摘要：文章介绍了“液压提升施工 + 满堂架散装 + 汽车吊分块吊装”相结合的大跨度钢网架施工技术在工程中的应用，重点阐述施工工艺、质量控制等关键内容。结果表明，利用该技术能缩短工期，降低造价，保证施工质量和安全，为今后类似工程施工提供借鉴和参考。
关键词：钢结构；平面网架；施工
前言
钢网架作为一种空间杆系结构，适用于大跨度建筑的屋盖及屋架，近年来在体育场馆、机场、车站等工程中得到广泛应用。钢网架的提升有多种施工方式，针对工程特点，选择最优提升方式，不但节约工期、降低成本，对结构安全也十分重要。本文以西电体育馆钢网架施工为例，介绍了钢网架施工的施工工艺及质量控制等关键内容。
1.工程概况
西安电子科技大学体育馆（B 段网架）平面投影呈圆形，屋盖网架跨度为 86.0m，建筑结构高度 23.60m，网架投影面积为 9178m2，结构形式为外围斜桁架柱+平面网架结构。外围斜桁架柱有两种截面形式，柱顶安装施工标高为 18.3m。上部屋盖为螺栓球节点 + 焊接球节点网架结构，单个网格呈正放四角锥形，网架最大厚度为 5.0m。网架支承形式为下弦点支撑，支座形式为抗震球铰支座；网架螺栓球最大直径为 220mm；焊接球最大直径为 750mm，最大壁厚为 26mm，弦杆和腹杆最大截面尺寸为 254×12。
2.施工方案
钢网架安装一般采用分块（条）吊装法、整体吊装法、整体顶升法、整体提升法、高空滑移法、高空散装法等施工工艺。在实际施工过程中，综合考虑场地空间条件、可利用机械设备、施工工期、建设成本等因素，大多采用组合式（注：上述多种方法同时使用）安装施工工艺。
本工程网架平面投影呈圆形，构件形式多样，无法安装滑移轨道，因此高空滑移法不适用；由于网架 跨度较大，并受二层四周看台影响，分块吊装难以操作且难以支撑，不便进行结构对接固定，因此分块吊 装法也不适用；由于结构构件自重较大，机械设备很难满足整体安装要求，整体吊装、整体顶升及整体提 升均不便实施；由于网架安装高度较高，若采用高空散装方法，需搭设满堂脚手架，网架钢结构构件及螺栓球、焊接球在高空组装及焊接的工作量大、施工周期长，工程风险较大。为了降低安装风险、确保工程质量，压缩工期及成本，综合考虑各种因素，本工程采用组合式安装施工工艺，即综合整体提升法、高空散装法，分块吊装法各自技术优势，利用液压同步提升技术，采用“累积外扩提升”的方法进行安装。
根据本工程现场情况，B馆比赛馆钢结构安装顺序为：屋面网架结构安装→檐口悬挑网架结构安装→ 斜桁架柱结构安装的顺序。采用的施工方法为“提升施工+满堂架散装相结合”的施工安装方案，即中部比赛场地上方区域的网架结构采用“搭设提升支架，液压同步提升”的方案进行安装；看台上部区域的网 架结构采用“满堂操作架顶部高空散装”的方案进行安装；周边檐口区域悬挑桁架采用“汽车吊分块吊装” 的方案进行安装；桁架柱结构采用“在地面拼装完成后，使用汽车吊吊装”的方案进行安装（见图 1~ 图3）。
图 1 体育馆（B 馆）网架提升施工平面布置示意图 图 2 体育馆（B 馆）网架提升施工立面示意图
图 6 补装第二次提升施工网架结构示意图
第四步：在标高 5.400m、6.800m、9.600m、11.800m 位置，以类似方法，以混凝土看台结构为工作面，分别补装各次施工提升区域网架结构。累积提升网架结构单元至19.200m 标高设计位置处，网架结构提升施工完成，以设备机房屋顶结构为工作面，补装剩余网架结构。
图 7
第五步：在体育馆二层平台上搭设滑移操作架，散件（小拼单元）吊装施工檐口悬挑网架结构。檐口区域桁架共分作15个分区进行吊装施工作业，每个分区平面尺寸为 11.4m×17.9m，重量约为 6.0t，支座安装标高约为 18.150m；考虑到檐口下方位置有二层疏散平台结构，且局部平台区域较大，故采用在二层平台处搭设滑移操作架，采用 50T 汽车吊散件（小拼单元）吊装施工檐口悬挑网架结构。
图9 体育馆外围斜桁架柱吊装立面示意图
第七步：体育馆钢结构全部安装施工完成，卸载临时支架，采用 50t 汽车吊将临时支撑架进行拆除，拆除施工顺序按照从中间向两侧的总体顺序，先拆除卸载吊点 D01、D04、D05、D08，然后拆除吊点 D02、D03、D06、D07。
4.过程控制
4.1标高、轴线检查
