钢网架结构拼装施工工艺标准.docx

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钢网架结构拼装施工工艺标准

2.4钢网架结构拼装施工工艺标准

2.4.1总则

2.4.1.1适用范围

网架结构是指工业与民用建筑屋盖及楼层的空间铰接杆件体系如双层平板网架结构、三层平板网架结构、双层曲面网架结构、组合网架结构，这里不包括悬挂网架、斜拉网架、预应力网架及杂交结构等。

2.4.1.2编制参考标准及规范

（1）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001

（2）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001

（3）《网架结构设计与施工规程》JGJ7－91

（4）《网架结构技术规程》DBJ08－52－96

2.4.1.3网架结构常用形式

由平面桁架系组成的两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架单向折线形网架。

由四角锥体组成的正放四角锥网架、正放抽空四角锥网架,棋盘形四角锥网架、斜放四角锥网架、星形四角锥网架。

由三角锥体组成的三角锥网架、抽空三角锥网架、蜂窝形三角锥网架。

从节点而言，常用的有焊接空心球节点（分加肋和不加肋，图2.4.1.4－1）、螺栓球节点

（图2.4.1.4－2）两种，还有焊接钢板节点图2.4.1.4－3等。

图2.4.1.4－1焊接空心球节点

图2.4.1.4－2螺栓球节点

图2.4.1.4－3杆件与焊接板节点的连接

2.4.2术语、符号

2.4.2.1术语

（1）小拼单元：

钢网架结构安装工程中，除散件之外的最小安装单元，一般分平面桁架和锥体两种类型。

（2）中拼单元：

钢网架结构安装工程中，由散件和小拼单元组成的安装单元，一般分条状和块状两种类型。

（3）高强度螺栓连接副：

高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称。

（4）预拼装：

为检验构件是否满足安装质量要求而进行的拼装。

（5）空间刚度单元：

由构件构成的基本的稳定空间体系。

2.4.2.2符号

（1）d——直径；

（2）f——挠度、弯曲矢高；（3）he——角焊缝计算厚度；（4）r——半径；

（5）K——系数。

2.4.3基本规定

2.4.3.1钢结构工程施工单位应具备相应的钢结构工程施工资质，施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度，施工现场应有经审批的施工组织设计、施工方案域作业指导书）等技术文件。

2.4.3.2钢结构工程施工质量的验收，必须采用经计量检定、校准合格的计量器具。

2.4.3.3钢结构工程应按下列规定进行施工质量控制：

（1）采用的原材料及成品应进行进场验收；凡涉及安全、功能的材料及成品应按本标准规定进行复验，并应经监理工程师（建设单位技术负责人）见证取样、送样；

（2）各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查；

（3）相关各专业工种之间，应进行交接检验，并经监理工程师（建设单位技术负责人）检查认可。

2.4.3.4分项工程检验批质量标准应符合下列规定：

（1）主控项目必须符合本规范的要求；

（2）一般项目其检验结果应有80％及以上的检查点（值）符合本规范的要求，且最大值不应超过其允许偏差值的1.2倍；

（3）质量检查记录、质量证明文件等资料应完整。

2.4.3.5网架结构节点相当复杂时，应做1：

1样板，无误后再正式投产。

2.4.3.6网架结构杆件根据节点焊接形式，应考虑其长度尺寸因焊接收缩值。

2.4.3.7网架结构拼装除执行本施工工艺标准外，还应符合国家及行业的有关现行标准要求。

2.4.4施工准备

2.4.4.1技术准备

（1）拼装前编制施工组织设计或拼装方案，保证网架焊接、拼装质量，必须认真执行。

（2）拼装过程所用计量器具如钢尺、经纬仪、水平仪等，必须经计量检验合格，并在有效期内使用。

土建、监理单位使用钢尺必须进行统一调整，方可使用。

（3）焊工必须有相应焊接形式的合格证。

（4）对焊接节点（空心球节点、钢板节点）的网架结构应选择合理的焊接工艺及顺序，以减少焊接应力与变形。

（5）对小拼、中拼、大拼在拼装前宜进行试拼，检查无误，再正式拼装。

2.4.4.2材料要求：

钢材材质必须符合设计要求，如无出厂合格证或有怀疑时，必须按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001的规定进行机械性能试验和化学分析经证明符合标准和设计要求后方可使用。

