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摘要:随着建筑对空间和跨度的要求不断加大，钢网架结构在建设工程中得到了广泛的应用。但其施工安装工艺较为复杂，因此，如何保证施工质量是关键。本文结合工程应用实例，介绍了钢网架结构的施工工艺，阐述了钢网架结构的质量控制措施，为类似工程提供了很好的借鉴。
关键词: 大跨度钢网架；高空拼装法；施工工艺；质量控制；挠度值
随着我国经济的发展加快，工业现代化也得到迅速发展，建筑物对空间和跨度也不断加大。钢网架凭借着重量轻，承载能力强，可满足大跨度的需要，空间结构各异等优势，在工业建筑领域得到较为广泛的应用。但由于钢网架施工安装工艺的不合理，施工质量控制不到位，而导致钢网架坍塌事故，造成严重的生命财产安全损失的案例也不少，因此，加强钢网架结构的施工工艺和其施工质量控制也成为了应用中的一项重要内容。
1 工程概况
某电厂储煤棚，长为184m、宽为136m、高为27.2m，总建筑面积约为24948m2，棚架用正放四角锥螺栓球节点型平板大跨度钢网架结构，储煤棚屋面和墙面板用钢檩条支撑。
1 网架安装支撑平台的搭设
本工程采用高空拼装法施工，高空拼装法由于小构件单元在高空拼装，无需使用大型的起重设备，但需要一个合适的支撑操作平台(即满堂脚手架)，需用大量的脚手管材料；高空拼装法高空作业工作量大，且操作平台空间有限，属于高危作业。但如果技术措施准备到位，操作合理，可以利用小吊车解决大吊装的问题。
1.1 支撑平台搭设的一般要求
拼装支架平台是在拼装网架时，用于支撑网架，控制标高和作为钢网架安装操作平台之用。支撑平台的数量和布置方式，取决于安装单元网架的尺寸和刚度，大跨度网架覆盖面积大，支架需要数量多，应该在保证拼装质量和方便操作的前提下，尽可能减少支架数量，以达到经济效益。支架的位置必须对准网架下弦的支撑节点，支撑平台间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的挠度。支架高度要方便操作，如用千斤顶和木支撑并用调整标高，则支架上表面距离网架下弦节点应为50～70cm。
1.2 网架安装支撑平台搭设方案
在本工程中，采用综合承重脚手架进行网架支撑平台的搭设，为了保证支撑平台滑移过程中的整体稳定性和便于操作控制，对滑移牵引力采用10t手动倒链牵引支撑平台，要求每次牵引必须同时受力，确保支架平稳滑移。具体方案为:
(1)地基处理
脚手架搭设处地基为经过水泥搅拌桩地基处理过的地面，因为本工程储煤场区域设计为水泥搅拌桩的地基处理，地面标高为煤场地坪标高。地表面要求铺设150～200mm的碎石，并压实，压实度应大于0．93，地基承载能力达200kPa。脚手架滑轨部分利用堆取料机轨道，部分另做临时轨道。搭设轨道上的脚手架立杆时，需要与焊接在滑槽槽钢上的钢筋头插接。在下滑槽槽钢底部下面，先竖向，后横向满铺设300mm(宽)×50mm(厚)通长木板，需铺设木板宽度为1．2m，这样可以加大地基承载力面积，以确保脚手架在使用和滑移过程中，不会因地面局部应力过大、下沉量超标，而影响架体滑移结构的安全。
(2)搭设操作平台
从地面开始，至顶部标高20．70m处，搭设安装网架平台。表面用300mm(宽)×50mm(厚)的木板满铺并用12号铁丝固定牢固。当在木板上施焊时，采用0．5mm厚镀锌铁皮垫在下面，以免焊接时引起火灾。同时，在20．70m作业层周边搭设1．2m高的临时安全防护栏杆(活动式，方便拆装)，四周设置300mm(高)×50mm(厚)的挡脚板，以预防网架施工时各类施工物品的坠落和施工人员的安全风险。
(3)立杆间距设置
