大跨度空間網架結構安裝施工技術研究

陳 軍 張 胥 楊榮強 張洪明 孟令智

1 幾種常見網架結構安裝施工技術

現代施工領域存在多種不同類型的網架安裝施工方法，如整體頂升法和高空散裝法等。每種安裝施工方法均具有不同的特點，適用于不同的建筑工程，需要根據具體情況選擇最佳的網架安裝施工方法，以確保工程施工質量，詳見方法為：

1）整體吊裝。先在地面上拼裝全部網架，然后通過起重機將整個網架結構吊運到指定位置，以此完成網架安裝施工。該安裝施工技術開行路線短、停機點少，可進行其他環節施工作業。

2）整體提升法。在建筑柱子等結構上安裝提升裝置，于地面完成網架拼裝，然后用提升裝置將整個網架提升至預設位置。該方法無須大量臨時支撐，施工效率快，施工周期較短。

3）整體頂升法。于地面完成網架結構的拼裝，然后通過千斤頂逐漸將網架結構提升到預設位置。該方法操作方便，有利于跟蹤網架結構質量，常用于重型屋蓋系統及支點較少的點支承網架。需要注意的是，若屋頂高度較高則不適用該方法。

4）高空滑移法。根據網架結構特點，將整個網架分解成多個小模塊，再利用墻、柱等結構上安裝的滑軌裝置，依次將所有網架結構運送至屋頂，最后在屋頂上對網架結構進行拼裝。該方法具有施工周期短、有利于節約材料、對牽引設備要求較低等優勢，常用于空間狹小的工業廠房工程。

5）高空散裝法。該方法直接在高空拼裝網架散件，常用于螺栓球節點的各種類型網架安裝工程。

6）分塊安裝法。通過起重機等設備將預先制作好的條狀、塊狀網架單元吊裝到預設位置，然后對各構件進行拼裝，從而得到完整的網架結構。該方法無須大量支架，可直接利用其他工程使用的吊裝設備，常用于中小型網架工程。

2 工程概況

本研究中，選擇玉溪卷煙廠就地技術改造項目作為研究對象。本項目位于云南省玉溪市紅塔區紅塔大道118 號紅塔集團玉溪卷煙廠紅塔廠區內，總占地面積約504313 m2，總建筑面積約183039 m2，共由4 部分構成，具體如表1 所示。

表1 工程具體情況

網架結構安裝施工時，卷包一車間、制絲一車間采用高空散裝法，卷包三車間采用整體頂升法，兩種施工方式的原理、流程完全不同。基于此，本文選擇卷包一車間進一步分析大跨度空間網架結構的安裝施工。

3 大跨度空間網架結構安裝施工流程

3.1 前期準備

為了確保整個網架安裝工程施工質量符合規定要求，應做好前期準備工作，主要包括材料的采購與驗收。本工程施工過程中，所需材料包括螺栓球、套筒和釘絲等，施工單位應詳細對各種材料進行市場調查，準確了解每種材料的價格、性質，并通過橫向對比選取最佳的材料，并在材料入場前進行驗收，禁止不合格材料進入施工現場。通過鋼卷尺、經緯儀等工具對現場進行測量，確定支座的標高與具體位置等信息，其中位置誤差應控制在15 mm 以內，水平度誤差應控制在1‰以內，若不符合要求，應及時予以調整。按照前期測量信息完成支座安裝施工，通過鍛焊的方式將其與預埋件固定到一起。由于網架減震支座具有多方向的活動性，還應通過定位螺栓進一步加固支座四周，以免后續出現位移問題[1]。

3.2 整體吊裝

3.2.1 吊裝點設置

卷包一車間網架吊裝過程中：A1區起步跨網架吊裝質量為88.5 t，總質量為789.368 t；A2 區起步跨網架吊裝質量為70.54 t，總質量為941.347 t，因此采用10 臺吊車。由于桿件呈對稱布置，選取相同的吊點。針對吊車的特性，結合索具的承載力，在網架上共設置20 個吊點，每個吊點應與網架下弦螺栓球穩定連接在一起，且應符合受力要求。確定出吊點布置方案后，還要構建出相應的3D 模型，以判斷吊點是否合理。

通過3D 模擬分析可以發現，本吊裝方案變形量最大值約48.55 mm，最小值約39.8 mm。進一步計算可推導出構件的應力比為0.82，小于相關規范規定的1.0，符合要求，表明本工程可應用此吊裝方法。

3.2.2 起重機選擇

根據本工程網架的吊裝要求，選擇型號為QY130K 的汽車起重機，其參數如表2 所示。

3.2.3 吊點固定與試吊

確定出吊裝方案與吊裝設備后，按照設計吊點方案連接吊車與網架，吊索為Φ24.5 mm 的鋼絲繩。檢查索具與連接點，發現索具或連接點存在問題，應及時予以處理，以免后續出現高空墜落等問題，進而威脅現場施工人員的生命安全。需要注意，索具的最大承載力應高于50 kN。確保吊具與連接點無任何問題后，進行試吊操作，通過吊車的控制使網架緩慢抬起，待網架底部與地面相距約0.5 m時停止，靜置10 min 以上。然后通過專業的儀器工具檢測吊索、吊點的應力、變形量等，判斷各方面實際值是否在設計值范圍內。若不在設計值范圍內，應進一步修改吊裝方案，再次進行試吊實驗，直到滿足要求為止[2]。

