李明建 田剛 王文永

北京中鐵誠業(yè)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，中國·北京 100077

1 引言

螺栓球節(jié)點網(wǎng)架是一種新型的屋蓋承重結(jié)構(gòu)，屬于多次超靜定空間結(jié)構(gòu)體系，它改變了一般平面架結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，能夠承受來自各方面的荷載。鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式新穎美觀，桿件規(guī)律性強，整體性好，空間剛度大，抗震性能好，桿件之間采用螺栓連接，便于安裝，操作簡便，受力明確，其施工方法多為高空散裝法、分塊安裝法、提升法、頂推法等。普洱站站房鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)屋面就是采用節(jié)段拼裝后頂推就位技術(shù)。

2 工程概況

新建玉磨鐵路普洱站為線側(cè)下式站房，中心里程DK269+570.000，建筑層數(shù)為地上兩層，局部地下一層，建筑面積為11998.7m2，最高聚集人數(shù)為1500 人。房屋主體鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、候車廳屋面鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，屋面鋼網(wǎng)架為正放四角錐螺栓球（局部焊接球）節(jié)點網(wǎng)架型式，下弦多點支撐。

鋼網(wǎng)架以框架柱作為支撐構(gòu)件，結(jié)構(gòu)平面尺寸54m×108m，網(wǎng)架最大安裝標高為27.918m，最大跨度為54m。鋼結(jié)構(gòu)頂推滑移范圍為結(jié)構(gòu)的A～G軸×3～14線間，網(wǎng)架桿件為Φ60×3.5 ～245×16.0mm 無縫鋼管，材質(zhì)除施工圖單獨注明外均采用Q355B 結(jié)構(gòu)鋼，網(wǎng)架總重量約為430t。

3 網(wǎng)架制作技術(shù)質(zhì)量控制要點

材料、構(gòu)配件執(zhí)行國家法律法規(guī)，按要求通過招標采購，選取技術(shù)能力強、質(zhì)量管控穩(wěn)定、性價比高的專業(yè)企業(yè)制作。為充分確保產(chǎn)品質(zhì)量，建設(shè)或施工、監(jiān)理單位可采取派員駐廠監(jiān)督建造，同步實施必要的檢測手段，不合規(guī)產(chǎn)品不予出廠[1]。

3.1 材料及構(gòu)配件

螺栓球網(wǎng)架材料主要有桿件、螺栓球、高強度螺栓、封板錐頭、套筒等。其材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計及GB50011—2010（2016 修訂版）3.9.2.3 條的要求，進場材料、構(gòu)配件應(yīng)同時提報出廠合格證、檢驗報告等質(zhì)量證明文件。

3.2 螺栓球的制作

螺栓球節(jié)點加工的質(zhì)量和精度為質(zhì)量控制源頭，直接影響到網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的安裝進度和安裝質(zhì)量，因此螺栓球加工是重點。螺栓球加工工藝流程如下：

原材料檢驗→毛坯下料→坯料加熱→鍛造成型→鍛后加熱→坯球檢驗→基準面銑床加工→基準孔加工→螺孔平面切削→螺栓孔加工→檢驗標識→噴涂發(fā)貨。

加工廠一般購買球坯進行二次加工，控制要點主要是螺栓孔精度。螺栓球螺栓孔加工精度、螺紋公差必須符合GB197—2018《普通螺紋公差與配合》國家標準中6H 級精度的規(guī)定。為保證加工精度，每枝絲攻的累計加工使用次數(shù)原則限定為200 次，達到200 次前即報廢，滿足絲攻的自身精度要求。

3.3 網(wǎng)架桿件制作

網(wǎng)架桿件的加工精度和質(zhì)量是決定工程質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，網(wǎng)架桿件兩端多為鍛造錐頭和平面封板錐頭，通過端部高強螺栓與螺栓球連接，桿件主體為焊管，規(guī)格為Φ60×3.5 ～Φ245×16.0mm，桿件兩端的錐頭或平面封頭利用圓鋼加工而成，與桿件主體全熔透焊接。桿件加工中所用的封板、錐頭、高強螺栓由加工廠都是直接采購，采購時要選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，并提供原材質(zhì)量證明書和產(chǎn)品合格證。工廠加工重點控制桿件和封板錐頭的焊接質(zhì)量，大部分工廠采用自動焊技術(shù)，焊縫質(zhì)量基本能得到保證，但還是應(yīng)特別重視Φ159 及以上等大直徑桿件焊接出現(xiàn)融合不好的情況，本工程這類直徑桿件較多，因此必須全數(shù)進行超聲波探傷檢測，確保焊接質(zhì)量可靠[2]。

