螺栓球节点钢网架高空散装法安装工法.docx
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螺栓球节点钢网架高空散装法安装工法
螺栓球节点钢网架高空散装法安装工法
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2011-01-2321:
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1.前言
目前，我国在体育场、体育馆、加油站等很多跨度较大大公共建筑中采用螺栓球钢网架，此工艺现已非常成熟，所以得到广泛的应用。
而且由于其重量轻，造价也相应低廉。
并且由于基本上没有焊接节点，安装速度相当快，能在很短的时间内完成工程施工。
2.特点
网架结构是空间三维结构，由许多杆件按一定规律组成，每根端部带有螺栓，拧入球内形成螺栓球节点网架，或将杆件焊在球上形成焊接节点网架。
此结构形式稳定性好，整体重量轻，抗震效果非常好，而且采用螺栓球钢网架的建筑具有造型简洁、美观、施工周期短等特点。
3.适用范围
适用于空心球节点、螺栓球节点及螺栓连接的网架，起重运输较困难的地区，也适用小拼单元用起重机吊至设计位置的拼装方法。
4.工艺原理
对于屋面整体而言，特别是体育馆等大型公用设施，由于面积大，相应重量也大，不利于地面拼装，而采用高空散装，对于起重措施等方面的要求降低，有利于减少安装成本。
其安装顺序应根据网架的结构形式、支撑类型、结构受力特点、杆件小拼单元，临时稳定的边界条件、施工机械性能以及现场条件决定。
5.施工工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2操作工艺
5.2.1一般要求。
5.2.1.1确定合理的高空拼装顺序。
安装顺序应根据网架形式、支承类型、结构受力特征、杆件小拼单元，临时稳定的边界条件、施工机械设备的性能和施工场地情况等诸多因素综合确定。
选定的高空拼装顺序应能保证拼装的精度、减少积累误差。
（1）平面呈矩形的周边支承两向正交斜放网架。
①总的安装顺序由建筑物的一端向另一端呈三角形推进。
②因考虑网片安装中，问防止累计的误差，应由屋脊网线分别向两边安装。
（2）平面呈矩形的三边支承两向正交斜放网架。
总的安装顺序应由建筑物的一端向另一端呈平行四边形推进，在横向应由三边框架内侧逐渐向大门方向（外侧）逐条安装。
（3）平面呈方形由两向正交正放桁架和两向正交斜放拱、索桁架组成的周边支承网架。
总的安装顺序应先安装拱桁架，再安装索桁架在拱索桁架已固定、且已形成能够承受自重的结构体系后，再对称安装周边四角、三角形网架：
①格控制轴基准轴线位置、标高及垂直偏差，并及时纠正。
A网格安装应对建筑物的定位轴线，即基准轴线、支座轴线和支承的标高、预埋螺栓（锚栓）位置进行检查，作出检查记录，办理交接验收手续。
允许误差值如附表
（2）所示。
附表
（2）支承面、预埋螺栓（锚栓）的允许误差
项目
允许偏差（㎜）
支承面
标高
0～-30
水平度
L/1000（L-短边长度）
预埋长度
螺栓中心偏移
5.0
螺栓露出长度
30.0～0
螺纹长度
30.0～0
预留孔中心偏移
10.0
检查数量
按柱基数抽查10﹪，且不少于3个
B网架安装过程中，应对网架支座轴线、支承面标高（或网架下弦标高、网架屋脊线、檐口线位置和标高）进行跟踪控制。
发现误差积累应及时纠正。
C采用网片和小拼单元进行拼装时，要严格控制网片和小拼单元的定位和垂直度。
D各杆件与节点连接时中心线应汇于一点，螺栓球、焊接秋应汇于球心。
E网架结构总拼完成后纵横向长度偏差、支座中心偏移、相邻支座偏移、相邻支座高差、最低最高支座差等指标均符合网架规程要求。
②拼装支架的位置。
网架高空散装法的拼装支架进行设计，对于重要的或大型的工程，还应进行实压，以检验其使用的可靠性。
拼装支架必须符合以下要求：
A具有足够的强度和钢度，拼装支架应通过验算除满足强度要求外，还应满足单肢及整体稳定要求。
B由于拼装支架容易产生水平位移和沉降，在网架拼装过程中应经常观察支架变形情况并及时调整。