3.2.4 吊裝過程

試吊結束后，可正式進行網架屋蓋的吊裝施工。吊車停放時，與邊跨的距離控制在約10 m，吊臂應與水平線呈45°夾角，提升高度峰值23.84 m。吊裝施工時，需要注重以下4 個方面：第1，根據網架重量、吊裝高度等信息設置合理的吊升速度，選擇最佳的旋轉角度，并實時測量吊升高度，以保證整個吊裝施工順利進行，提升支座定位的精確度。第2，網架上吊時，下方地面嚴禁任何人員進入，并安排專人在現場指揮，避免出現網架高空墜落的情況。第3，在網架跨中區域分別設置一些臨時支撐，用于降低網架的撓度，以免網架吊裝卸載前出現跨中變形問題，確保網架的整體質量。第4，當網架吊運至設計位置后，以水準儀為主要工具對網架進行4 分點撓度檢測，判斷網架撓度是否符合相關規定要求。若不符合要求，則應通過旋轉吊機角度進行調整。

3.3 高空散裝施工

3.3.1 散裝構件拼裝

整體吊裝結束后，完成高空散裝施工部分，散裝吊裝單元對接節點均采用雙扣安全帶。為了確定最佳的起吊方案，應在起吊前進行試吊實驗，以使構件受力點、索具等符合要求，提升后續吊裝的安全性。散裝構件達到預設位置后，先對接上弦水平桿件，使得整個網架水平尺寸更為精確，再對接腹桿，以確保整個網架結構符合規定要求[3]。

3.3.2 網架單元拼接

利用散裝構件的拼裝形成網架單元，以扒桿吊為主要工具將網架結構吊裝到指定位置。安裝時，由右側開始逐漸向左側推進，整個安裝過程均要進行檢測，以確保各構件的角度、位置符合設計方案要求，提升整個網架單元的拼接質量。在連接高強螺栓與螺栓球時，需要以扭轉扳手為主要工具，將兩者擰緊，不可存在松動現象，避免建筑工程后續使用時出現問題。網架安裝結束后，通過專用的儀器設備分別檢測網架的標高、撓度、變形量等，判斷各方面指標是否符合規定要求。若不符合要求，應提前予以適當調整，以保證網架安裝的合理性。判斷網架無任何問題后，應在其頂部適當位置安裝檁托，以提升支座螺栓的緊固性，避免支座受到后續施工活動的干擾而出現脫落等問題。完成上述所有操作且網架工程驗收合格后，施工單位可拆除臨時支撐，以免干擾后續其他施工活動。

4 施工控制措施

4.1 質量控制

為了確保整個網架安裝施工質量符合規定要求（表3），從以下4 個方面進行控制：

表3 網架安裝誤差要求表

1）網架通常由諸多構件拼接而成，每個構件拼接時均會存在一定誤差，導致網架出現較大的積累誤差，影響整個網架的施工質量。網架安裝施工時，為了控制積累誤差，應隨時檢測拼裝完的網架，并根據檢測結果進行調節，確保網架整體誤差處于規定范圍內。其中：對角線誤差應控制在±3 mm 范圍內；下弦節點偏移量應控制在±2 mm 范圍內；整體橫縱偏差應控制在±2 mm 范圍內[4]。

2）整體下弦拼接完成后測量其尺寸，必要情況下需要通過經緯儀進行校正，并以水平儀為主要工具測量各點位的高低差，進而作出相應調整，提升網架的精確度。

3）為了保證整個工程順利進行，在下弦拼接前，應根據圖紙內容分別賦予對應構件相應的編號，并按照編號依次運輸到現場，防止由于構件數量過多而影響網架的組裝效率。

4）開展技術交底工作，由設計人員詳細向施工人員講解設計方案內容。若施工人員遇到不懂的地方，設計人員應及時講解，以提升他們對設計方案的了解程度，保證后續施工活動更好地進行。

4.2 安全控制

網架安裝施工屬于高空作業，若出現安全事故，不僅影響工程順利進行，而且還會威脅現場施工人員的生命安全。

因此，本工程施工時還應做好安全控制工作。第1，網架吊運前，必須觀察并計算吊點、索具等的受力情況，防止后續因受力過大而導致網架結構掉落。第2，整個施工過程中，必須在現場安排專人巡視施工現場，判斷是否有無關人員進入。若發現，應及時將其清出現場，以免出現突發事件。必要情況下，將網架安裝施工現場圍擋起來，并在外部掛設危險警示牌，以阻止其他無關人員進入。同時，觀察索具或吊點處是否出現異響。若有異響則應在第一時間上報給現場指揮長，由指揮長與其他相關人員協商，及時解決存在的隱患，避免發生更嚴重的問題[5]。第3，組建專業的現場安全管理小組，由該小組全面監測施工現場，及時發現現場的違規操作問題，向相關人員指正并做出相應的處罰，以提升整個現場作業的安全性。第4，注重施工現場的風速檢測，并根據風速水平調節施工方案。如果發現現場風速超過15 m/s，應暫停施工，避免網架高空飄蕩增加索具和吊點的受力，防止因大風導致網架掉落。

5 結語

現代建筑工程建設過程中，應根據工程要求，結合施工現場、施工單位技術水平等因素，設計出最佳的大跨度空間網架結構安裝施工方案，以此為網架安裝施工提供指導，確保網架安裝施工活動順利進行，提升整個屋頂的施工質量。