大跨度不等矢高螺栓球網架安裝技術

邢 亮 韓 偉 韋昌盛 段向榮 李鵬俊

中國建筑第八工程局有限公司 上海 200125

平板網架結構近年來發展迅速，其由多根桿件依網格形式通過螺栓球或焊接球節點連接，形成空間結構。其以質輕、剛度大、空間傳力明確的主要優點，廣泛應用于各類場館、機場、高鐵站等，特別適合于大跨度結構。目前，平板網架有四角錐、三角錐、桁架型結構等形式，安裝網架的方法采取整體提升、整體頂升和滑移較多，高空散拼因技措量大、搭拆繁瑣，近年來采用較少，逐漸退出主流的安裝方法。本文對第十四屆全運會網球館屋面正放四角錐構造形式的大跨度平板網架安裝技術和施工安全進行了研究[1-4]。

1 工程概況

楊凌網球運動中心網球館網架工程量約5 141 m2，總質量約262 t。網架長度102 m，跨度50.4 m，軸網由A ～ L 軸交①～ 軸（橫⑨軸縱 軸），網架支座中心高度15 m，網架矢高2.500～3.745 m，下弦周圈支撐在網架四面墻混凝土柱頂的網架支座上，柱頂標高＋19.00 m。網架布置如圖1所示。

圖1 網架布置圖示意

網格數量為17×34，單元網格尺寸是2.8 m×2.7 m。網架桿件規格有φ60 mm×3.5 mm、φ75.5 mm×3.75 mm、φ88.5 mm×4 mm、φ114 mm×4 mm、φ159 mm× 6 mm、φ 159 mm×8 mm、φ 159 mm×10 mm，共5 040根，材質為Q235B，高頻焊管；螺栓球規格有BS100～BS400，共1 314個，材質為45鋼；高強螺栓規格有M22～M56，10 080副，材質為40Cr；橡膠墊與支座頂部節點、底部過渡板組裝成網架支座，橡膠墊規格72 mm×300 mm×300 mm，材質為氯丁橡膠，計50個，其中帶錨栓的過渡板將橡膠墊和支座頂部節點貫穿，網架支座通過底部過渡板與柱頂埋板圍焊固定（圖2）。

圖2 網架支座示意

2 施工技術

2.1 鋼網架安裝方法和安裝順序

本工程施工時，網球館內四周混凝土框架結構均已完成，場內地面平整。結合場地條件，針對本網架結構特點，網架工程邊長≥70 m，總質量50～300 t，單體建筑面積200～6 000 m2，跨度50.4 m，屬于大規模網架工程。考慮當地經濟社會發展水平和周邊資源，確定采用“場地內A ～L/⑥～⑧軸線區的網架地面拼裝成起步架，兩側剩余網架下設支撐高空按單元對稱散裝”的安裝方法進行網架施工，安裝順序從起步架向兩側邊跨安裝（圖3、圖4）。

圖3 起步網架吊裝示意

圖4 網架安裝順序示意

2.2 網架起步架分步拼裝高空合攏安裝

起步網架平面尺寸50 m×12 m，實際質量約為26.6 t。網球館內場地平整硬化并進行了碾壓、夯實，用全站儀在地面放出“網架”的正投影線，將支撐位置在網架安裝過程中按支撐點變化情況放線。起步架在跨度范圍內由地面區域網架（E ～L/⑥～⑧軸）、二層3.9 m平臺區域網架（B ～E/⑥～⑧軸）、15.5 m合攏區網架（A ～B/⑥～⑧軸）組成。

1）在安裝位置投影正下方位置進行拼裝，利用2臺100 t汽車吊（QY100K、19.2 t配重、工作幅度12 m、起吊高度25 m）統一指揮，同時起吊地面區域網架（ E ～L/⑥～⑧軸），抬至標高3.9 m二層平臺，靠近E 軸一端擱置在二層平臺上，再在F/⑦、K/⑦軸處用6 m高支撐固定，加固后汽車吊不松鉤。