总包单位提供柱顶标高及轴线位置，网架安装分包单位安装前检查网架支座定位轴线，支座锚栓的规格、位置。本工程为了确保工程质量，混凝土柱顶预埋件由网架安装单位提供，总包单位浇筑混凝土时，要求网架安装单位提前跟进，负责进行预埋施工。网架安装前，网架安装分包单位与总包单位再联合进行复检，确认支座标高、轴线位置、水平度符合设计与规范要求，柱子混凝土试块抗压强度检测合格，报监理验收以后，才能开始进行安装。
4.2临时提升架设计
本工程使用液压同步提升技术，采用“累积外扩提升”的安装方法进行安装，即先在比赛中心场地（标高+0.000）处将部分钢网架拼装成整体，同时，利用支撑架设置提升平台（上吊点），在提升上吊点对应的网架下弦球位置安装提升临时吊具（下吊点），上下吊点间通过地锚和钢绞线连接。利用液压同步提升系统将钢结构提升单元逐步提升并多次拼装，整体累积提升 至设计安装位置。根据结构承载力计算，本工程提升临时支架采用 2 种形式，其中 1、4、5、8 采用截面 1m×1m 格构式支架，支架主肢管采用 P114×4 钢管，腹杆截面为 P76×3.5 钢管；2、3、6、7 采用截面 1.2m×1.2m 格构式支架，支架主肢管采用 P140×4.5 钢管，腹杆截面为 P76×3.5 钢管。网架提升临时支架顶部设缆风绳使其形成整体，并将架顶部缆风绳与周围混凝土结构柱顶部进行拉结，在屋面网架提升施工过程中，若对提升结构有冲突，可将缆风绳进行置换，或与其他结构柱顶进行拉结，不得直接取消处理。
4.3替换杆计算
由于提升工况和网架设计状态差异较大，本工程根据建模计算，提升过程中网架会有部分杆件应力比 超限，此部分杆件需要进行替换：第一次提升过程中，结构杆件的最大应力比为 4.73>1，杆件应力比大于 0.8 的杆件有 22 根，此部分超限杆件需要进行替换；第二次提升过程中，结构杆件的最大应力比为 6.3>1，杆件应力比大于 0.8 的杆件有 62 根，此部分超限杆件需要进行替换。
4.4提升过程控制
根据本工程现场情况，网架提升顺序为：将初次提升的网架杆件、螺栓球、焊接球等构件在比赛中心 场地地面上拼装成整体。注意在划分提升单元时，要 避开网架受力最不利点位置并且要考虑方便后续累 积外扩对接施工→在提升上吊点对应的网架下弦球位置安装提升临时吊具（下吊点）→安装液压提升系 统设备。设备配置的原则是数量分布均匀、设备受力均匀，包括液压泵源系统、液压提升器、提升地锚、钢绞线、传感器、计算机控制系统等→提升系统调试正常后，按照设计荷载的10%逐级加载，直至网架整体脱离地面约 150mm 后，暂停提升→连续 12h 观测钢网架的杆件结构是否存在变形、观测螺栓球节点有无松动，焊接球节点焊缝有无开裂→确认正常后，开始进行提升，要求各提升点必须同步，严格控制各提升 点升差，在提升过程中注意加强观测，存在偏差要及时控制并进行纠偏处理→提升至距外扩标高约 200mm 时暂停提升→重复检查网架整体和提升系统，检查正常后缓慢提升网架接近设计位置→利用计算机微调功能，使各提升吊点均达到设计位置→检查 满足对接要求后，进行外扩补杆安装。
外扩补杆主要在四周看台区域。本工程外扩补杆采用高空散装法，在四周看台上分层搭设满堂脚手架，分层补杆，形成整体后继续提升→以此类推，逐步完成钢结构累积外扩及提升工作。对接结束后，将提升系统缓慢回落，钢绞线逐步放松，各吊点陆续分级卸载，直至主结构完全承担钢结构自重，然后拆除提 升临时支架和液压提升系统，安装作业完成。
结语
本文介绍了组合式大跨度钢网架施工技术在工程实践中的应用，重点讲述了“液压同步提升技术 + 外扩累积提升方法”。由于本工程采用了组合式施工安装方案，施工安全得到保证，人员、机械调度合理，缩短工期 3 个月，取得了很好的社会效益和经济效益，为今后同类项目施工提供很好的借鉴和参考。
参考文献
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[2] 袁晓民，王永年，余运波，衡武浩，陈涛，张坤，陈振国.武夷山东站站房网架累积提升施工技术[J].施工技术，2016 年 6 月，45 卷（增 刊）：685- 687.
论文作者:康凯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：网架论文; 结构论文; 标高论文; 工程论文; 桁架论文; 檐口论文; 支架论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;