大跨度球形網(wǎng)架單側(cè)起步“四步法”施工技術(shù)

大跨度球形網(wǎng)架單側(cè)起步“四步法”施工技術(shù)1.前言隨著國家越來越多的向空間型結(jié)構(gòu)發(fā)展，在車站、車間、體育館、劇院、煤棚、電廠等方向使用網(wǎng)架越來越多，特別是在環(huán)保壓力下，煤棚的建設(shè)逐漸的增多，我公司技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，并借鑒國內(nèi)外網(wǎng)架施工的先進(jìn)安裝工藝，提出了創(chuàng)新性的大跨度球形網(wǎng)架單側(cè)起步“四步法”施工技術(shù)，大幅度縮短工期、降低安全投入，節(jié)約成本，有效地解決了施工中場地狹小、網(wǎng)架高空安全風(fēng)險(xiǎn)大等的技術(shù)難題。2.技術(shù)特點(diǎn)2.1起步網(wǎng)架底座與螺栓球分離，作為單側(cè)起步四步法安裝的支撐點(diǎn)，隨著起步架的形成螺栓球要不斷的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又不得脫離安裝位置。2.2起步網(wǎng)架的形成過程，操作人員全部在地面進(jìn)行操作，降低了高處作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，節(jié)省了施工場地，加快了施工速度。2.3網(wǎng)架高空散裝以起步網(wǎng)架為支撐點(diǎn)，由底座處向兩側(cè)延生，然后先下弦后腹桿再上弦的順序；將起步網(wǎng)架設(shè)置在整個(gè)網(wǎng)架的中間位置，形成后向兩邊延伸，增加了工作面，縮短了施工周期。2.4充分利用了起重設(shè)備，降低了工人高空的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了施工進(jìn)度，有效地降低工程成本。3.適用范圍本技術(shù)適用于大跨度球形網(wǎng)架工程的施工，特別是地面有障礙物、長度較長的球形網(wǎng)架的施工更能體現(xiàn)工期、經(jīng)濟(jì)價(jià)值。4.工藝原理起步網(wǎng)架底座的改進(jìn)，將底座中螺栓球與底座分離，使球在底座中自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)又不得脫離底座，為起步網(wǎng)架的地面安裝提高前提條件。改進(jìn)前底座螺栓球見圖4-1，改進(jìn)后底座螺栓球見圖4-2。圖4-1改進(jìn)前底座螺栓球圖4-2改進(jìn)后底座螺栓球網(wǎng)架施工順序的調(diào)整，由原來的兩側(cè)向中間合攏，改為從一側(cè)向另一側(cè)合攏，減少高空對接，操作更方便，使網(wǎng)架安裝過程桿件受力與成型后桿件受力基本一致，增強(qiáng)網(wǎng)架的整體性；減少桿件應(yīng)力集中，降低累計(jì)誤差。起步網(wǎng)架開始階段，利用底座的螺栓球作為起步網(wǎng)架的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，將螺栓球與底座分離，使螺栓球在底座加勁板之間自由旋轉(zhuǎn)，隨著起步網(wǎng)架的提升而旋轉(zhuǎn)，直至起步網(wǎng)架另一端落入另一側(cè)支座后，再將螺栓球與底座焊接牢固，起步網(wǎng)架施工完成。如下圖4-3所示：圖4-3支座節(jié)點(diǎn)詳圖增加了安裝作業(yè)面：起步網(wǎng)架形成后，與起步網(wǎng)架兩側(cè)均作為高空散裝的作業(yè)面，極大的縮短了施工工期；作業(yè)順序如圖4-4所示：圖4-4高空散裝作業(yè)面5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1施工工藝流程大跨度球形網(wǎng)架單側(cè)起步“四步法”施工工藝：起步網(wǎng)架安裝（起步單元地面拼裝→起步單元單側(cè)就位→起步單元后續(xù)拼裝→起步網(wǎng)架形成）→高空拼裝。5.2準(zhǔn)備工作5.2.1起步網(wǎng)架位置的確定及條塊劃分為了減少施工累計(jì)誤差,增加安裝作業(yè)面,基準(zhǔn)單元網(wǎng)架應(yīng)位于整個(gè)建筑的中部。