罗健
广西建工集团第二安装建设有限公司 广西 南宁 530000
摘要：对于大型建筑的屋面建设，一般采用大跨度不规则拱形钢网架，但是这种网架结构具有相对复杂、拼装节点较多等难点，针对高空安装的难题，多采取高空分段拼接滑移钢网架施工技术保证复杂作业空间下的安全性、施工质量，最大限度地降低施工难度，确保大型建筑屋顶建设得到充分的经济效益，推动建筑行业的可持续发展。
关键词：大跨度；不规则；拱形；钢网架工程；施工技术
随着我国经济的快速发展，大跨度不规则钢网架普遍应用于工程建设中，一般具有整体性好、刚度大、利用率高和抗震性能优等特点，多用于铁路站房、机场、会议中心、体育场馆等大型公共建筑中。但是其结构复杂性高、拼装节点多、空间作业大、跨度大等特点，给建筑工程的施工难度和安全带来极大的挑战。因此，项目部门应该结合工程结构的特点，对结构的设计状态、结构性能进行研究，选择正确的结构成形和施工方法，保障施工安全和工程质量，并为大型工程钢结构施工提供指导意见。
1.大跨度不规则拱形钢网架施工技术特点
1.1操作简单、高效
在大型公共建筑的建设过程中，一般钢网架采用分段高空散装施工，指在工作平台上在网架的一边向外扩拼装，对方管采用分段斜交式焊接，每焊接完成一段后，一般采用计算机控制同步液压爬行器滑移推进，取代传统的卷扬机钢丝绳牵引滑移法，极大程度提高了网架滑移点的同步性和网架滑移就位的准确性，控制好滑移的质量，避免网架产生变形，保障网架滑移结构的稳定性，采用起吊工具提升单元网格进行拼装，直到最后安装到支座[1]。
1.2施工的高效性
由于建筑工程的作业面积过于窄小，一般采取分段整体焊接成型再分段滑移的方法，即对钢网架先分段再连接，极大程度节省了作业空间。将拱形网架分为几段，再利用专门的悬臂扒杆方式运送分段连接好的钢网架，大大提高了网架拼装的速度，节省了大量的人力、物力，提高了施工效率，缩短了施工周期。
1.3提高建筑施工的安全性
与吊装法、高空分段拼接滑移法相比，采用分段整体焊接成型再分段滑移的方法，在一定程度上避免了钢网架变形、吊装安全隐患、重物坠落等问题，极大程度降低了建筑施工过程中的危险程度。
1.4节省施工费用
在建设大型公共建筑的过程中，分段拼接滑移的方法具有较快的安装速度，相比其他的高空散装法、地面拼接整体吊装方法，不需要大量的起吊机等大型施工机械设备，极大程度减少了建安费用，比起其他安装方法明显缩短了施工工期。
2.拱形钢网架施工难点及解决措施
2.1施工难点
2.1.1建设工期比较紧张
在大型建筑的施工过程中，根据相应的合同工期要求可知，工程项目的施工工期一般为6个月或7个月左右，相比工程的实际建安量，工程项目的施工周期比较紧张[2]。
2.1.2施工范围广、作业点多
大型建筑占地面积一般在上万平方米左右，其中包含多个独立的建筑，彼此之间的距离相隔较远，施工范围较广，作业点多，给施工场地布置带来一定的难度，需要投资的资金、材料、人力一般较大。
2.1.3钢网架吊装难度大
大型建筑吊装的钢结构吨位较大、数量较多、管网结构跨度较大，在实际的施工过程中，通常需要采用大型的吊装设备进行安装，有关单位需要租借大量的大型施工吊装设备满足工程需求，确保施工进度不会延误。
2.1.4施工协调难度较大
一些施工地点堆满大量的石渣、矿块和焦炭等原料，会妨碍施工人员的施工操作，干扰整个施工进度，延误了整个施工周期。因此，需要安排业主方工程部、安全部、总工办等多个部门联络协调，解决施工步骤受到影响的问题。
2.2解决措施
2.2.1做好施工前的准备工作
为了确保建筑工程在一定的施工工期内完成，在实际的施工过程中，需要做好前期的准备工作，在施工安排上，根据质量、工期要求合理配置资源，科学管理并合理布置，为后期的工程施工开展奠定基础。
