螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空散拼施工工法

螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空散拼施工工法1前言螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有跨度大、重量輕、空間受力、安全儲備大、剛度大、整體性好、抗震性能好等優(yōu)點，普遍適用于大跨度、大空間的建筑結(jié)構(gòu)中，目前體育館、展覽館、影劇院、食堂、候車亭、飛機庫等大空間的建筑物已經(jīng)開始推廣采用此種結(jié)構(gòu)，應(yīng)用前景十分廣闊。隨著網(wǎng)架結(jié)構(gòu)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，一些更大跨度的土木建筑結(jié)構(gòu)將會不斷涌現(xiàn)，為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要，我公司結(jié)合北京xx大學(xué)游泳館工程，經(jīng)過工程實踐和技術(shù)創(chuàng)新，研究了其關(guān)鍵的施工工藝、操作要點和技術(shù)措施，形成了一套完整有效的螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高空散拼施工工法。2工法特點2.0.1該工法施工規(guī)范化、程序化，工藝流程清晰，操作者和管理者易于掌握，能提高工效，縮短工期。高空散拼施工技術(shù)經(jīng)過專家論證，能確保工程質(zhì)量。2.0.3網(wǎng)架支撐高大腳手架操作平臺方案經(jīng)過專家論證，搭設(shè)快捷方便，工人易于掌握，能確保工程安全。2.0.4保護(hù)環(huán)境。網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件均按照圖紙編號在工廠加工制作，機械化生產(chǎn)程度高，生產(chǎn)精度高，運至施工現(xiàn)場能立即按照圖紙編號進(jìn)行現(xiàn)場拼裝；施工時不產(chǎn)生廢料、垃圾，現(xiàn)場整潔、文明，利于綠色施工，保護(hù)環(huán)境。3適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑的所有大跨度、復(fù)雜造型的螺栓球節(jié)點網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工。4工藝原理根據(jù)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面布置圖，搭設(shè)一個軸線的腳手架組裝平臺（起步架），然后沿網(wǎng)架最大跨度中軸線方向搭設(shè)另一軸線的網(wǎng)架組裝平臺，依據(jù)腳手架組裝平臺拼裝好該軸線的網(wǎng)架，并落入支座固定，然后沿兩側(cè)支座軸線和中軸線上的組裝平臺逐漸向前延伸擴展，每延伸拼裝一個軸線，定位一軸網(wǎng)架，直至網(wǎng)架拼裝完成。5工藝流程及操作要點5.1工藝流程網(wǎng)架高空散拼施工工藝流程如下：定位放線→搭設(shè)腳手架組裝平臺（起步架）和中軸線上的腳手架組裝平臺→精確放出螺栓球支座位置→在起步架上組裝該軸線網(wǎng)架并落入支座固定→沿兩側(cè)軸線和中軸線上的組裝平臺向前散拼→完成該軸線上的網(wǎng)架并落入支座固定→……沿兩側(cè)軸線和中軸線上的組裝平臺繼續(xù)往前延伸直至網(wǎng)架散拼完成5.3操作要點5.3.1網(wǎng)架組裝平臺搭設(shè)：1根據(jù)網(wǎng)架施工方案需要設(shè)計腳手架組裝平臺，并提前15d對腳手架操作平臺進(jìn)行專家論證，以確保腳手架設(shè)計方案科學(xué)合理，滿足施工要求。網(wǎng)架平面布置和腳手架組裝平臺布置見圖-1。圖中紅色區(qū)域為網(wǎng)架施工時的腳手架組裝平臺。圖圖-1網(wǎng)架及腳手架組裝平臺平面布置2在結(jié)構(gòu)面上彈出下弦螺栓球的位置，確定支撐位置和高度。3支撐系統(tǒng)采用鋼管組成的排架支撐體系。排架搭設(shè)的順序如下：擺放縱橫向掃地桿→逐根樹立桿，隨即與掃地桿扣緊→安裝第一步縱橫向水平桿→…安裝安裝最后一步縱橫向水平桿→縱橫向剪刀撐→腳手板板底龍骨安裝→滿鋪腳手板。4預(yù)先計算立桿的高度，搭設(shè)排架支撐系統(tǒng)，然后安裝φ4.8cm鋼管主龍骨，之后在主龍骨上安裝次龍骨，在次龍骨上滿鋪腳手架板，形成操作平臺，腳手架操作平臺頂部離螺栓球底部的距離不得小于50cm，以利于用千斤頂調(diào)整螺栓球支座標(biāo)高。5高大模板及其支撐系統(tǒng)驗收時應(yīng)由技術(shù)負(fù)責(zé)人組織質(zhì)量、安全部門和甲方、監(jiān)理技術(shù)人員一起驗收，驗收合格后經(jīng)項目技術(shù)負(fù)責(zé)人和總監(jiān)理工程師簽字后方可進(jìn)行下一道工序施工。5.3.2網(wǎng)架散拼施工要點1散拼前需根據(jù)軸線控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)精確放出支座的位置和標(biāo)高，確保支座的位置滿足設(shè)計要求，否則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足要求為止。