王春磊 杨佳伟
中建二局第二建筑工程有限公司 河南 郑州 450000
摘要：钢网架以其良好的空间受力性能、美观的空间造型颇受人们的青睐。笔者在本文中，结合过程案例，分析钢网架屋顶施工技术、探讨钢网架损伤检测技术，以期为相关业内同仁提供些许借鉴。
关键词：网架结构，施工技术，损伤检测
钢网架屋顶以其自重轻、采光好等优势在当前的建筑工程中得到越来越广泛的应用，而钢网架安装施工难度较大，且室内施工，无法使用大型机械设备，技术与质量要求高。
1钢网架屋顶施工技术
1.1 工程概况
建设地点：郑州商代都城遗址范围内，紧邻东、南城垣内侧，北至东大街，西至塔湾路。建筑面积75091m2，地下两层，地上2层，局部3层，地下面积39000m2，地上36000m2，钢结构面积约5000m2。网架设计采用正放四角锥空间网格体系，节点采用螺栓球、焊接空心球混合结构形式，钢结构部分：含埋件、钢梁、钢柱、钢檩条、钢网架、屋面压型钢板及油漆涂料等的制作、运输、安装、验收等钢结构工作的全部内容。钢结构主体材料均为Q345B钢。本钢结构项目由三部分组成，即为圆形钢梁结构，弧形钢网架结构，梯形网架结构。
1.2 合理制作网架
由于该建筑工程屋顶结构比较特殊，在屋顶钢网架施工过程中，主要采用螺栓球钢网架结构。为了保证建筑物屋顶钢网架工程结构更加稳定，各项钢构件均属于预制构件，采用工厂车间加工生产模式进行精细加工制作，有效节省了构件安装时间，防止构件出现较大缺陷。网架制作流程如下：首先，车削碗底平面；其次，钻孔，保证掉头车削碗口和碗底平面、底平面与轴线垂直度公差不超过0.15mm，孔与轴线不平行度 <0.2mm，孔径大于螺栓直径1mm 左右，其加工尺寸公差范围按 IT7公差带，表面粗糙为12.5；最后，封板，主要采用 Q235钢或18锰钢厚板制造而成，保证钢号与杆件钢号一致。
通过合理安排制作钢网架和土建工程的契合，能够保证合同工期的实现，缩短建筑物屋顶钢网架工程的施工周期，从而有效提升建筑工程的整体效益。对于屋顶钢网架施工人员来讲，要了解钢网架结构特点，并掌握施工方案中的各个细节，针对建筑物屋顶钢网架工程施工安装过程中可能遇到的问题，及时与管理人员沟通，制定有效的解决对策，从而保证建筑物屋顶钢网架工程施工安装工作得以顺利进行。
1.3 油漆涂刷
建筑物屋顶钢网架制作完毕后，为了防止钢网架出现锈蚀现象，施工人员要在钢网架表面涂刷油漆。在涂刷油漆之前，施工人员需要做好相应的清理工作，将钢网架表面的铁锈与杂质进行有效清除，清理干净后，在钢网架表面涂刷一层底漆，通常情况下，施工人员需要涂刷两层底漆，有效满足钢网架施工要求。针对焊接的钢网架，在焊接过程中，钢网架两侧要预留出5cm 左右，针对涂刷质量不达标的和焊接点，焊接完毕后，可以在预留部位进行补刷后并进行二次涂刷。
为了保证建筑物屋顶钢网架结构更加安全，施工人员涂刷完油漆后，要将屋顶钢网架置于通风干燥处，防止钢网架出现锈蚀。研究表明，将建筑物屋顶钢网架置于5℃的环境中，能够有效降低屋顶钢网架出现锈蚀的概率。在涂刷油漆时，施工人员要根据钢网架结构特点，将钢网架表面进行科学的处理，从用料和工艺上严格把关，从根本上提升屋顶钢网架的油漆涂刷效果。
1.4 科学安装网架
在安装建筑物屋顶钢网架时，施工人员要结合施工需求，选择合理的安装方式，并准确测定工程标高。在该建筑工程中，结构标高为 ±0.00，柱顶高度为3.8m，将预埋板先临时固定于混凝土钢筋上部，并结合测定标高数值，准确确定预埋构件钢板中心，钢板中心尺寸误差不宜超过15mm。
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在该建筑工程中，施工人员采用满堂脚手架方式较多。在应用满堂脚手架方法进行安装时，施工人员要搭设合理的施工平台，在该平台上进行操作，并利用杆件拉链对钢网架进行合理的安装，保证钢网架结构更加稳定。脚手架的承载能力为250kh/m 2，步距为1.48m，立杆纵向间距为1.5m，立杆的横向间距为2.0m，横向杆间距为0.8m，连墙件为3步设置，脚手板为20mm 厚的胶合板或制式钢制脚手架板。