±0．00～20．70m标高处，立杆纵距1．5m、横距1．2m、步距1．5m。连柱杆垂直间距1．2m，连柱杆水平方向按建筑结构框架柱平面尺寸布置连接，里立杆距框架柱0．3m。脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体稳定性。立杆在地面±0．00m滑轨部位，设置纵横方向扫地杆连接于立脚点杆上，扫地杆离钢滑轨顶面高不大于200mm。立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/100。
(4)横杆设置
横杆搭设高度的步距为1．5m，在18．90～20．70m标高处及底层脚手架步距为1．2m。脚手架横杆按立杆与大横杆交点处固定在立杆上，以形成空间结构整体受力。
(5)剪刀撑设置
脚手架外侧面的两端及中部设置3道纵向剪刀撑，并应由底至顶连续设置；横向设置3道垂直剪刀撑，这3道横向剪刀撑之间在标高15m处再用剪刀撑相连接。水平支撑分别设置在1．65、7．65、13．65、19．65m标高处。垂直支撑斜杆与地面的夹角控制在45°～60°，并应由底至顶连续设置。在水平部位设置剪刀撑，垂直距离每隔6．0m设置一处水平剪刀撑，剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用3个旋转扣件固定。在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不大于150mm。
(6)轨道处结构斜撑的设置
由于轨道与轨道之间的跨度较大，必须设置相应斜杆将力传递到轨道上。轨道斜撑的设置应通过计算来确定。间距按立杆的横向间距设置为1．2m，斜杆与地面的夹角大于或等于60°。
2 网架施工工艺
(1)大型网架为多支撑结构，支撑结构的轴线与标高是否准确，影响网架的内力和支撑反力。因此，支撑网架的框架柱的轴线和标高的偏差应尽可能小，在网架拼装前应予以复核。拼装网架时，为保证其标高和各榀屋架轴线的准确性，拼装前需预先放出标高控制和各榀屋架轴线和辅助控制线，用以检查和调整网架的标高。在支撑网架的框架柱顶上，用经纬仪测量各轴线柱顶中心线交点，以正镜、倒镜的方法将各榀网架的轴线延长标记出来，网架拼装时以此为准检查各榀屋架的轴线偏差。测量用的钢尺应与金属结构制造厂放样用的钢尺校对，统一标准，并修正温度和长度的影响。
(2)拼装顺序。在确定拼装顺序时，要避免误差积累和便利拼装，另外要考虑结构的受力特点和吊装机械的性能。考虑到本工程每榀网架间距为7．5m，单跨网架能够承受网架自身荷载，所以决定首先施工第1跨网架，等第1跨网架施工验收完毕、达到要求后，移动脚手架，逐步施工后续跨度网架。
(3)拼装工艺。首先在主下弦杆螺栓球节点部位依次做好木支撑，支撑上表面高度为螺栓球底面标高，并以中间支撑为起点，向两侧支点起拱。起拱高度符合规范要求，起拱过高将增大构件安装偏差。在施工過程中用千斤顶顶住网架下弦杆下方进行木支撑标高调整。应遵循由下到上、先主杆后腹杆顺序安装，待主要构架成型后则以小单元地面组装，平台拼装，随拼装随拧紧高强螺栓，与已拼好的网架连接。在人力、机具、材料、施工场地及气候条件都满足施工要求的情况下，本工程网架安装的最快速度为2天完成1个单跨度。
(4)在网架下部支撑木撤去之前，要对螺栓紧固进行外观检查，用扳手抽查紧固程度，待检查完毕全部合格之后拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。考虑到支撑拆除后网架中央沉降最多，故按中央、中间__和边缘3个区，分阶段按比例的下降支撑。下降支撑时要注意观察，要求严格同步下降，并且避免由于个别支点受力而使这些支点处的网架杆件变形过大甚至受到破坏。严禁突然撤去网架下部的支撑木，避免网架中部突然下沉，产生不可恢复的变形，从而增大网架跨中的挠度值以至超出规范要求。
(5)挠度检查。网架挠度是必查项目，可以选择用水准仪在平台上测量主下弦杆的轴线，测点均为节点球位置，观察网架挠度变化情况，控制在规范允许范围内；有时支架平台颤动严重影响测量精度，本工程把水准仪放到框架柱顶部以减小颤动引起的测量误差，如现场条件允许也可用地面全站仪测量，测量记录以施工记录形式归档。