2在起步架操作平臺上散拼該軸線內(nèi)的網(wǎng)架，拼裝時從北側(cè)向南側(cè)或從南側(cè)向北側(cè)沿軸線拼裝。先利用原有基準(zhǔn)點，用經(jīng)緯儀確定第一個柱上螺栓球的位置，安裝固定后由此螺栓球向四面擴散進(jìn)行組裝。拼裝時墊平墊實下弦球平面，先安裝網(wǎng)架下弦，把下弦桿件與螺栓球連接并一次擰到位。腹桿與上弦球連接的高強螺栓必須全部擰緊，腹桿下端連接下弦球的四只螺栓僅擰緊一顆，其余螺栓保持松動，以在安裝上弦桿時起到松口作用。上弦桿與球擰緊應(yīng)與腹桿和下弦擰緊依次進(jìn)行。安裝支座處螺栓球時需在操作平臺上安裝千斤頂以調(diào)整螺栓球標(biāo)高，直至符合設(shè)計要求，然后將該位置處的螺栓球落入支座固定，再繼續(xù)向前拼裝網(wǎng)架。圖圖5.3.2-2.1網(wǎng)架拼裝平面示意圖5.3.圖5.3.2-2.2網(wǎng)架拼裝剖面示意3在前一步組裝完的網(wǎng)架基礎(chǔ)上延?xùn)|西方向拼裝，順序為：向前伸一個網(wǎng)格，延南北方向軸線先安裝網(wǎng)架下弦，再在地面拼裝在地面組裝好單元節(jié)點，每單元節(jié)點以一個鋼球四根桿件為宜；利用卷揚機或塔吊把單元節(jié)點吊至空中就位。安裝工人坐在節(jié)點上，待高強螺栓對準(zhǔn)鋼求上的螺孔后，擰緊，即完成一個單元節(jié)點的安裝。以此安裝順序延伸擴展下去，直到整個軸線安裝完，并與支座焊接固定。擰緊螺栓用的扳手為專用工具，不可將扳手柄接長或多人用力，以免力矩過大。如遇擰不進(jìn)去的現(xiàn)象，不可強行擰人，應(yīng)及時查明原因修理螺紋或更換零件。圖5.3.2-3.1圖5.3.2-3.1網(wǎng)架拼裝平面示意圖圖5.3.2-3.2網(wǎng)架拼裝剖面示意4重復(fù)步驟3直至網(wǎng)架安裝拼裝完成，網(wǎng)架現(xiàn)場高空散裝示意圖見圖-44.7。圖5.3.圖5.3.2-4.1網(wǎng)架拼裝平面示意圖5.3.圖5.3.2-4.2網(wǎng)架拼裝剖面示意圖圖5.3.2-4.3網(wǎng)架拼裝平面示意圖圖5.3.2-4.4網(wǎng)架拼裝剖面示意圖5.3.圖5.3.2-4.5網(wǎng)架拼裝平面示意圖5.3.2-4.6網(wǎng)架拼裝剖面示意圖5.3.2-4.6網(wǎng)架拼裝剖面示意圖5.3.圖5.3.2-4.7跨中支撐點簡圖5網(wǎng)架卸載。將周邊用以調(diào)整網(wǎng)架標(biāo)高的千斤頂拆除，最后拆除跨中最大撓度處的千斤頂，然后拆除腳手架組裝平臺，完成網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工。說明：網(wǎng)架跨度比較小時可將中軸線上的操作平臺簡化為一個支撐點，支撐點操作平臺投影面積可根據(jù)需要計算確定，操作平臺腳手架需經(jīng)專家論證。6材料與設(shè)備6.1材料螺栓球：45＃鋼，材質(zhì)應(yīng)符合GB/T699規(guī)定的要求。鋼管：Q235B高頻焊管或無縫鋼管，材質(zhì)應(yīng)符合GB/T700規(guī)定的焊接鋼管要求。高強螺栓：經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后的40Cr或35CrMo，螺栓直徑≥M39時材質(zhì)為35CrMo，屈服強度為900N/mm2，9.8S；螺栓直徑≤M36時材質(zhì)為40Cr，屈服強度為1040N/mm2，10.9S。封板錐頭：Q235B鋼鍛件，材質(zhì)應(yīng)符合GB/T1591規(guī)定的要求。套筒（無紋螺母）：直徑≤M33的材質(zhì)為Q235B，直徑≥M36，材質(zhì)為45號鋼鍛件。頂絲（緊固螺釘）：經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后的40Cr，抗拉強度為400N/mm2。支座采用平板壓力支座及平面彈性支座形式。鋼材應(yīng)具有出廠質(zhì)量證明書，并有抗拉強度、伸長率、屈服點、壓扁實驗和碳、硫、磷含量的合格證明；地震區(qū)尚應(yīng)滿足下列要求：鋼材的抗拉強度實測值和屈服強度實測值的比值不應(yīng)小于1.2，鋼材應(yīng)具有明顯的屈服臺階，且伸長率應(yīng)大于20％，鋼材應(yīng)具有良好的可焊性和沖擊韌性。進(jìn)場后應(yīng)現(xiàn)場抽取試件進(jìn)行復(fù)驗，檢驗合格后方可使用。焊條：Q235B鋼與Q235B鋼焊接時應(yīng)選用E43xx焊條；45號鋼與Q235B鋼焊接時應(yīng)選用E43xx焊條；45號鋼與45號鋼焊接時應(yīng)選用E50xx焊條；焊條應(yīng)滿足的要求。腳手架組裝平臺用的鋼管、扣件、腳手板、木方：鋼管采用外徑48.5mm、壁厚3.5mm的焊接鋼管，鋼管的材質(zhì)使用力學(xué)性能適中、穩(wěn)定的Q235鋼，其材質(zhì)應(yīng)符合《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700中Q235-A級鋼的規(guī)定?？