通过合理安装建筑物屋顶钢网架，能够有效提升屋顶钢网架结构的整体性，减少施工安全事故的发生。对于建筑物屋顶钢网架安装人员来讲，在实际工作当中，要准确确定柱点支座位置，并在柱的两侧安装相应的杆件，从柱的两边向中间安装，防止柱周围的钢网架出现松动。安装好一个单元后，按照该方法连续安装，并采用高强度螺栓拧紧，形成整体性较好的屋顶钢网架结构。
2钢网架损伤检测技术
2.1 超声波探伤法
超声波探伤法是目前钢网架结构检测比较系统、优良的检测方法。通过探头的安置，斜角探头的前沿距离、入射点、折射角等检测参数的设置，由反射波形以及波能的查看，从而得到相应构建的损伤量度。检测中常见的缺陷波形包括：底波讯号、几何反射讯号、未焊透反射讯号、裂纹反射讯号、边缘未融合反射讯号和夹渣与气孔的反射讯号等六种。超声波检测法对表面光洁度有一定要求，同时受限于不易穿透的金属检测。
2.2 磁粉探伤法
磁粉探伤法是通过磁粉在缺陷附近漏磁场中的堆积以检测铁磁性材料表面或近表面处(表面下 12mm 以内)缺陷的一种无损检测方法。磁粉探伤法的设备和操作均较简单。检验速度快、检测费用低，便于在现场对大型设备和工件进行探伤。当然磁粉探伤法仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度。
2.3 综合智能网架损伤检测法
就目前网架损伤检测技术而言，普遍存在检测精度不足、诊断条件受限等缺点。近年来，越来越多的学者在结构损伤的定位以及损伤大小的判定方面开展了大量的研究工作。涌现出了大量的判定方法。其中Shi Z．Y．等提出了基于模态应变能的损伤检测方法。Szewczyk等㈣利用对向传播神经网络(counter—propagation)对门式钢架与两跨的平面网架等结构进行了损伤的诊断。Yeung 等 c寸一个现有的桥梁进行了损伤诊断。在此之后基于模态应变能与神经网络的钢网架损伤检测方法引起了各方关注，同时得到一致认可。模态应变能为单元刚度矩阵与模型振型平方的乘积。利用损伤前后模态应变能的改变率，以确定损伤的位置。因为不同结构的不同部位的物理参数(自振频率、主振型、刚度、质量等)是各异的，对理论与实际的两个模态参数进行对比可以了解到钢网架的损伤处。用模态分析来识别钢网架结构的损伤，一般先测定结构振动时的频率和振型，再根据测得的频率和振型依次生成“频率变化平方比”，将两个频率变化平方比进行比较即可对结构损伤进行定位。现行的基于 PCA 和 FRF 网架结构损伤识别方法更是解决原始数据变量空间维数过多，变量间相关严重，噪声和环境干扰等问题。神经网络则通过对样本的学习，获得结构模态参数与损伤之间的映射关系。它能准确深入地探索到结构的损伤部位以及损伤程度。但对于大型结构而言，神经网络训练样本数量过大，需进行大量的计算。所以我们通过模态应变能的改变量来大致判断出网架中杆件的损伤位置，对于一些特定情况不能够完全定位的。需借助神经网络来具体判定损伤位置及程度。从而达到网架损伤检测的良好效果。
综上，钢结构网架安装和使用过程中不可避免地会产生损伤，这可能给建筑局部，乃至整个工程结构带来重大的影响，造成巨大的损失。上文通过对钢网架屋顶施工技术及其损伤检测技术进行综述，阐述钢网架具体施工工艺和施工技术，同时分析钢网架损伤类别，探索相应诊断技术。
参考文献：
[1]张福，吴浩杰.钢网架加固及检测技术研究[J].建筑工程技术与设计，2016(16).
[2]黄敦坚，张岩，黄永胜.大型钢网架的施工及损伤检测技术研究[J].江西建材，2016(6).
论文作者:王春磊,杨佳伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/4
标签：钢网论文; 损伤论文; 屋顶论文; 结构论文; 网架论文; 建筑物论文; 施工人员论文; 《防护工程》2018年第25期论文;