合理確定基準(zhǔn)跨網(wǎng)架的原則：保證整體穩(wěn)定性；避免超負(fù)荷吊裝；有利于吊裝施工操作。5.2.2網(wǎng)架支承面的復(fù)驗(yàn)，對所有支承面的軸線尺寸、水平度、標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，不符合安裝要求的，要求有關(guān)部門按照規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行整改，以保證網(wǎng)架安裝質(zhì)量。5.2.3施工場地要求：對網(wǎng)架覆蓋下方的場地采用碎石平整夯實(shí)，方便材料運(yùn)輸堆入和安裝。對積水過多時(shí)采用抽水泵進(jìn)行排水。5.2.4網(wǎng)架進(jìn)入現(xiàn)場后，應(yīng)根據(jù)施工先后順序及現(xiàn)場條件進(jìn)行有序堆放以便安裝。對網(wǎng)架材料進(jìn)行清點(diǎn)，設(shè)專人負(fù)責(zé)看管發(fā)放貨物，以避免丟失及貨物編號(hào)混亂。5.2.5組織隊(duì)長、班組長、施工隊(duì)員學(xué)習(xí)進(jìn)行技術(shù)交底，了解施工現(xiàn)場自然條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。辦好施工工地移交手續(xù)，落實(shí)各項(xiàng)施工臨時(shí)設(shè)施，組織施工物資和機(jī)具。安排好施工人員的生活，并提前做好現(xiàn)場辦公室、材料室滿足施工需要5.2.6詢問氣象臺(tái)，做好后幾天的天氣預(yù)報(bào)情況，避免大風(fēng)、雨雪及大霧天氣進(jìn)行起步網(wǎng)架施工。5.3操作要點(diǎn)5.3.1起步單元地面拼裝施工技術(shù)1、起步單元地面拼裝工藝流程：臨時(shí)支點(diǎn)的設(shè)置→安裝上弦平面網(wǎng)架→安裝上弦倒三角網(wǎng)格→調(diào)整、緊固。首先在地面上采用散裝法網(wǎng)架的拱起的最多八個(gè)網(wǎng)格，如圖5.3.1-1所示。2、安裝上弦平面網(wǎng)架安裝第一吊裝單元上弦球、桿，組成縱向平面網(wǎng)格。排好臨時(shí)支點(diǎn)，保證下弦球的平整度，在臨時(shí)支點(diǎn)上找出坡底。安裝第一吊裝單元間的腹桿與上弦球，一般是第一個(gè)錐為一球四腹桿的小單元，就位后與下弦球擰入固定。第二個(gè)錐起為先裝一球一弦桿二腹桿的三角錐，然后填入另外兩根腹桿，逐步循環(huán)安裝完第一單元的網(wǎng)架。檢查網(wǎng)架、網(wǎng)格尺寸，檢查網(wǎng)架縱向尺寸與矢高。檢查網(wǎng)架位置，如有出入，可以調(diào)整臨時(shí)支點(diǎn)的位置和高低，以校準(zhǔn)網(wǎng)架尺寸，見圖5.3.1-1。圖5.3.1-1起步單元拼裝方法3、安裝上弦倒三角網(wǎng)格從邊跨開始首先將一球一上弦二腹桿的三角錐，以后為一球二上弦二腹桿的四角錐。將二斜腹桿撐在下弦球上，在上方拉緊上弦桿，使上弦桿逐步靠近已安裝好的上弦球（推錐），擰入。4、調(diào)整、緊固網(wǎng)架安裝過程中，應(yīng)隨時(shí)檢查網(wǎng)架桿件的高強(qiáng)螺栓是否擰緊、到位，有無存在欠擰、頂死等擰不到位或假到位的情況，發(fā)現(xiàn)上述情況應(yīng)及時(shí)做好標(biāo)記，通知網(wǎng)架安裝人員予以補(bǔ)擰、處理。檢查網(wǎng)架撓度及桿件變形情況，嚴(yán)格控制網(wǎng)架上下弦的尺寸，確保每個(gè)螺栓均旋緊到位。5.3.2起步單元單側(cè)就位施工技術(shù)1、起步單元單側(cè)就位工藝流程：測量放線→安裝定心萬向球支座→吊裝→加固定心萬向球底座→另一端支撐于地面。網(wǎng)架裝成八縱向網(wǎng)格時(shí)，用兩臺(tái)50T吊車將網(wǎng)架一端調(diào)至支座上另一端著地，如圖5.3.2-1所示。圖5.3.2-1起步單元單側(cè)施工2、操作要點(diǎn)1）起步單元完成后，利用吊車將起步單元一側(cè)提起，放到網(wǎng)架底座上，螺栓球放入底座球窩內(nèi)，使球能夠在球窩內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能轉(zhuǎn)出球窩，保證在后續(xù)拼裝過程受力符合設(shè)計(jì)要求。