2.4.4.3主要机具参见表2.4.4.3表

2.4.4.3

2.4.4.4作业条件

（1）网架结构应在专门胎架上小拼，以保证小拼单元的精度和互换性。

（2）胎架在使用前必须进行检验，合格后再拼装。

（3）在整个拼装过程中，要随时对胎具位置和尺寸进行复核，如有变动经调整后方可重新拼装。

（4）网架的中拼装片或条块的拼装应在平整的刚性平台上进行。

拼装前，必须在空心球表面用套模划出杆件定位线，做好定位记录，在平台上按1∶1大样，搭设立体模来控制网架的外形尺寸和标高，拼装时应设调节支点来调节钢管与球的同心度。

见图2.4.4.4－1～图2.4.4.4－6。

图2.4.4.4－1

图2.4.4.4－2

（5）焊接球节点网架结构在拼装前应考虑焊接收缩，其收缩量可通过试验确定，试验时可参考下列数值：

钢管球节点加衬管时，每条焊缝的收缩量为1.5～3.5mm。

钢管球节点不加衬管时，每条焊缝的收缩量为2～3mm。

图2.4.4.4－3拼装和总拼的支点设置

图2.4.4.4－4无竖杆的支点设置

图2.4.4.4－5

常用结构钢材手工电弧焊焊条选配示例表2.4.5.1－1

①于一般、非重大结构；②由供需双方协议；③δ>60～100mm时的σs。

图2.4.4.4－6

焊接钢板节点，每个节点收缩量为2～3mm。

（6）对供应的杆件、球及部件在拼装前严格检查其质量及各部尺寸，不符合规范规定的数值，要进行技术处理后方可拼装。

2.4.5材料和质量要点

2.4.5.1材料的关键要求

（1）网架结构本身材质问题，在制作前必须按材质检验程序检验。

（2）网架在拼装过程中所用连接材料，如手工焊的焊条，高强度螺栓等应符合现行产品标准和设计要求。

常用结构钢材手工电弧焊焊条选配示例见表2.4.5.1－1，常用结构钢材CO2气体保护焊实芯焊丝选配示例见表2.4.5.1－2，高强度螺栓施工预拉力（kN）见表2.4.5.1－3。

常用结构钢材CO2气体保护焊①实芯焊丝选配示例表2.4.5.1－2

①含Ar－CO2混合气体保护焊。

②用于一般结构，其他用于重大结构。

③按供需协议。

④表中焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值。

表中钢材及焊材熔敷金属力学性能的单值均为最小值。

高强度螺栓施工预拉力（KN）表2.4.5.1－3

2.4.5.2技术关键要求

（1）网架结构在拼装过程中小拼、中拼都是给大拼（即总拼）打基础的。

精度要高，否则累积偏差会超过规范值。

尤其是对胎具，要经有关人员验收才允许正式拼装。

（2）根据网架结构的节点形式、网格形式、起重机性能、现场条件等，制定出切实可行的小拼、中拼或大拼方案、测量方案、焊接方案。

2.4.5.3质量关键要求

（1）杆件、焊接球节点、焊接钢板节点等必须考虑焊接收缩量，影响焊接收缩量的因素较多，如：

焊缝的长度和高度；气温的高低；焊接电流密度；焊接采用的方法，一个节点是经多次循环间隔焊成，还是集中一次焊成；焊工的操作技能等。

当秋、冬季，焊缝较宽、较厚时取大值，杆件下料前就应取得较准确的预留收缩量值。

（2）杆件，焊接球，螺栓球制作质量应符合质量标准，才能确保拼装尺寸。

（3）钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。

检查数量：

跨度24m及以下钢网架结构测量下弦中央一点；跨度24m以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。

