宝钢工程建设有限公司
摘要：在大跨度网架钢结构施工体系中，空间布置主要是为了使建筑各构件具有相互连接的条件。连接后形成独特的空间结构，不易受外界因素的影响，且具有稳定性的优点。本文结合某工程实例，重点针对宁波上中下自动变速器有限公司年产30万七速网架地面拼装、焊接球网架拼装、网架分块吊装等方面施工进行了详细阐述，最后并提出了质量控制措施，可供类似工程施工参考。
关键词：工业厂房；螺栓球网架；地面拼装；分块吊装；质量控制
1工程概况
宁波上中下自动变速器有限公司年产30万七速二期联合厂房：主要由齿轮轴热前、热后区、热处理区、装配区以及壳体车间等组成，总建筑面积：38372.526㎡，其中车间面积：33629.26㎡，二层辅房建筑面积：2323.771㎡，屋顶设备平台面积：2419.495㎡。占地面积33095.96㎡。车间主体：热处理车间网架最低点标高9.3m，女儿墙顶标高15.2m：其他车间网架最低点标高8.1m，女儿墙顶标高14.2m。外贴建辅房：一层层高4.2m，二层层高3.9m。内贴建辅房：一层层高4.2m，二层层高3.6m。主体一层采用网架结构体系，辅房为二层采用钢框架结构及砼框架结构，钢框架抗震等级为四级，砼框架抗震等级为三级，生产类别为主厂房工业建筑丁类、戊类。
2螺栓球网架结构安装
本工程联合厂房为螺栓球网架结构，联合站房、供油站、油化库为轻钢门式钢架。网架采取下弦柱网支撑，柱间距24m×24m；上弦采用结构找坡，坡度为3%。钢柱截面形式为箱型柱，钢柱基础为杯口式基础。屋面采用单层彩钢板+岩棉+防水卷材屋面，有组织落水。主厂房个网架分为3个区域部分（A、B、C区），交接处设置伸缩缝。
2.1网架现场地面拼装
2.1.1网架现场地面拼装顺序
综合对网架安装现场实际情况进行考虑，为加快网架施工进度，把主厂房的网架分成三个施工区域，拼装方向分别从一边向另一边逐步进行。根据现场情况及施工特点，为了确保网架安装质量，同时考虑缩短工期，有利于安全，土建基础面交工验收合格后，我公司把安装人员分为多个作业组，根据工序不同再设几个作业小组，如杆件分检组，水平、垂直运输组、拼装组等。
2.1.2网架起步安装
施工作业队长对起步安装工作进行统一指挥，由施工队员在对支座进行找准的基础上，将相应的杆件和球安装到位，完成起步单元安装工作后，必须及时进行相应的检查，确认螺栓联接部位是否拧紧到位，网架位置要进行仔细地调整，确保网架支座偏移不超过施工误差范围。
2.1.3网架施工过程中，拼四角架的工作方法
四脚架拼接过程中，首先将此处的球和杆件进行预配好，由一名施工人员对球孔位置进行找准，然后分别将两根腹杆进行对接，利用扳手或者管钳拧套筒螺栓，然后由一名施工人员抱一根上弦杆（朝天杆），另一施工人员第一时间利用扳手或管钳将对准相应球孔的螺栓拧紧到位，为了确保杆件与球能够完全紧密相连，拧紧螺栓过程中需要腹杆人员对杆件进行晃动操作。完成此工作后，再利用相同的方法完成另一根上弦杆（翅膀）的安装工作。
2.1.4网架施工过程中，推四角架的工作方法
四角架拼接完成以后，在上、下弦节点处分别安排两名工作人员，然后分别将杆件与相应的球孔对准，迅速将杆件与球之间的螺栓拧紧，四名工作人员必须相互协调同时开展工作，最后安排两名工作人员对下弦杆和下弦球进行安装。
2.1.5网架安装原则
由于本工程中网架跨度比较大，因此，必须对网架起步单元以及后续安装过程中的位置进行严格控制，而且还要及时检查各个节点处的螺栓是否拧紧，防止出现松动问题。网架安装过程中，必须对出现的问题及处理措施进行认真记录，做好相关施工日志。该方法是网架安装常用的工法，适合各种网架的安装，在平台上组装时既安全又快捷，同时便于控制、调整网架的几何尺寸和挠度，但对场地及地面有一定要求，要求地面坚固平整。
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图1
2.2网架地面拼装
2.2.1网架节点水平中心位置定位