2）吊點(diǎn)的選擇：每臺(tái)吊車選2個(gè)吊點(diǎn)，吊車的每吊點(diǎn)間按網(wǎng)架平面尺寸對稱分布,吊點(diǎn)必須選在球節(jié)點(diǎn)處，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行吊點(diǎn)位置確定。3）吊裝單元的支座安裝就位時(shí)，應(yīng)對網(wǎng)架的支座軸線、支撐面標(biāo)高，網(wǎng)架屋脊線，檐口線的位置標(biāo)高進(jìn)行跟蹤控制，發(fā)現(xiàn)誤差應(yīng)及時(shí)糾正，個(gè)桿件與節(jié)點(diǎn)連接時(shí)中心線應(yīng)匯交于一點(diǎn)，螺栓球應(yīng)匯交于球心。網(wǎng)架吊裝完成后，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝允許偏差及檢驗(yàn)方法應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》。將支座焊接達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方可松掉拉接鋼結(jié)繩等加固件。4）網(wǎng)架起步安裝時(shí),另一端支座應(yīng)和混凝土預(yù)埋固定,在吊裝時(shí)只有球在轉(zhuǎn)動(dòng),為了防止另一端網(wǎng)架支座球和支座體分離,應(yīng)采用20厚的鋼板做成和支座球一樣的形狀將支座球包上,使支座球始終在球窩里轉(zhuǎn)動(dòng)。5.3.3起步單元后續(xù)安裝施工技術(shù)1、起步單元后續(xù)安裝工藝流程：起吊→網(wǎng)架安裝→校核→起吊→網(wǎng)架安裝→校核輔助鋼絲繩拉結(jié)→直至端部支座處。采用兩臺(tái)100T汽車吊將網(wǎng)架吊起至設(shè)計(jì)高度，另一臺(tái)50T的吊車在另一端輔助，如圖5.3.3-1所示。圖5.3.3-1網(wǎng)架吊裝隨著網(wǎng)架多的接高、接長，為保證桿件受力符合設(shè)計(jì)要求，必須輔助鋼絲繩進(jìn)行拉結(jié)，如圖5.3.3-2所示。圖5.3.3-2輔助鋼絲繩拉結(jié)2、操作要點(diǎn)1）利用吊車將起步網(wǎng)架另一側(cè)吊起，工人在地面上繼續(xù)向前進(jìn)行桿件拼裝。吊車始終將拼好的網(wǎng)架前端吊起，保證工人能夠在地面進(jìn)行后續(xù)拼裝。2）網(wǎng)架的拼裝：在網(wǎng)架吊裝前已對吊裝設(shè)備做了細(xì)致的調(diào)研，經(jīng)試吊確認(rèn)安全可靠后，由起重設(shè)備將網(wǎng)架慢慢吊離地面，提升高度約為下一節(jié)點(diǎn)與上一節(jié)點(diǎn)球垂直距離尺寸，以便進(jìn)行下一接點(diǎn)球安裝。將拼好的網(wǎng)架錐體移至被吊起的單元網(wǎng)架安裝，連接桿件與球，使其與吊起的網(wǎng)架形成一個(gè)整體落在地面上。3）依次提升安裝，隨著網(wǎng)架的跨度變大，每裝三個(gè)網(wǎng)格調(diào)整一次吊車的位置，直至此條網(wǎng)架安裝完成并將支座就位。4）起重機(jī)吊鉤起升、速度必須一直，這是確保吊裝同步的基本保證措施，確保吊裝同步應(yīng)嚴(yán)格遵守以下作業(yè)規(guī)程：專人指揮吊車吊裝，禁止多人指揮吊車；指揮信息系統(tǒng)以對口哨為主，對講機(jī)為輔，確保同步起升或下降；吊車的起吊及提升過程中均應(yīng)以慢檔，勻速升勾；每次吊裝前均應(yīng)經(jīng)試吊，檢查、調(diào)整無誤后方可正式開始吊裝提升。5.3.4起步網(wǎng)架形成施工技術(shù)1、起步網(wǎng)架安裝最后一個(gè)單元時(shí)，采用大吊車將組裝好的網(wǎng)架吊起，起升到設(shè)計(jì)位置，停穩(wěn)，在用其他吊車將剩余桿件吊起進(jìn)行拼裝，完成拼裝后檢查網(wǎng)架連接、弧度等是否符合設(shè)計(jì)要求，檢查合格后，將網(wǎng)架與底座連接處的螺栓球根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行固定，起步網(wǎng)架形成。