检验方法：

用钢尺和水准仪实测。

小拼及中拼钢构件堆放应以不产生超出规范要求的变形为原则。

（4）对焊接球节点的球一管杆件焊接、螺栓球节点的锥头一管杆件焊接，按有关标准进行外观检查和无损检测。

对型钢节点的焊接，按焊接规范进行检查。

（5）为保证网架拼装质量，每个工序都必须进行测量监控。

2.4.5.4职业健康安全关键要求

网架小拼、中拼一般在现场地面进行。

为防止电焊弧光伤害人的眼睛，应采取防护措施。

大拼有时在地面，有时在高空进行。

要认真执行高空安全操作规程，安全知识考核、体检，进现场必须将安全带、安全帽、工具袋配备齐全。

2.4.5.5环境关键要求

网架拼装现场要做到工序完脚下清。

2.4.6施工工艺

2.4.6.1工艺流程

2.4.6.2操作工艺

（1）合理分割

即把网架根据实际情况合理地分割成各种单元体。

1）直接由单根杆件、单个节点、一球一杆、两球一杆，总拼成网架。

2）由小拼单元一球四杆（四角锥体）、一球三杆（三角锥体〕总拼成网架。

3）由小拼单元→中拼单元→总拼成网架。

（2）尽可能多地争取在工厂或预制场地焊接，尽量减少高空作业量。

（3）节点尽量不单独在高空就位，而是和杆件连接在一起拼装，在高空仅安装杆件。

（4）小拼单元

1）划分小拼单元时，应考虑网架结构的类型及施工方案等条件，小拼单元一般可分为平面桁架和锥体型两种，如图2.4.6.2－1

2）小拼单元应在专门的拼装架上焊接，以确保几何尺寸的准确性，小拼胎架有平台型和转动型两种。

3）斜放四角锥网架小拼单元的划分。

将其划分成平面桁架型小拼单元，如图2.4.6.2－2。

则该桁架缺少上弦，需要加设临时上弦，以免在翻身、吊运、安装过程中产生变形。

4）如采取锥体型小拼单元，见图2.4.6.2－3，则在工厂中的电焊工作量就约占75％，故斜放四角锥网架以划分成锥体型小拼单元较有利。

图2.4.6.2－1平台型胎具示意

图2.4.6.2－2斜放四角锥网架的桁架型小拼单元及中拼单元

（a）小拼单元（b）中拼单元

5）两向正交斜放网架小拼单元划分方案，考虑到总拼时标高控制方便，每行小拼单元的两端在同一标高上，如图

图2.4.6.2－3斜放四角锥网架的锥体型小拼单元

图2.4.6.2－4两向正交斜放网架小拼单元方案

（5）网架单元预拼装

采取先在地面预拼装后拆开，再行吊装的措施。

当场地不够，也可用“套拼”的方法，即两个或三个单元，在地面预拼装，吊去一个单元后，再拼接一个单元。

（6）总拼顺序

1）为保证网架在总拼过程中具有较少的焊接应力和便于调整尺寸，合理的总拼顺序应该是从中间向两边或从中间向四周发展，如图2.4.6.2－5（a）、（b）。

2）对总拼时严禁形成封闭圈，因为在封闭圈中焊接，如图2.4.6.2－5（C），会产生很大的焊接收缩应力。

图2.4.6.2－5网架总拼顺序

（a）从中间向两边拼装（b）从中间向四周拼接（c）封闭围焊拼接示意

3）网架焊接时，一般先焊下弦，使下弦收缩而略上拱，然后焊接腹杆及上弦，即下弦→腹杆→上弦。

如先焊上弦，则易造成不易消除的下挠度。

（7）焊接

在钢管球节点的网架结构中，钢管厚度大于4mm时，必须开坡口，在要求焊缝等强的构件中，焊接时钢管与球壁之间必须留有3～4mm的间隙，为此应加衬管，这样才容易保证焊缝的根部焊透。

如将坡口（不留根）钢管与球壁顶紧后焊接，则必须用单面焊接双面成型的焊接工艺。

在这种情况下为保证焊透，建议采用U形坡口，如图2.4.5.2－6进行焊接。

图2.4.6.2－6球一管横焊

（8）焊缝检验

1）为保证焊缝质量，对于要求等强的焊缝，其质量应符合现行《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001二级焊缝质量指标。

2）按二级焊缝外观检查。

3）超声波无损检验。

网架规程中，对大中跨度钢管网架的拉杆与球的对接焊缝，其抽样检验数不少于焊口总数的20％，具体检验质量标准可根据《钢网架焊接球节点焊缝超声波探伤及质量分级法》JG／T3034.1所规定的要求进行检验。

螺栓球节点网架、锥头与管连接焊缝，超声波无损检验，具体检验质量标准可根据《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JG／T3034.2所规定的要求进行检验。