3 网架质量控制措施
(1)杆件拼装前检查杆件尺寸偏差。螺栓球节点上的个别螺栓有损坏现象，或者在螺栓紧固过程中发生损坏螺栓现象时，以工厂制作周期长、工期紧张和节约成本为出发点，可以对个别节点用焊接方法代替螺栓连接方法，但是必须经过设计方同意，并形成正式变更文件，每个变更的节点须有施工记录，焊接质量达到设计变更和焊接规范要求。
(2)平台上支撑木位置承受集中荷载，所以下部脚手管应集中加固，支撑木下部平台上建议使用钢板分散荷载，避免由于平台架局部变形增大而导致网架安装偏差的问题发生。在保证支撑平台整体刚度稳定性的同时，对支撑平台的沉降量估算，应通过荷载试压，将各类荷载等都考虑在内，要求最大沉降量控制在5mm左右。如不能满足要求，可以采取地基加固措施。对地基情况不良，沉陷量较大不满足安装要求的地基，必须采取夯实或换填的方法直到满足安装要求，并在地面加铺木板或枕木以分散支柱传来的集中荷载。
(3)脚手架滑移前，进行轨道的固定，行走標高测量检查；手动倒链牵引，各个牵引点要同步，由专人指挥，避免出现脚手架滑向偏移、整体倾斜等现象。
(4)网架第1跨度挠度值非常重要，与以后相连接的其余跨度网架挠度值有联系；每跨网架挠度值控制在规范之内，如果出现挠度值偏差情况，需重新撑起网架，撑木撑起顺序同拆卸顺序相反，千斤顶配合，检查并逐一紧固螺栓，直到合格为止。
(5)网架安装过程中如出现轴线整体方向偏移状况，应立即停止施工，研究合理方案矫正，避免偏差进一步扩大。
4 结语
本钢网架工程，外观新颖美观，给人们提供了较为广阔的空间，且施工成本低、施工周期短，质量也得到了很好的保证，因此，得到了较高的评价。在本工程施工中，我们初步掌握了钢网架高空拼装法的施工工艺，积累了钢网架的施工经验，并且在施工质量控制方面也得到了新思路，为今后钢网架工程施工奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 易兴中 周继业，大跨度干煤棚曲面钢网架安装用移动脚手架施工工艺[J].建筑技术开发,2006.09
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 大跨度钢网架；高空拼装法；施工工艺；质量控制；挠度值
随着我国经济的发展加快，工业现代化也得到迅速发展，建筑物对空间和跨度也不断加大。钢网架凭借着重量轻，承载能力强，可满足大跨度的需要，空间结构各异等优势，在工业建筑领域得到较为广泛的应用。但由于钢网架施工安装工艺的不合理，施工质量控制不到位，而导致钢网架坍塌事故，造成严重的生命财产安全损失的案例也不少，因此，加强钢网架结构的施工工艺和其施工质量控制也成为了应用中的一项重要内容。
1 工程概况
某电厂储煤棚，长为184m、宽为136m、高为27.2m，总建筑面积约为24948m2，棚架用正放四角锥螺栓球节点型平板大跨度钢网架结构，储煤棚屋面和墙面板用钢檩条支撑。
1 网架安装支撑平台的搭设
本工程采用高空拼装法施工，高空拼装法由于小构件单元在高空拼装，无需使用大型的起重设备，但需要一个合适的支撑操作平台(即满堂脚手架)，需用大量的脚手管材料；高空拼装法高空作业工作量大，且操作平台空间有限，属于高危作业。但如果技术措施准备到位，操作合理，可以利用小吊车解决大吊装的问题。
1.1 支撑平台搭设的一般要求
拼装支架平台是在拼装网架时，用于支撑网架，控制标高和作为钢网架安装操作平台之用。支撑平台的数量和布置方式，取决于安装单元网架的尺寸和刚度，大跨度网架覆盖面积大，支架需要数量多，应该在保证拼装质量和方便操作的前提下，尽可能减少支架数量，以达到经济效益。支架的位置必须对准网架下弦的支撑节点，支撑平台间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的挠度。支架高度要方便操作，如用千斤顶和木支撑并用调整标高，则支架上表面距离网架下弦节点应为50～70cm。
1.2 网架安装支撑平台搭设方案