2）將E ～L/⑥～⑧軸起步架與3.9 m平臺區域網架（ B ～E/⑥～⑧軸）拼裝連接，組成起步網架（ E ～L/⑥～⑧軸）。

3）起步網架（E ～L/⑥～⑧軸）用2臺100 t汽車吊提高至設計標高，網架L 軸一端支撐在柱頂網架支座上，再在B/⑦、G/⑦軸處用16 m高支撐固定。

4）合攏區網架桿件（A ～B/⑥～⑧軸）在地面組裝成三角錐體，分兩單元沿B →A軸方向用25 t汽車吊吊裝就位后拼接，合攏完成后就位，將下弦螺栓球卡位在支座十字板頂槽內加固，調整相關軸線，整體校正后焊接加固，完成起步架安裝。起步架分區如圖5所示，起步架完成如圖6所示。

圖5 網架起步架三塊區域示意

圖6 網架起步架就位示意

2.3 起步架兩側剩余網架按單元對稱散裝

1）起步架完成后，根據圖紙在地面將網架構件拼成一個個錐體，每個錐體的質量不大于0.9 t，按照節點所在軸線和水平分布位置順序排列，使用25 t汽車吊（QY25A）進行小錐體安裝（圖7），吊至設計位置進行高空安裝。起步架兩側剩余網架按單元對稱散裝，2臺汽車吊獨立流水安裝，先上弦一圈，然后下弦一圈。

圖7 剩余網架按小錐體單元高空安裝

2）在高空散裝時，為控制網架撓度，必須每隔2排下弦球設置支撐，支撐點位置沿網架跨中G 軸向兩側移動，支撐點移動如圖8所示。支撐頂部平臺利用30 t千斤頂設置在下弦球底，緩慢卸載，拆除支撐后間隔2條軸線（2根柱）再安裝支撐，依次循環，直到網架拼裝完成（圖9）。

圖8 網架支撐點移動示意

圖9 網架安裝完成示意

3 網架安裝施工安全措施

3.1 臨時支撐設置

網架臨時支撐使用桿件組裝成格構式支撐，受力驗算合格后設置（圖10）。

圖10 臨時支撐

3.2 網架下設安全網

由于網架高空分單元組拼，高處作業安裝人員會處于網架球上作業，作業時工人必須佩戴五點式雙鉤安全帶，掛鉤系掛于網架桿件上弦上。張拉安全平網，兩端固定在混凝土框架梁上，如圖11所示。

3.3 作業面下方地面放置安全氣囊

在作業面下方安放安全氣囊，下方設專人隨安裝進度和工人施工移動位置移動氣囊。安全氣囊長8 m，寬6 m，充氣后高度2 m，如圖12所示。

圖11 網架安全網、安全氣囊設置示意

圖12 安全氣囊示意

3.4 網架安裝變形測量控制

1）起步網架安裝監測。起步網架測量，搭設球支撐，用全站儀放出胎架的標高和網架球的軸線，就位后便可使起步網架達到其預定坐標。起步吊裝完成后，將網架吊裝到設計標高。

2）網架臨時支撐卸載后測控。網架安裝過程中，要對整個屋面網架進行監測。根據工程結構的受力特點進行分析，在網架的重要節點和易變形的位置設監測點，貼上反光片，便于監測。卸載前，對每個監測點進行觀測，并做好記錄。之后定期觀測，根據每次的變化量，來確定沉降、位移和變形的情況。

4 現場實施效果

本工程大跨度平板網架采用“場地內網架地面拼裝成起步架，兩側剩余網架下設支撐高空按單元對稱散裝”的方法和順序施工，網架安裝后軸線、尺寸、標注均滿足設計和規范要求。

施工過程中臨時支撐滿足支撐要求，監測變形無異常點。網架下設安全網、作業面下方地面放置安全氣囊，效果良好，到得設計、業主和質檢站等單位的一致好評。起步架安裝完成現場效果如圖13所示，網架安裝完成現場效果如圖14所示。

圖13 起步架安裝完成現場效果

圖14 網架安裝完成現場效果

5 結語

本文研究了大跨度平板螺栓球網架安裝技術和施工安全措施，采用“場地內網架地面拼裝成起步架，兩側剩余網架下設支撐高空按單元對稱散裝”的施工方法和順序，成功地實現了網架安裝，解決了大跨度網架在現場外架未拆除的不利工況下安裝的難題，現場實施效果良好。根據驗收要求，現場分別在網架安裝后、屋面施工荷載加設后、施工一年后，分3次檢測了網架的撓度，結果均符合設計要求[5]。

該網架施工技術在國內項目中不多見。將該研究結果應用于本項目中不僅符合設計及規范要求，同時也節約了施工時間，為后續工作的開展奠定了良好的基礎，對類似項目具有一定的借鑒意義。