2.2.2多点施工，增加作业面
根据多点施工原则，尽可能增加作业面，合理布置施工作业面，按照实际的施工情况划分作业区域，按照科学、经济的原则合理布置大型的机械设备。
2.2.3加强统筹管理
为了解决协调难度大的问题，需要加强统筹管理力度，根据项目进度合理制定施工计划，积极联系各方，及时解决施工过程中的大部分问题，定期分析总结施工过程中存在的问题，及时采取纠偏措施。
3.施工技术原理
3.1施工工艺流程
施工工艺流程一般分为施工防线、安装滑道，并对网架进行拼装、加固，处理其网架质量，再进行网架的滑移、拆卸。
3.2操作要点
3.2.1施工放线
大跨度拱形钢网架工程的施工过程中，对于埋件进行复测，做好轴线位置、支撑面标高、水平倾斜度等图示记录，保证其偏差符合施工设计要求，根据网架结构设计图进行合理安排，确保其清晰地垂落在楼层上，作为网架地面拼装的参照组[3]。
3.2.2滑道安装
滑道安装需要根据立柱的尺寸选择合适的槽钢，在移动滑道上进行安装，固定在两侧立面网架上，滑道一侧采用4根90cm左右的圆管作为临时的支撑，间距必须与主体结构立面网架竖杆间距保持一致，避免网架滑移时出现结构失衡的现象。
3.3网架拼装
3.3.1网架拼装准备
在屋面作业平台拼接施工胎架一般由满堂脚手架组成，一般来说，大多数的起始安装网架可以选择两侧均能平行搭在移动滑道上，通过相应的仪器多次测量检验后，在作业平台上，根据放线尺寸对起始安装网架进行焊接拼装。由于起始网架具有较大的结构自重、高度、网架面积、较多的杆件，因此，通常需要根据相关施工规范合理设置和吊装起步网架，尽量避开最不利的位置，简化吊装操作，尽量避免对场地造成较大的影响，保证钢网架整体的稳定性，在吊装的过程中，需要尽可能避开临界荷载[4]。根据发货清单、安装图清点现场的部件，再根据网架安装的步骤依序进行上料，在作业平台上配好料，再拼装三脚架，最后进行钢网架拼装。
3.3.2网架拼装方案
根据图纸设计划分温度区间，在N个区间中设置伸缩缝，将网架设置为N个独立的施工区段M1、M2、M3......Mn，每个区段总长为一致，并采用分布单元的方式依次拼装好，确保单元体系的稳定性，再采用高空整体焊接成型再滑移的方式，对其余节点进行拼装。
在地面拼装起始网架单元时，起步单元宽度方向分为上弦4网格、下弦5网格，沿着网架的跨度方向为起始单元网架结构的长度方向。一般采用起重设备将网架单元放置支座上，从而形成一个可转动的球形支座，在硬化地面上放置钢网架的另一端，进行拼装的累积时，提起放置在地面的另一端，直接进行对位拼接，直到靠放置于支座的另一端。在拼装的过程中，一般采用起重机抬吊进行三角锥安装，控制好起步单元网架的跨向尺寸，采用钢丝绳以张紧控制的方式保证起步单元网架得以顺利到位[5]。
3.4临时加固
由于网架具有较大的跨度，很容易导致网架产生变形、失衡的现象，因此，需要采取临时加固的方式处理网架，一般采用钢丝绳对拉网架两侧，同时还采用圆管支撑着网架两侧的底部，避免网架发生变形。
3.5质量处理
在进行下一步的网架滑移之前，需要对焊接口进行打磨，再采取喷漆的方式处理，检验合格后做好记录，及时上报给相关的监理部门及其业主方，对网架进行检验确保合格后，再开展下一道工序。
3.6网架滑移
确保网架质量验收合格之后，即可进行网架滑移。滑移一般采用计算机对同步液压爬行器进行控制，使其向前牵引移动，在移动的过程中，常常观察网架的情况，监测其是否发生变形，确保误差在允许误差范围内，当第一组网架滑移前，需要事先进行试验确保滑移的安全性，避免网架产生变形的情况，当第一段网架滑移一段距离后，滑出拼接作业面后即可停止滑移，立即对第二段的网架进行拼装，验收合格后，在地面直接与第一段网架进行拼接，再整体滑移第一段、第二段网架，确保网架的滑移稳定性，余下的网架可以按照以上的工序进行。