2、支座固定是在網(wǎng)架的單元體安裝完就位后進(jìn)行，整個(gè)單元調(diào)整到定位線檢查合格后進(jìn)行支座焊接。3、焊接“定心萬向球”底座，使球不在轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝另一側(cè)底座，使得全部網(wǎng)架均落于兩側(cè)底座上，逐步撤去吊車。4、工程施工撓度按設(shè)計(jì)參數(shù)和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行控制。測試方法：采用懸尺法配合水平儀。5.3.5高空散裝施工技術(shù)1、起步網(wǎng)架形成后，其他網(wǎng)架由起步網(wǎng)架向兩側(cè)進(jìn)行拼裝。按照安裝的先后順序，在吊裝單元之間的地面上進(jìn)行拼裝錐體，拼裝地應(yīng)在其設(shè)計(jì)的投影位置附近，正放四角錐的網(wǎng)架小單元由一個(gè)節(jié)點(diǎn)球和四根桿件組成。吊裝前對已拼裝的小單元進(jìn)行復(fù)核檢查，確保安裝準(zhǔn)確性，以便高空順利連接。安裝完一個(gè)單元，應(yīng)檢查桿件及節(jié)點(diǎn)球有無錯(cuò)用，抽檢部分網(wǎng)格尺寸，做好記錄，檢查無誤形成整體桁架后，安裝支托并進(jìn)行下一單元的安裝，直至全部安裝完成。2、高空散裝法安裝網(wǎng)架，應(yīng)隨時(shí)測量檢查網(wǎng)架質(zhì)量，檢查上弦、下弦網(wǎng)格尺寸及對角線，網(wǎng)架縱向長度、橫向長度、網(wǎng)格矢高。3、按照安裝的先后順序，在吊裝單元之間的地面上進(jìn)行拼裝錐體，拼裝地應(yīng)盡可能在其設(shè)計(jì)的投影位置附近，至少要在起重設(shè)備的工作半徑之內(nèi)（正放四角錐的網(wǎng)架小單元由一個(gè)節(jié)點(diǎn)球和四根桿件組成）。吊裝前技術(shù)人員對已拼裝的小單元進(jìn)行復(fù)核檢查，確保安裝準(zhǔn)確性，以便高空順利連接。4、小單元一般設(shè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)球，對于有較大規(guī)格桿件的小單元宜設(shè)2-3個(gè)節(jié)點(diǎn)單元，吊裝檢查鋼絲繩、鉤頭、吊環(huán)連接是否安全可靠，然后再慢慢吊離地面。起升速度均勻，無意外情況嚴(yán)禁緊急剎車。5、安裝完一個(gè)單元，應(yīng)檢查桿件及節(jié)點(diǎn)球有無錯(cuò)用，抽檢部分網(wǎng)格尺寸，做好記錄，檢查無誤形成整體桁架后，安裝支托并進(jìn)行下一單元的安裝，直至全部安裝完成。網(wǎng)架安裝全部完成后，按規(guī)范進(jìn)行自檢，測量幾何尺寸，撓度值并做好記錄，合格后進(jìn)入下一道工序。5.4勞動(dòng)力組織勞動(dòng)力組織見表5.4-1。表5.4-1勞動(dòng)力組織情況表序號(hào)職能或工種人數(shù)主要作業(yè)內(nèi)容1技術(shù)員1施工組織設(shè)計(jì)、技術(shù)方案制定2質(zhì)檢員1現(xiàn)場質(zhì)量檢驗(yàn)、監(jiān)督3測量員1測量復(fù)測4安全員1現(xiàn)場安全及環(huán)保管理5設(shè)備員1設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)6施工員1現(xiàn)場人員調(diào)配7起重工4爬架安裝、拆卸8網(wǎng)架安裝工15網(wǎng)架的拼裝、組裝6.材料與設(shè)備6.1主要材料主要材料包括：螺栓球、桿件、鋼絲繩等。6.2主要設(shè)備主要設(shè)備見表6.2-1。