使用水准仪、经纬仪、钢卷尺以及墨线以各控制节点基准为准，分别弹出各球节点的中心线以及中心位置，网架拼装完成后投影点必须位于弹好的中心位置。网架的定位主要以全站仪为主，用经纬仪、卷尺、墨线和拉线等进行辅助定位，然后弹出各节点的水平中心线。对焊接球布置过程中必须利用全站仪进行复检工作。
2.2.2螺栓球网架拼装
⑴下弦杆与球的组装
按照图纸的编号，首先将下弦球的安装平面进行垫平，然后对下弦杆与球进行连接并一次性拧紧。
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图2
⑵腹杆与上弦球的组装
腹杆与上弦球必须组装成一个向下四角锥的形状，而且它们的连接必须一次性完成且要保证连接紧密，而腹杆与下弦球不能一次性拧紧连接，主要是为了方便后续的安装。
⑶上弦杆的组装
上弦杆的组装应按照由内向外的顺序进行，而且需要依次对上弦杆与球和腹杆与下弦球进行拧紧工作。
⑷因为对网架安装进行控制的主要措施之一就是对支座安装进行定位，因此必须利用全站仪开展准确定位工作。（5）必须安排检验员严格控制网架安装过程中的下弦球、轴线、螺栓、挠度以及几何尺寸，确保安装符合施工要求。（6）网架吊装之前需要完成大部分油漆的涂装工作，部分需要高空对接的杆件以及焊接部位应该在施工区域下方铺设安全网后进行高空涂装作业，确保施工过程的安全。
2.3焊接球网架拼装
焊接球网架拼装需要先对下弦球的托架进行定位，保证精度控制达到要求。按规格及编号将已经验收合格的焊接球放入安装节点，同时将球的受力方向及位置进行相应的调整，通常情况下，确保球的水平中心线的环形焊缝放在赤道方向上。
2.3.1放置杆件
按规定的规格对准备好的钢管杆件开展布置工作。对杆件进行放置前，必须对杆件的规格尺寸、坡口以及焊缝间隙进行检查，然后将检查完成后的杆件布置在两球之间，调整间隙并进行固定。平面网架应在控制好尺寸后扩展成封闭的四方网格，同时需要注意对累积误差进行控制，最好保证网格公差为负。
按照焊接工艺要求对平面网架进行焊接，引弧位置位于钢管下方中心线的左边20-30mm处，逐步向右完成仰焊、主焊、爬坡焊、平焊等焊接位置。为了防止出现咬肉问题，应采取斜锯齿形运条手法对球管完成焊接工作。焊接过程中，运条至圆管上方中心线后，继续向前焊20-30mm处收弧完成半圈的焊接工作。然后，从钢管下方中心线右侧20-30mm处沿反方向起弧向左焊接，与前面所述采用相同的工艺焊接到顶部中心线后继续向前焊接，焊接过程中必须确保焊缝搭接保持平稳及弧坑被填满，进而保证焊缝的质量。
2.3.2腹杆及上下弦球的安装
安装过程中需要先把上弦球与腹杆点焊在一起，然后对腹杆及下弦求的尺寸位置进行调整，等到调整工作完成后进行腹杆与下弦球的点焊工作，焊接时必须先将上弦球与腹杆进行全面焊接，而下弦球与腹杆暂时保持点焊的状态。对上弦杆进行组装时，如果发现很难将其放入，可以对腹杆与下弦球进行适当松动，等到上弦杆完成放入工作后，完成整个全面焊接工作。
2.3.3焊接球施工要点
在对焊接球与杆件进行焊接时，杆件除了剖口还需有衬管。衬管需紧贴球面，杆件与球面之间需留有3-5mm的缝隙，方便完成焊透工作；通常情况下，杆件与球至少需要焊两道以上，每次焊接工作开始前必须对底道焊缝进行清理并且确保磨平后验收合格。如果出现验收不合格情况，必须用碳弧气刨或角向磨光机磨出缺陷后重新开展焊接工作，对重复返工两次以上的零件进行报废处理并进行更换。焊接过程中确保焊接电流以及电压符合施工要求，而且用保温桶对现场焊条进行烘干后进行存放；对每榀上、下弦节点进行焊接前，必须用水准仪和钢卷尺对高度、水平度、几何尺寸以及挠度进行检测，确保每榀及整体全部合格；网架拼接焊装过程中还必须做好防风及防雨工作，从而确保焊接质量。
2.4网架分块吊装
2.4.1吊点及吊车的选择
⑴吊点的选择
吊装前应通过计算确定杆件的重心，并明确地标注在构件上。吊装杆件时要确保吊钩与构件的中心线在同一铅垂线上。如果采用4机抬吊时应保持4台吊机的同步与水平度，预防吊装过程中基础块倾斜过大造成吊钩及索具的损坏。必要时在两机大钩中间拉一跟钢丝绳，为防止吊装时互相拉动，应在起钩时将两机距离进行固定。