（9）螺栓球节点网架的拼装

1）螺栓球节点网架拼装时，一般是先拼下弦，将下弦的标高和轴线调整后，全部拧紧螺栓，起定位作用。

2）开始连接腹杆，螺栓不宜拧紧，但必须使其与下弦连接端的螺栓吃上劲。

如吃不上劲，在周围螺栓都拧紧后，这个螺栓就可能偏歪（因锥头或封板的孔较大），那时将无法拧紧。

3）连接上弦时，开始不能拧紧。

当分条拼装时，安装好三行上弦球后，即可将前两行调整校正，这时可通过调整下弦球的垫块高低进行；然后，固定第一排锥体的两端支座，同时将第一排锥体的螺栓拧紧。

按以上各条循环进行。

4）在整个网架拼装完成后，必须进行一次全面检查，看螺栓是否拧紧。

5）正放四角锥网架试拼后，用高空散装法拼装时，也可在安装一排锥体后（一次拧紧螺栓），从上弦挂腹杆的办法安装其余锥体。

（10）起拱

由于网架的刚度较好，在一般情况下，网架在使用阶段的挠度均较小，因此，当跨度在40m以下的网架，一般可不起拱（拼装过程中，为防止网架下挠，根据经验留施工起拱）。

网架起拱按线形分有两类，一是折线型如图2.4.6.2－7（a），二是圆弧线形如图2.4.6.2－7（b）。

图2.4.6.2－7网架起拱方法

（a）折线形起拱；（b）圆弧线形起拱

2）网架起拱按找坡方向，分为单向起拱和双向起拱两种。

单向圆弧线起拱和双向圆弧线起拱，都要通过计算确定几何尺寸。

当为折线形起拱时，对于桁架体系的网架，无论是单向或双向找坡，起拱计算较简单。

但对四锥或三角锥体系的网架，当单向或双向起供时计算均较复杂。

（11）防腐处理

1）网架的防腐处理包括制作阶段对构件及节点的防腐处理和拼装后的防腐处理。

2）焊接球与钢管连接时，钢管及球均不与大气相通，对于新轧制的钢管的内壁可不除锈，直接刷防锈漆即可；对于旧钢管内外均应认真除锈，并刷防锈漆。

3）螺栓球与钢管的连接属于与大气相通的状态，特别是拉杆，杆件在受拉力后即变形，必然产生缝隙，南方地区较潮湿，水汽有可能进入高强度螺栓或钢管中，对高强度螺栓不利。

当网架承受大部分荷载后，对各个接头用油腻子将所有空余螺孔及接缝处填嵌密实，并补刷防锈漆。

以保证不留渗漏水汽的缝隙。

螺栓球节点网架安装时，必须做到确实拧紧了螺栓。

4）电焊后对已刷油漆局部破坏及焊缝漏刷油漆的情况，按规定补刷好油漆层。

2.4.7质量标准

2.4.7.1主控项目

（1）小拼单元的允许偏差应符合表2.4.7.1.1的规定。

小拼单元的允许偏差（mm）表2.4.7.1－1

注：

1.l1为杆件长度。

2.l为跨长。

检查数量：

按单元数量抽查5％，且不应大于五个。

检验方法：

用钢尺和拉线等辅助量具实测。

（2）中拼单元的允许偏差应符合表2.4.7.1－2的规定

中拼单元的允许偏差（mm）表2.4.7.1－2

检查数量：

全数检查。

检验方法：

用钢尺和辅助量具实测.

