摘要：建筑行业是目前我国发展十分迅速的行业之一，对我国的社会进步和经济发展起到了极大的推动作用，满足了人们日常工作生活对于各类建筑物的需求，是我国的支柱产业。随着城市化的不断推进，超高层建筑越来越多，所涉及到的施工技术也越来越复杂，本文将结合工程实例分析研究超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装的主要施工技术和工艺。
关键词：超高层建筑；自由曲面；单层网壳；屋顶安装；施工技术
随着我国城市化进程的不断推进，越来越多的人们涌进了城市，密集的人口使得超高层建筑成为了城市建筑的发展趋势。 超高层建筑空间大、容量大并且占地面积十分小，因此受到了行内外人士的喜爱。当下我国对于基础设施的投资力度十分大， 超高层建筑如雨后春笋般出现在全国各个地区，这给人们的生活带来了极大的便利，同时人们对于建筑的个性化、功能的多样化也对建筑工程技术提出了更好的要求。下面将对超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶的网壳结构、施工过程及技术做简要说明。
一、网壳屋架的特点和组成
（ 一）网壳结构的特点
这两栋楼的屋顶网壳结构都是上部为长方形， 下部为椭圆形，而且上部的机构都要大于下部的结构，呈现碗状的形态。 其中，塔楼的底部设计了一道椭圆形的钢圈梁，并且与顶部的外边缘连接，在南北侧的顶环梁下部还有混凝土柱作为支撑系统，而东西侧的顶环梁下部而没有任何支撑，两边的跨度为 31.5m，高度范围在150.6m 到164.8m 之间，整体的结构呈现为曲网壳体的空间形式。
（ 二）网壳结构的组成
这两栋楼屋顶碗状网壳的顶部环梁构件是箱型构件和半圆管的组合，剩下的结构都是空间弯曲钢管，这些空间处的钢管在弯曲之后，形成了一种上部方形下部圆形的结构。
二、主要技术应用点
超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工涉及到许多复杂的技术措施，要对所用到的技术措施进行分类分步骤进行研究分析，保证整个施工的顺利进行。
（一）构建加工制作
该工程自由曲面单层网壳屋顶安装中所用的网壳结构所需要的杆件众多，这对于切割机的要求十分高，此外网壳结构中有许多部位是多个杆件交汇连接，需要很高的加工精度，因此该工程采用了国外最先进的设计软件和相贯面等离子火焰管材数控切割机， 通过这些设备和软件可以进行等比例模拟设计，对外输出指令，从而能够避免大量的复杂工作，使得无图纸化加工得以实现，不仅简化了工作量还能够实现对构件加工精度质量控制，满足工程的需求。
（二）钢结构模拟施工技术
根据网壳结构的结构特点、现场安装及运输条件，将网壳结构分解成多个小桁架拼装单元进行模拟工况分析，采用MIDAS 7.80 分析软件对构件模拟计算，确定合理的拼装顺序。
（三）测量技术
1、进行测量工作时，首先要选择投影基准点，投影基准点的选择要按照一定的规范进行，选择时要首先了解掌握图纸，按照涉及图纸的要求确定投影基准点，此外在投影基准点选择时，要保证垂直传递的视线不受到阻碍，保持畅通且不可与楼层主梁相冲突。在楼层面的四角合理布置4个投影基准点， 保证每个基准点可以看到最近的2个基准点，视线不受阻碍。
2、拼装过程中每个拼装单元，利用CAD 模型图纸，确定各个节点坐标，现场根据 CAD 放样的三维坐标通过全站仪坐标测量法来控制网壳形状及位置。
3、高空分段拼装技术 。为了保证网壳结构的稳定性， 需要将构件按照东西和南北两个方向进行对称安装，经过工厂预拼装的分块钢架从中间逐步安装，从而形成四个面、四片支座。在分块安装的过程中，要用两边缆风绳进行临时稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在分块件电焊完成之前，绝对不能够松开缆风绳。
三、施工工艺流程
施工工艺流程:钢结构深化设计-网壳结构分块编号-构件加工、运输-测量放线-安装底部环梁-满堂脚手架搭设-安装顶部环梁-分段析架工厂拼装、运输~东西两侧主析架对称安装、杆件补缺-南北两侧主析架对称安装、杆件补缺-东西两侧析架向南北两边对称扩展安装-焊接节点补漆-防火涂料施工~工程质量验收-拆除满堂脚手架。
四、施工阶段
（ 一）网壳结构实线引测
1.放实线方法：取四角点定位，形成一个长方形。 以投影分块线逐条放投影实线等基准测量线，将每片网壳桁架的控制点投影到楼板上。
2.安装顶部四周钢梁，钢梁位置确定使用全站仪将轴线引至顶部，控制钢梁水平与标高位置。
3.四边以中间分块为中心，逐块向上安装至顶部，形成四边中间形成网壳，整个网壳初步形成稳定体。 逐块安装测量，安装时用全站仪测量安装网壳桁架主杆的空间位置，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。
4.由于中间分块到顶已形成稳定体、两边分块从下往上安装有了依靠，安装分块时全站仪引线向上，只控制单边一头上下两点的空间位置，逐块到顶，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。 最后补缺四角，形成整体。
（ 二）网壳安装满堂脚手架搭设
1.网壳安装满堂脚手架形式：网壳安装，有大量的杆件要补缺，分段桁架安装时要有临时搁置点，因此在网壳下方需搭设满堂脚手架，满堂脚手架需按网壳结构曲面形状搭设呈阶梯状，顶部高度需严格控制。
（ 三）网壳结构安装流程
1.安装底环梁，满堂脚手架搭设；
2.安装顶环梁 （ 东西侧顶环梁脚手架局部加强）；
3.对称安装东西两侧主桁架；
4.安装东西两侧主桁架之间的补缺构件；
5.对称安装东西两侧扩展桁架及补缺构件；
6.自下而上对称安装南北两侧主桁架及补缺杆件；
（ 四）网壳结构高空吊装
1.进行高空吊装时应合理选择吊点，以减少构件变形。网壳结构拼装过程中是一个不稳定结构体系， 吊装安全措施须通过验收，合格后方可施工，特别是塔吊司机与指挥工信号传递一定要明确，方可起落钩。
2.南北方向的横向桁架，在安装到第二层桁架时，为减少桁架对脚手架的水平作用及控制桁架变形，用 50KN 手拉葫芦从停机坪顶部将桁架拉紧， 直至桁架与顶环梁完全连接后手拉葫芦才能松掉。
3.网壳桁架中间部分到顶与顶环梁连接牢固后，逐渐向两侧扩展安装，能确保安装时的稳定。
结束语
展望以后的建筑行业可以得知，高层建筑将会越来越常见，对人们的生活影响也越来越大，因此我们要做好高层建筑的建设工作。超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工是超高层建筑施工中十分重要且复杂的一个环节，为了处理好这一环节，需要我们更加积极的对其进行分析研究，总结以往的施工经验，对现有的施工技术进行创新发展，从而保证超高层建筑物的施工质量，为我国的建筑行业发展做出贡献。
参考文献:
[1]李建国.超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工[J].结构施工
[2]车晓天.超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工[J].施工技术
[3]刘瑞琪.超高层建筑自由曲面单层网壳屋顶安装施工[J]施工技术
论文作者:邓超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/7
标签：桁架论文; 结构论文; 曲面论文; 高层建筑论文; 单层论文; 基准点论文; 脚手架论文; 《防护工程》2017年第10期论文;