⑵吊车的选择
吊装采用的100T汽车吊。要求吊装吊臂工作幅度为20米，主臂起升高度27.2～31.9米，主臂与水平面夹角50º，吊机起重量24.5～24吨。
2.4.2网架吊装
考虑到该工程工期紧，根据现场土建施工进度及现场实际情况，对总装车间采取分块吊装的方法进行安装。即将每个网架分成24个吊装单元，每个网架单元在安装位置投影正下方就近位置进行地面拼装，拼装完成后用汽车吊抬吊的方法进行安装。应当注意的是网架安装应采用就地安装垂直起吊，减少网架在吊装过程中的水平位移。
第一区块为起步安装位置，起步安装是地面上拼装基础块，完成后再分两个作业队或多个作业队分别同时安装其他区块（按照分区顺序）。这样可大大提高安装施工进度。地面拼装基础块完成，经检验无误后，然后整体吊装基础块。下图为1区块网架安装平面图，本区块安装面积为32m×35m，计1120m²。重量约在60t左右，吊装采用100t汽车吊4台16点抬吊。
吊装时，由一个总指挥对整个施工现场进行调配，总指挥发出指令后，各岗位分指挥必须迅速对指令进行准确传递及执行，对自己的指挥区域负责。吊装工作开展前需检查网架高强螺栓及焊缝，确保符合施工要求，从而保证每个网架吊装单元的安装质量。基础块起吊时应先试吊、要求基础块起吊高度应小于300mm时应停止提升，尽快检查所有吊具、构件是否能满足继续起吊要求。如发现吊具损坏或钩挂、绑扎不牢固、基础块变形，应及时落下基础块，修正后方可吊装。安装过程中随时检查和控制安装的位置误差，以保证安装的积累误差在国家允许范围以内，减少重复施工提高工作效率。直至整个施工全部完成。
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图3
3螺栓球网架施工质量控制措施
3.1强制性检查
网球、构件、高强螺栓、套管、支承板等所有施工材料进入施工现场前应具有出厂合格证、机械性能、化学成分分析报告。杆件锥头密封板为Ⅱ级，探伤率为20%。各种规格的高强度螺栓应进行硬度试验，所有的球杆必须进行拉拔试验。网架结构屋面施工完成后，应对网架结构进行挠度检测。对于大、中跨网架结构进行测量下弦杆的中心点和下弦杆跨度的四分之一点。
3.2网架误差调整与杆件二次紧固
完成一套网架安装后，应根据纵横轴线调整误差，所有网架安装完毕后，网架构件应按要求进行验收，变形构件应及时更换。在屋面施工前，重新拧紧所有杆套螺丝，压杆不得有缝隙，以保证高强螺栓的拧紧。安装完毕后，用腻子将拉杆套与多余螺栓孔的间隙填满，并根据要是进行防腐处理。
3.3 消除网架结构的安装应力
当网架条块作为一个整体安装连接时，网架构件会表现出不同的受力状态。成套网架结构施工后，由于安装引起的应力集中，不可避免会出现网架变形，但应采取控制措施释放应力直至消除。控制措施：安装网架时，不要一次焊接所有支架和支撑面。网架第一次安装找正并消除误差后，在对接位置焊接除支架外的所有支架和支承面，使整个网架稳定。第二次网架安装完成后，应进行找正，消除误差后，将第次分条网架的支承面与支撑面进行焊接牢固。完成整个屋面施工后，整个网架的应力处于均布分包状态，网架也基本上完成了水平位移，因安装产生网架的应力也基本得到释放，即消除了网架安装应力。
4 结语
网架结构应用最广泛的空间结构之一，这种结构无需现场焊接，施工方便，质量有保障，应用广泛。目前，它在一些大型体育场馆受到青睐。采用这种网架结构，造价相对较低，可以取得较大的经济效益和社会效益。该厂房螺栓球网架主体结构施工完成后，网架的安装施工技术措施对保证工程的施工质量和进度具有重要作用，得到了业主与监理的一致好评，保证了建设项目的施工工期，而且还积累了相关的施工经验，为后续行业同类网架结构的施工提供借鉴。
参考文献：
[1] GB50205 -2011，钢结构工程质量验收规范[S].
[2] GB50755 -2012，钢结构施工规范[S].
[3] JGJ7-2010，空间网格结构技术规程[S].