应避免由于拼装之的变形而影响网架的拼装精度。
③支顶点的拆除。
A拼装支承点（临时支座）拆除必须遵循“变形协调，卸载均衡”的原则，否则临时支座超载失稳，或者网架结构局部甚至整体受损。
B临时支座拆除顺序和方法：
由中间向四周，中心对称进行，而防止个别支
承点集中受力，宜根据各支承点的机构自重挠度值，采用分区分阶段按比例下降或应每步不大于15mm等步下降法拆除临时支承点。
C拆除临时支承点应注意事项。
检查千斤顶行程是否满足支承点下降高度，关键支承点要增设备用千斤顶。
降落过程中，同意指挥责任到人，遇到问题由总指挥处理解决。
5.2.2螺栓球节点网架总拼
1）螺栓球节点的安装精度，取决于工厂制作的精度，如果尺寸有误，现场无法解决，只能运回工厂处理。
2）高空拼装时，一般从一端开始，以一个网格为一排，逐排步进。
拼装顺序为：
下弦节点→下弦杆→复杆及上弦杆→上弦杆→全部拧紧螺栓。
校正前的各个工序螺栓均不拧紧。
如经试拼确有把握时，也可以一次拧紧。
5.3作业条件
5.3.1根据正式施工图纸及有关技术文件编制施工组织设计并审批。
5.3.2对使用的各种测量仪器及钢尺进行计算检验复验。
5.3.3根据土建提供的纵横轴线和水准点，进行验线有关技术问题处理完毕。
5.3.4按施工平面布置图划分：
材料堆放区、杆件制作区、拼装区、堆放区，构件按吊装顺序进场。
5.3.5场地要求平整夯实，并设排水沟。
5.3.6在制作区、拼装区、安装区设置足够的电源。
5.3.7脚手架和操作平台根据何在情况进行设计计算，并画出详图。
按图搭好满堂脚手架和操作平台，并检查承重点的牢固情况。
5.3.8将高空拼装支点的纵横轴线及标高处理好。
5.3.9检查成品件、零部件、几何尺寸、编号、数量（包括加工的附属零件）
5.3.10悬挑法拼装网架时，需要预先好小单元，再用起重机将小拼单元吊至设计标高久违拼装。
悬挑法拼装网架可以少搭支架，节省材料。
但悬挑部分的网架必须具有足够的刚度，而且几何尺寸不变。
5.3.11做好有关测试及安全、消防准备工作。
5.3.12对参与网架安装人员的测量工、起重司机、信号工等要持证上岗。
6材料设备
6.1网架安装前，根据《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001）对管、球加工的质量进行成品件验收，对超出允许偏差的零部件进行处理。
6.2网架结构连接采用的高强度螺栓，应检查出厂合格证，扭矩系数或紧固轴力（预拉力）的检验报告是否齐全，并按规定作紧固轴力或扭矩系数复验。
根据设计图纸要求分规格、数量配套供应到现场。
6.3主要施工材料是扣件式钢管脚手架作拼装支架的材料选择。
6.3.1扣件的铸件材料应采用GB94400中所规定的力学性能不低于KTH330—08牌号的可锻铸或GB11352中ZG230—450铸钢件制作。
扣件和底座应符合《钢管脚手架扣件》（GB15813—1995）标准。
6.3.2钢管应采用GB669中的08F、08、10F、10、15F、15、20钢和GB700中Q195、Q215、Q235等级A、B的钢（沸腾钢、镇静钢）制造。
常用钢管规格Φ45×3.5。
6.4主要机具
为了保证施工的进度、质量，必须配备相应的机具，主要机具如附表
（1）所示。
主要机具
附表
（1）
序号
名称
规格型号
用途
1
起重机
根据构件重而定
杆件或拼装单元安装
2
千斤顶
5，10，20，30t
调节拼装支点高度
3
螺旋式调节器
5～10t
调节拼装支点高度
4
全站仪
轴线测量
5
经纬仪
轴线测量
6
水平仪
标高测量
7
钢尺
30～50m
测量
8
拉力计
10kg
测量
9
液晶测厚仪
空心球壁厚测量
7、质量控制
7.1主控项目
7.1.1小拼单元的允许偏差应符合附表（3）的规定。
附表（3）
小拼单元的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
节点中心偏移
2.0
焊接球节点与钢管中心和偏移
1.0
杆件轴线的弯曲矢高
L1/1000且不应大于5.0
锥体型小拼单元
平面桁架型
小拼单元