表6.2-1主要設(shè)備配置表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量使用部位1吊車QTZ504臺(tái)起步網(wǎng)架端頭起吊2吊車QTZ1002臺(tái)起步網(wǎng)架端頭起吊3吊車QTZ251臺(tái)高處散裝4全站儀NTS-352R1臺(tái)測量放線5水準(zhǔn)儀DSZ21臺(tái)測量放線6力矩扳手1000kn1套檢測螺栓緊固狀態(tài)7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)施工中主要執(zhí)行的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)有：《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205《鋼網(wǎng)架螺栓球節(jié)點(diǎn)用高強(qiáng)螺栓》GB/T169397.2網(wǎng)架安裝工程質(zhì)量允許偏差網(wǎng)架施工質(zhì)量允許偏差和檢查方法見表7.2-1。表7.2-1網(wǎng)架施工質(zhì)量允許偏差和檢查方法項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差（mm）1支撐面頂面位置15頂面標(biāo)高0-3頂面水平度L/10002支座螺栓中心偏移±53相鄰支座高低差±34中拼單元允許偏差單元長度≤20m±10（單跨）±5（多跨）單元長度＞20m±20（單跨）±10（多跨）5桿件中心允許偏差±56桿件安裝累計(jì)允許偏差±107螺栓球中心偏差±57.3質(zhì)量保證措施7.3.1在整個(gè)網(wǎng)架安裝過程中，要注意下弦球的墊實(shí)，軸線的準(zhǔn)確性，高強(qiáng)螺栓的擰緊程度，撓度及幾何尺寸的控制。7.3.2螺栓應(yīng)擰緊到位，不允許套筒接觸面有肉眼可觀察到的縫隙。7.3.3桿件不允許存在超過規(guī)定的彎曲。7.3.4已安裝的網(wǎng)架零件表面清理干凈，完整，不損傷，不凹陷，不錯(cuò)裝，對號(hào)準(zhǔn)確，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)裝要及時(shí)更換。7.3.5網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)中心偏移不大于1.5mm，且單錐網(wǎng)格長度不大于±1.5mm。7.3.6整體網(wǎng)架安裝后縱橫長度不大于Ｌ／2000，且不大于25mm，支座中心偏移不大于L/3000且不大于30mm。7.3.7相臨支座高差不大于15mm，最高與最低點(diǎn)支座高差不大于30mm。8.安全措施8.1施工的人員必須熟知本工種的安全技術(shù)操作規(guī)程，特種作業(yè)人員必須持證上崗。8.2當(dāng)遇到6級以上大風(fēng)或暴雨、濃霧天氣時(shí)應(yīng)暫停施工。應(yīng)做好施工現(xiàn)場人員及有關(guān)設(shè)備、設(shè)施的撤離、轉(zhuǎn)移及加固工作，確保人、機(jī)、設(shè)施的安全。8.3高空作業(yè)所需的工索具及材料等應(yīng)放在工具箱內(nèi)或臨時(shí)固定，嚴(yán)禁上下拋擲工具及物體。8.4現(xiàn)場用電嚴(yán)格執(zhí)行《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》，根據(jù)本工程用電量，編制臨時(shí)用電方案，現(xiàn)場臨時(shí)用電必須敷設(shè)三相五線制動(dòng)力線，三級漏電保護(hù)器，做到一機(jī)一閘，電氣設(shè)備的“接地”，“接零”。8.5所有進(jìn)入現(xiàn)場的人員都必須戴好安全帽，穿軟底絕緣防滑鞋。施工人員攀登時(shí)必須寄好安全帶。作業(yè)前認(rèn)真做好安全檢查，排除危險(xiǎn)源，做好各種預(yù)防措施。8.6現(xiàn)場設(shè)置安全警戒標(biāo)志，禁止非施工人員進(jìn)入施工區(qū)，施工人員進(jìn)入現(xiàn)場按規(guī)定必須戴好安全帽，高處作業(yè)人員必須嚴(yán)格執(zhí)行高處作業(yè)操作規(guī)程，并戴好安全帽，正確使用安全帶，穿好防滑鞋，安全帶必須采用“五點(diǎn)雙鉤式”，網(wǎng)架作業(yè)面較高，人員上下采用防滑型安全軟梯，軟梯沿網(wǎng)架外部桿件進(jìn)行鋪設(shè)，上部掛于網(wǎng)架頂端，下部固定于地面地鉚，中間部分每隔3m固定一道與網(wǎng)架上，作業(yè)面上操作時(shí)，設(shè)置安全繩；操作人員必須穿防滑鞋。8.7高空安裝的物品（螺栓