安裝下弦一榀網格，然后依次為腹桿和上弦桿。安裝過程中要同時進行測量定位檢查，發現問題及時調整。安裝時應墊實下弦球，確保下弦節點不位移，同時邊安裝邊用全站儀對各控制節點進行測量定位[2]。

3.5.2 立面部分分塊吊裝

立面部分采用1 臺50t 履帶吊分塊吊裝就位（按長度不同分為分塊吊裝1 和分塊吊裝2），塊與塊間散件再利用塔吊或小型汽車吊補裝。立面部分吊裝在屋蓋部分安裝完成后并經驗收合格后進行。吊裝從⑨軸開始，沿順時針方向逐塊吊裝，塊與塊間散件補裝完成后才進行下一塊吊裝，最后在⑨軸位置合攏。

3.6 支撐架卸載

卸載即施工安裝階段（施工階段的受力狀態）轉換到設計完成階段（結構最終受力狀態）的過程，卸載（支撐架拆除）過程要避免結構局部構件和節點的破壞，必須保證結構安全、穩定和支撐架的安全。根據結構特點，支撐架拆除順序是從中間向四周對稱拆除。支撐架拆除要全過程進行監測，以監測數據指導卸載。

4 網架構件制作質量控制

4.1 螺栓球節點制作

本工程訓練館螺栓球網架結構通過螺栓球節點將桿件連接拼裝而成，保證拼裝質量的關鍵在于螺栓球節點加工精度。螺栓球制作應重點把關原材料、鍛造技術，確保制作質量。螺栓球節點螺栓孔必須采用一次性裝夾加工技術制作，確保螺栓孔位置、尺寸精度以及各螺栓孔間的位置。針對不同材質間焊接難度大，確保焊接質量。網架支座與螺栓球節點材質不同，焊接為手工焊，焊接前要預熱、分層施焊，確保焊縫質量達到一級。

4.2 網架桿件加工

網架結構鋼構件主要有球節點（包括支座）、網架桿件，而網架桿件量占鋼構件總量較大。網架現場拼裝質量以及安裝能否順利進行的關鍵在于桿件制作質量。鋼件下料采用精度高的數控切割機，確保網架桿件鋼管下料長度符合規范要求。網架桿件鋼管組裝采取CO2氣體保護自動焊接成型技術（即在專用網架桿件焊接機床上）；通過兩端設置的液壓系統將網架錐頭和鋼管構件頂緊，兩邊的CO2氣體保護焊槍同時進行桿件兩端焊縫的自動焊。

4.3 拼裝質量控制

網架桿件拼裝需采用特定的拼裝胎具，拼裝胎架制作需根據設計圖紙進行制作，制作完后需核對其位置、弧度、角度等，確保無誤后才能進行構件拼裝。組對定位采用全站儀對桁架各個節點的坐標進行精確定位。

制作胎具之前，必須用水平儀全面測量平臺基準面的水平，并做好記錄，根據數據及實際情況，確定測量基準面的位置，并做好標志。在確定支架點的高度時將該點的測量值考慮其中，標高誤差≤±3.0mm。用全站儀測量胎具的垂直度，垂直度≤h/1000，且不大于5mm，主要控制點為定位點的標高。

5 結語

本文對某雙層球形螺栓球網架結構的吊裝施工技術進行了分析。根據工程特點和施工現場情況，對網架安裝方案進行了分析，選取了合適的安裝方案。劃分安裝區域、分塊吊裝、選擇合理的吊裝設備，解決了吊裝過程中的問題，提出了“屋蓋部分散件安裝和立面部分分塊吊裝相結合”的安裝方案，順利完成了屋面鋼網架的安裝，取得了良好的效果。