弦杆长度
±2.0
锥体高度
±2.0
上弦杆对角线高度
±3.0
跨长
≤24m
+3,-7
＞24m
+5,-10
跨中高度
±3.0
跨中拱度
设计要求起拱
±L/5000
设计未要求起拱
+10.0
注：
1L1为杆件长度；2L为跨长。
7.1.2中拼单元的允许偏差应符合附表（4）的规定。
7.1.3对建筑结构安全等级为一级，跨度40m以上的公共建筑螺栓球节点钢网架结构，且设计有要求时，应进行节点承载力试验，按设计指定规格的球最大螺栓孔螺纹进行抗拉强度保证载荷试验，当达到螺栓的设计载荷时，螺孔、螺纹及封板仍完好无损为合格。
7.1.4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，其所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15倍。
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。
7.2一般项目
7.2.1钢网架结构安装完成后，其节点及杆件表面应干净，不应有明显的疤痕、泥沙和污垢。
螺栓球节点应将所有接缝用油腻子填嵌严密，并应将多余螺孔封口。
7.2.2钢网架结构安装完成后，其安装的允许偏差应符合附表（5）的规定。
表附表（4）
中拼单元的允许偏差（mm）
项目
允许偏差
单元长度≤20m
拼接长度
单跨
±10.0
多跨连接
±5.0
单元长度＞20m
拼接长度
单跨
±20.0
多跨连接
±10.0
7.3成品保护
7.3.1对高强度螺栓等，应放在库房的货架上，以防止变潮。
7.3.2不得对已安装完毕的网架结构上任意堆放物品，以防止集中菏载压坏结构赶件。
7.3.3对成品的面漆和防火涂料不得磕碰。
7.4应注意的问题
7.4.1技术质量
（1）根据网架的节点形式、起重机性能、现场条件，多方论证优化方案制定出切实可行的高空散装法的具体方案。
（2）对满堂脚手架或拼装支点支架应有足够的强度、刚度和稳定的沉降量。
否则由于拼装支架的变形而影响网架的拼装精度。
（3）要严格掌握不同结构形式，采取不同的拼装顺序，以减少累计偏差。
（4）在拼装过程中及跟踪测量其标高及轴线位置。
（5）支顶点拆除必须遵从统一指挥的等比例下降。
（6）网架总拼及屋面完成后，应分别测量其挠度值，且所测的挠度值不应超过相应的设计值的1.15倍。
8安全措施
8.1认真执行各工种的安全操作规程。
8.2高空作业人员必须进行体格检查并持证上岗。
8.3高空作业人员的安全措施发现问题及时解决，危及人身安全时必须停止作业。
8.4高空作业人员必须佩带好安全帽、安全带和工具带。
8.5雨天、雪天进行高空作业时必须采取可靠的防滑、防寒和防冻措施。
对水、冰、霜、雪均应及时清除，方可工作。
8.6对起重机严禁超载吊装。
8.7对用电设备，采取漏电保护措施，以防止触电。
8.8现场配备足够的消防器材和设备。
8.9拼装支架必须符合稳定性要求，以确保安全生产。
8.10采用扣件式钢管脚手架作拼装支架，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、场地条件等因素通过计算而定。
8.11拼装支架，在铺脚手板的操作层上，应设防护栏杆。
8.12使用活动操作平台，要经过鉴定，安装牢固，采用滑动时，设有防止滑动架在滑移中出轨，应设挡块或安全卡。
8.13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。
9、效益分析
本功法通过现场验证，工艺简捷、工序合理，可以加快施工速度，对比原来施工方法，施工进度加快，施工人员减少，特别是技术工人大幅减少，节约了人工费，同时由于采用可重复利用平台，减少铺设大面积平台的周转材料，在地面组装单元格，可加快速度，同时减少高空作业，减小了安全风险。
本工程实际施工时，安装人员仅为15人，安装工期25天，比对当初设想减少施工人员10人左右，节约工期15天。
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