2.4.8成品保护

2.4.8.1成品保护范围

对小拼、中拼的成品件保护范围有：

（1）杆件、空心球、螺栓球及其附件（高强度螺栓、锥头、无无纹螺母、销钉）焊条、焊丝等不得受潮。

（2）成品件的底漆、面漆，以及高空总拼后的防火涂料不得磕碰。

（3）对已检测合格的焊缝及时刷上底漆保护。

（4）对小拼、中拼成品堆放时不得压弯。

2.4.8.2成品保护职责

接工序分工明确，责任到人。

2.4.9安全环保措施

2.4.9.1高空散装法

（1）拼装支架必须符合稳定性要求，以确保安全生产。

（2）采用扣件式钢管脚手架做拼装支架，其结构形式应根据其工作位置、荷载大小、荷载情况、支架高度、场地条件等通过计算而定。

（3）拼装支架，在铺脚手板的操作层上，应设防护栏杆

（4）使用活动操作平台，要经过鉴定，安装牢固，设有防止活动架在滑移中出轨的挡块或安全卡。

（5）网架支座落位“精心组织，精心施工”，操作人员责任到人；出现问题，由分指挥向总指挥报告，由总指挥统一处理问题。

2.4.9.2分条或分块安装法

（1）采用起重机安装时，要符合起重机安全操作规程。

（2）执行“高空散装法”安全措施。

2.4.9.3高空滑移法

（1）高空拼装平台根据现场条件、支承结构特征、滑移方向、滑移重量、通过计算而定，以确保安全。

（2）中间设滑移轨道时，引起杆件变号，应采取临时加固措施，以防失稳，出安全事故。

（3）滑轨之间连接处，要打磨光滑，以防滑移过程中啃轨，引起安全事故。

（4）滑移及牵引设备索具要全面检查、试车，试滑，方可正式滑行。

（5）网架支座落位，要责任到人，统一指挥。

2.4.9.4整体吊装法

（1）采用单机或多机抬吊时，要根据网架重量而定；当多机抬吊时，其额定起重能力乘以0.75系数。

（2）网架吊点位置、索具规格，起重机起吊高度、回转半径、起重量以及在吊装过程中网架结构杆件内力变化，都应详细计算而定。

（3）现场起重机行驶道路平整、坚实。

（4）起重机型号、起吊速度尽量统一；确保同步起升或下降。

（5）采用拔杆安装时，单根或多根拔杆（简称“拔杆集群”吊装法）要根据网架重量而定，当拨杆集群吊装时其额定起重能力乘以0.75系数。

（6）拨杆、起重滑轮组、索具、缆风绳，地锚、卷扬机、地基等均应验算，必要时可进行试验检查。

（7）如支承柱上设有凸出构造（如牛腿等），需采取措施以防止网架在起升过程中被凸出构造卡住。

（8）拨杆的拆除应确保网架结构的安全，按拆装方案进行施工。

（9）卷扬机规格（卷筒直径和转速）尽量做到一致，线速度差不能太大，以防不同步造成事故。

2.4.9.5整体提升法

（1）设备安全措施

l）在钢绞线承重系统增设多道锚具，如安全锚、天锚。

2）每台提升油缸上装有液压锁，以防油管破裂，重物下坠。

3）液压和电控系统采用连锁设计，以免提升系统由于误操作造成事故。

4）控制系统具有异常自动停机，断电保护等功能。

（2）现场安全措施

1）雨天或五级风以上停止提升。

2）钢绞线在安装时，地面应划分安全区，以避免重物坠落，造成人员伤亡。

3）在正式施工时，也应划定安全区，高空要有安全操作通道，并设有扶梯、栏杆。

4）在提升过程中，应指定专人观察地锚、安全锚、油缸、钢绞线等的工作情况；若有异常，直接报告控制中心。

5）施工过程中，要密切观察网架结构的变形情况。

6）提升过程中，未经许可不得擅自进入施工现场。

2.4.9.6整体顶升法

（1）确保钢柱的稳定。

钢柱间缀条随提升，随拆随安，下部缀条安装后，立即进行最终固定。

（2）为确保网架受力可靠，在屋盖试顶阶段，要对网架进行应力测试。

（3）确保液压元件的可靠性，千斤顶出厂前，必须按设计荷载的125％试压；高压油泵、泵站、接头及高压胶管等，使用前均通过设计荷载的125％加压试验。

（4）确保液压系统的安全、可靠。

（5）停止工作时，在十字梁端与钢柱肢导向板之间，用钢楔卡紧，以防十字梁移动。

（6）上、下小梁受力很大，也较复杂，为了增加它们承受偏心荷载的能力，采用螺栓拉结。

（7）五级以上大风，停止顶升工作。

（8）在施工组织与管理上，要采取一系列措施，系统、定岗定员、编制岗位责任制以及操作规划、编制操作程序。

进行人员培训、现场演习、划定操作区域等。

2.4.10质量记录

2.4.10.1网架结构的制作、拼装、安装的每个工序均应进行检查验收。

凡未经检查验收，不得进行下道工序的施工；安装完成后必须进行交工检查验收，每道工序的检查验收均应做出记录并应汇总存档。

网架结构工程的验收应在网架结构全部安装工作完成后进行。

2.4.10.2网架交工验收时，应检测网架的纵横向边长偏差、支承点的中心偏移和高度偏差及网架挠度值（包括网架自重挠度及屋面工程完成后的挠度）,它们的允许偏差必须符合《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78－91有关规定。

2.4.10.3工程验收时，网架制作安装单位尚应提供提交下列资料：

1）网架结构竣工图和设计文件。

2）设计变更文件和钢材代用证件。

3）安装施工组织设计或施工方案。

4）安装时所用钢材、连接材料和涂装材料等材料质量证明书和试（复）验报告。

5）工厂制作的网架零部件产品合格证书。

6）网架拼装各工序检测记录和质量评定资料。

7）焊缝质量检验资料。

8）高强度螺栓质量检验资料。

9）总拼就位后检验记录和质量评定资料。

10）网架安装后涂料检测记录和质量评定资料。

11）组合网架中混凝土结构部分尚须按《混凝土结构工程施工质量验收规范》地50204—2002有关规定提供相应验收资料。