在本工程中，采用综合承重脚手架进行网架支撑平台的搭设，为了保证支撑平台滑移过程中的整体稳定性和便于操作控制，对滑移牵引力采用10t手动倒链牵引支撑平台，要求每次牵引必须同时受力，确保支架平稳滑移。具体方案为:
(1)地基处理
脚手架搭设处地基为经过水泥搅拌桩地基处理过的地面，因为本工程储煤场区域设计为水泥搅拌桩的地基处理，地面标高为煤场地坪标高。地表面要求铺设150～200mm的碎石，并压实，压实度应大于0．93，地基承载能力达200kPa。脚手架滑轨部分利用堆取料机轨道，部分另做临时轨道。搭设轨道上的脚手架立杆时，需要与焊接在滑槽槽钢上的钢筋头插接。在下滑槽槽钢底部下面，先竖向，后横向满铺设300mm(宽)×50mm(厚)通长木板，需铺设木板宽度为1．2m，这样可以加大地基承载力面积，以确保脚手架在使用和滑移过程中，不会因地面局部应力过大、下沉量超标，而影响架体滑移结构的安全。
(2)搭设操作平台
从地面开始，至顶部标高20．70m处，搭设安装网架平台。表面用300mm(宽)×50mm(厚)的木板满铺并用12号铁丝固定牢固。当在木板上施焊时，采用0．5mm厚镀锌铁皮垫在下面，以免焊接时引起火灾。同时，在20．70m作业层周边搭设1．2m高的临时安全防护栏杆(活动式，方便拆装)，四周设置300mm(高)×50mm(厚)的挡脚板，以预防网架施工时各类施工物品的坠落和施工人员的安全风险。
(3)立杆间距设置
±0．00～20．70m标高处，立杆纵距1．5m、横距1．2m、步距1．5m。连柱杆垂直间距1．2m，连柱杆水平方向按建筑结构框架柱平面尺寸布置连接，里立杆距框架柱0．3m。脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置，使钢管立杆的对接接头交错布置，高度方向相互错开500mm以上，且要求相邻接头不应在同步同跨内，以保证脚手架的整体稳定性。立杆在地面±0．00m滑轨部位，设置纵横方向扫地杆连接于立脚点杆上，扫地杆离钢滑轨顶面高不大于200mm。立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/100。
(4)横杆设置
横杆搭设高度的步距为1．5m，在18．90～20．70m标高处及底层脚手架步距为1．2m。脚手架横杆按立杆与大横杆交点处固定在立杆上，以形成空间结构整体受力。
(5)剪刀撑设置
脚手架外侧面的两端及中部设置3道纵向剪刀撑，并应由底至顶连续设置；横向设置3道垂直剪刀撑，这3道横向剪刀撑之间在标高15m处再用剪刀撑相连接。水平支撑分别设置在1．65、7．65、13．65、19．65m标高处。垂直支撑斜杆与地面的夹角控制在45°～60°，并应由底至顶连续设置。在水平部位设置剪刀撑，垂直距离每隔6．0m设置一处水平剪刀撑，剪刀撑斜杆的接长采用搭接，搭接长度不小于1m，应采用3个旋转扣件固定。在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上，旋转扣件中心线离主节点的距离不大于150mm。
(6)轨道处结构斜撑的设置
由于轨道与轨道之间的跨度较大，必须设置相应斜杆将力传递到轨道上。轨道斜撑的设置应通过计算来确定。间距按立杆的横向间距设置为1．2m，斜杆与地面的夹角大于或等于60°。
2 网架施工工艺
(1)大型网架为多支撑结构，支撑结构的轴线与标高是否准确，影响网架的内力和支撑反力。因此，支撑网架的框架柱的轴线和标高的偏差应尽可能小，在网架拼装前应予以复核。拼装网架时，为保证其标高和各榀屋架轴线的准确性，拼装前需预先放出标高控制和各榀屋架轴线和辅助控制线，用以检查和调整网架的标高。在支撑网架的框架柱顶上，用经纬仪测量各轴线柱顶中心线交点，以正镜、倒镜的方法将各榀网架的轴线延长标记出来，网架拼装时以此为准检查各榀屋架的轴线偏差。测量用的钢尺应与金属结构制造厂放样用的钢尺校对，统一标准，并修正温度和长度的影响。