与设计工况的加载形式有所不同，在施工阶段中的滑移工况，会极大程度影响网架的应力，因此，需要针对整体的网架结构进行仿真分析，通常会模拟施工阶段的拱形网架受到自重荷载的影响，其后一般模拟V形柱直接连接钢网架支座，临时滑靴侧向实际上并没有对网架的滑移施工起到水平横向的约束作用[6]。
4.施工过程控制要点
4.1网架支座的安装
整个安装过程中最重要的关键工序为网架支座的焊接，对这个工程的施工质量和安全产生影响。作业人员必须严格按照相关施工规范进行焊接，所有的支座水平要控制在3mm以内。在安装网架的过程中，需要检查好安装的有关参数，一旦发现数值超出允许的误差范围，需要及时采取纠偏措施。从不同的角度进行水平测量，当同一侧的支座出现较大偏差时应及时纠正，保证网架安装的水平，支座水平调整好之后，需要按照一套可行性的焊缝质量规定进行施工，一次性焊接固定到位。
4.2焊接工艺要点
对于网架而言，具有较多的腹杆，交汇部位具有密集的焊缝，交汇点过多，如果不及时采取措施，焊接收缩就会对网架尺寸产生较大的影响。一般采用氩弧焊气打底，电弧受到氩气流的压缩和冷却作用的影响，由于集中的电弧受到热影响区域较小，因此焊接变形也相对较小。之后，采用二氧化碳进行保焊后续焊层，其变形也相对较小。当焊接完毕后，立即检验弦杆，观察是否存在超差。如有必要，一般采用焊接线能量较小的方式，可以有效避免焊道对焊接收缩和变形产生较大的影响，先采用氩弧焊，后采用二氧化碳气体，其焊接线能量约占手弧焊的2/3，埋弧焊的一半；尽可能选用合理的坡口形式，尽量建立在熔透的基础上，采用小坡口的方式进行焊接，尽量减少焊缝金属的填充量，根据对称焊接的原则，按照合理的焊接顺序，确保构件始终保持轴对称，尽量使焊接收缩保持平衡。
5.效益分析
大型建筑的屋面一般采用大跨度不规则拱形网架，一般结构顶板标高较大，通常采用整体吊装方法尽量节约机械设备的成本。先进行分段焊接成型后进行滑移，可以提高施工速度，缩短施工周期，最大限度避免网架出现变形的情况。基于保证工程质量和施工安全、施工成本等方面，相比其他安装方法，这项技术具有更大的优势。
结束语：
综上所述，在城市建设过程中，大多数大型的公共建筑一般采用大跨度不规则拱形钢网架作为建筑屋面的结构，但这种钢网架的安装具有相当大的难度，为了解决实际施工中存在的问题，需要采取具有较大优越性的施工技术，如：高空分段拼接再分段滑移技术，分析这项技术的施工技术特点、施工难点及解决措施、施工技术原理、施工过程控制要点及效益分析，推动建筑行业的可持续发展。
参考文献：
[1]江毅钟.大跨度不规则拱形钢网架工程施工技术[J].中国高新科技,2018(08):69-72.
[2]所明义,赵保华. 大跨度拱形钢网架安装施工技术[C]. 中冶建筑研究总院有限公司.土木工程新材料、新技术及其工程应用交流会论文集（下册）.中冶建筑研究总院有限公司:工业建筑杂志社,2019:717-720.
[3]王勇.大跨度不规则拱形钢网架安装施工技术[J].施工技术,2016,45(S2):456-458.
[4]张明亮,曾庆国,王其良. 大跨度拱形钢网架施工技术[C]. 钢结构技术创新与绿色施工.:中国建筑金属结构协会,2020:232-237.
[5]张前进,王晓峰,徐加友.大跨度拱形钢网架料仓拼装技术[J].建筑技术开发,2020,47(16):99-100.
[6]张文学.大跨度拱形钢网架滑移施工全过程仿真分析关键技术[J].建筑施工,2020,42(08):1541-1543+1546.