奂嚎奂?yīng)采用GB978—67《可鍛鑄鐵分類及技術(shù)條件》的規(guī)定，應(yīng)與鋼管管徑相配合、機械性能不低于KT—33—8的可鍛鑄鐵制造，扣件的附件要用的材料應(yīng)符合GB700—88《碳素結(jié)構(gòu)鋼》中Q235鋼的規(guī)定，螺紋均應(yīng)符合GB196—81《普通螺紋》的規(guī)定。腳手板、木方：木腳手板應(yīng)采衫木或松木制作，其材質(zhì)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50005）的規(guī)定，腳手板厚度不應(yīng)小于50㎜，兩端應(yīng)各設(shè)直徑為4㎜的鍍鋅鋼絲箍兩道；木腳手板規(guī)格為50×250×4000mm；木方規(guī)格為50×100。6.2主要機具塔吊、卷揚機、千斤頂、交流電焊機、倒鏈、專用力矩扳手、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、漆膜測厚儀、超聲波探傷儀。7質(zhì)量控制7.1規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50205—2001）《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》（JCJ7－91）《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ78－91）《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ130—2001）7.2質(zhì)量控制措施針對工程的具體情況編制有針對性的施工方案，由項目技術(shù)負(fù)責(zé)人組織專業(yè)施工人員認(rèn)真審學(xué)圖紙，并組織工長和技術(shù)工人學(xué)習(xí)施工方案，對工人進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)行詳實的安全技術(shù)較低，確保工人吃透操作要點。7.2.2嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，材料進(jìn)場后應(yīng)提供質(zhì)量證明文件、檢測報告，需要復(fù)試的應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行復(fù)試。7.2.3排架支撐系統(tǒng)搭設(shè)要嚴(yán)格按照施工方案和規(guī)范進(jìn)行檢查驗收。8安全措施8.0.1施工前召集工人按照要求進(jìn)行安全教育培訓(xùn)，并對各工種進(jìn)行全面的安全技術(shù)交底，組織專業(yè)工長學(xué)習(xí)專項施工方案。8.0.2在組裝平臺上應(yīng)滿鋪腳手板，四周做防護(hù)欄桿。8.0.3塔吊或卷揚機使用前應(yīng)進(jìn)行檢查，確保機械安全正常。吊裝過程中嚴(yán)禁鋼絲繩與電線、電纜接觸，吊物下禁止行人通過。8.0.4雨、雪、大霧天氣及風(fēng)力大于五級以上時，應(yīng)停止網(wǎng)架施工，施工機具應(yīng)有防雨、防雷接地措施。9環(huán)保措施9.0.1成立綠色文明安全施工檢查小組，對施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位的監(jiān)督，按工程劃分區(qū)域，明確責(zé)任到人。9.0.2合理選擇作業(yè)時間，減少噪音對周圍居民的影響。9.0.3剩余的電焊條頭應(yīng)及時回收，集中處理。10效益分析11工程實例11.0.1工程概況。北京xx大學(xué)游泳館工程建成后可以舉辦包括游泳、射箭、籃球、體操等各種高級別賽事活動的綜合性體育場館，本工程地下一層，地上三層，建筑物東西長122.83m，南北寬53.8m，建筑總高度為23.8m，總建筑面積16952.23m2；本工程主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)＋鋼結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為樁基礎(chǔ)，設(shè)600×1450mm的基礎(chǔ)梁和400mm厚抗水底板，柱網(wǎng)間距為12m×8m，12m×33.8m，屋頂為正四角錐鋼網(wǎng)架和型鋼梁。地下室層高為6.0m，一～三層層高不等，工程總投資1.061億元人民幣。籃球館屋面鋼結(jié)構(gòu)為螺栓球連接形式的正四角錐鋼網(wǎng)架，網(wǎng)架南北向跨度為47.6m，東西向跨度60m，最高處標(biāo)高為23.80m,最低處標(biāo)高為18.653m，網(wǎng)架失高2.6m。網(wǎng)架投影面積為2932㎡，支撐在周邊的22個混凝土柱上，混凝土柱頂標(biāo)高復(fù)雜多變，網(wǎng)架支座為彈性支座；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)總重量約90t，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格尺寸為4×4m左右，其中最大規(guī)格桿件為?219×10㎜，最小規(guī)格桿件為?60×4㎜，所有桿件均采用Q235B鋼材；螺栓球為45號鋼，最大球徑為280㎜，最