(2)拼装顺序。在确定拼装顺序时，要避免误差积累和便利拼装，另外要考虑结构的受力特点和吊装机械的性能。考虑到本工程每榀网架间距为7．5m，单跨网架能够承受网架自身荷载，所以决定首先施工第1跨网架，等第1跨网架施工验收完毕、达到要求后，移动脚手架，逐步施工后续跨度网架。
(3)拼装工艺。首先在主下弦杆螺栓球节点部位依次做好木支撑，支撑上表面高度为螺栓球底面标高，并以中间支撑为起点，向两侧支点起拱。起拱高度符合规范要求，起拱过高将增大构件安装偏差。在施工過程中用千斤顶顶住网架下弦杆下方进行木支撑标高调整。应遵循由下到上、先主杆后腹杆顺序安装，待主要构架成型后则以小单元地面组装，平台拼装，随拼装随拧紧高强螺栓，与已拼好的网架连接。在人力、机具、材料、施工场地及气候条件都满足施工要求的情况下，本工程网架安装的最快速度为2天完成1个单跨度。
(4)在网架下部支撑木撤去之前，要对螺栓紧固进行外观检查，用扳手抽查紧固程度，待检查完毕全部合格之后拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。考虑到支撑拆除后网架中央沉降最多，故按中央、中间__和边缘3个区，分阶段按比例的下降支撑。下降支撑时要注意观察，要求严格同步下降，并且避免由于个别支点受力而使这些支点处的网架杆件变形过大甚至受到破坏。严禁突然撤去网架下部的支撑木，避免网架中部突然下沉，产生不可恢复的变形，从而增大网架跨中的挠度值以至超出规范要求。
(5)挠度检查。网架挠度是必查项目，可以选择用水准仪在平台上测量主下弦杆的轴线，测点均为节点球位置，观察网架挠度变化情况，控制在规范允许范围内；有时支架平台颤动严重影响测量精度，本工程把水准仪放到框架柱顶部以减小颤动引起的测量误差，如现场条件允许也可用地面全站仪测量，测量记录以施工记录形式归档。
3 网架质量控制措施
(1)杆件拼装前检查杆件尺寸偏差。螺栓球节点上的个别螺栓有损坏现象，或者在螺栓紧固过程中发生损坏螺栓现象时，以工厂制作周期长、工期紧张和节约成本为出发点，可以对个别节点用焊接方法代替螺栓连接方法，但是必须经过设计方同意，并形成正式变更文件，每个变更的节点须有施工记录，焊接质量达到设计变更和焊接规范要求。
(2)平台上支撑木位置承受集中荷载，所以下部脚手管应集中加固，支撑木下部平台上建议使用钢板分散荷载，避免由于平台架局部变形增大而导致网架安装偏差的问题发生。在保证支撑平台整体刚度稳定性的同时，对支撑平台的沉降量估算，应通过荷载试压，将各类荷载等都考虑在内，要求最大沉降量控制在5mm左右。如不能满足要求，可以采取地基加固措施。对地基情况不良，沉陷量较大不满足安装要求的地基，必须采取夯实或换填的方法直到满足安装要求，并在地面加铺木板或枕木以分散支柱传来的集中荷载。
(3)脚手架滑移前，进行轨道的固定，行走標高测量检查；手动倒链牵引，各个牵引点要同步，由专人指挥，避免出现脚手架滑向偏移、整体倾斜等现象。
(4)网架第1跨度挠度值非常重要，与以后相连接的其余跨度网架挠度值有联系；每跨网架挠度值控制在规范之内，如果出现挠度值偏差情况，需重新撑起网架，撑木撑起顺序同拆卸顺序相反，千斤顶配合，检查并逐一紧固螺栓，直到合格为止。
(5)网架安装过程中如出现轴线整体方向偏移状况，应立即停止施工，研究合理方案矫正，避免偏差进一步扩大。
4 结语
本钢网架工程，外观新颖美观，给人们提供了较为广阔的空间，且施工成本低、施工周期短，质量也得到了很好的保证，因此，得到了较高的评价。在本工程施工中，我们初步掌握了钢网架高空拼装法的施工工艺，积累了钢网架的施工经验，并且在施工质量控制方面也得到了新思路，为今后钢网架工程施工奠定了坚实的基础。
参考文献
[1] 易兴中 周继业，大跨度干煤棚曲面钢网架安装用移动脚手架施工工艺[J].建筑技术开发,2006.09
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。