4 網(wǎng)架防腐控制要點

4.1 除銹

原則選擇全自動立式拋丸機，采用噴射或者拋射除銹方法，必須比較徹底清除鋼材表面可見油脂和污垢，氧化皮、銹跡和油漆涂層等附著物，最大限度殘留痕跡僅是點狀或條紋狀輕微色斑，確保涂裝平整度、黏度等外觀質(zhì)量要求。

4.2 涂裝

站房工程設(shè)計為50年合理使用年限，要充分考慮耐久性及維保條件，由此對鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量要求較高，高質(zhì)量防銹涂層是保證建筑物使用壽命重要保證。根據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計表明，各種影響涂裝質(zhì)量因素中，表面處理質(zhì)量的影響程度占到50%。在大量工程實踐中，鋼材涂層損壞大多由于表面處理質(zhì)量不過關(guān)，出現(xiàn)涂層剝落、返銹等現(xiàn)象，嚴重影響使用壽命、結(jié)構(gòu)安全，增加運營及維護成本。

為保證桿件油漆涂裝質(zhì)量，本項目采用高壓無氣噴涂施工方法，提高工作效率，確保了涂層平整、光華、致密質(zhì)量，克服刷痕、滾痕和顆粒等觀感問題。高壓無氣噴涂工藝能使涂料顆粒與噴涂面形成咬合，增強涂料附著力，延長使用壽命，使拐角、空隙和凹凸不平部位同時涂刷到位[3]。

4.3 成品保護

加強鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品保護。一是加強防腐質(zhì)量控制，防腐必須符合相關(guān)要求方能出廠；二是加強運輸期間管理，通過包裹措施加強防護，避免碰撞傷害；三是加強現(xiàn)場存放管理，構(gòu)件入場后設(shè)置專門存放庫，做好支墊及覆蓋保護，避免雨水滲漏；四是加強吊裝保護管理，做好吊點進行支墊、軟包保護，避免碰撞；五是加強施工管理，避免堅硬物體敲擊、電焊等傷害。

5 網(wǎng)架安裝控制要點

5.1 施工準備

5.1.1 深化設(shè)計

按照設(shè)計、驗標及規(guī)范要求，必須按現(xiàn)場設(shè)計施工條件、特點對鋼結(jié)構(gòu)施工進行深化設(shè)計，特別細化各個節(jié)點施工要求，明確技術(shù)參數(shù)，對構(gòu)件位置沖突，與設(shè)計單位一道確認處理措施，并通過施工圖進行充分細化，確保施工順利進行。深化設(shè)計圖按要求報送原設(shè)計單位審查，報送建設(shè)單位批準后執(zhí)行。

5.1.2 報批專項方案

因本站房網(wǎng)架面積大，為雙坡向屋面，兩邊均有建筑物，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點，按照深化設(shè)計施工要求，施工單位組織編制專項施工方案，按照《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部令第37 號》組織專家會審查。通過專家會議反復(fù)比選，采用搭設(shè)施工平臺進行鋼網(wǎng)架分段拼裝作業(yè)，分段逐步滑移到位方法施工。

5.2 嚴格施工流程

5.2.1 確定施工流程

吊車進場→預(yù)埋件安裝→操作平臺搭設(shè)→滑移軌道安裝→網(wǎng)架材料到場→12-14 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→11-12 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→10-11 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→9-10 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→8-9 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→7-8 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→6-7 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→5-6 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→4-5 軸網(wǎng)架拼裝→滑移→3-4 軸網(wǎng)架拼裝→整體網(wǎng)架卸載、固定、驗收→滑移系統(tǒng)、操作平臺拆除。

5.2.2 安裝順序控制

①先安裝14 軸線兩排下弦，第一拼裝單位為12-14 軸，安裝完成后補A 軸外挑，單元一整體頂推后開始第二單元組裝。

②第二單元拼裝為11-12 軸，單元二整體頂推到位后進行第三單位組裝。

③重復(fù)采用此方法，直至安裝完成。

該施工工藝效率增高、成本低廉、安全可控、檢驗方便，是作為大面積鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不錯施工方法。

5.3 施工設(shè)備檢驗

根據(jù)專項方案，選用的液壓爬行器型號為XY-HY-50型，額定頂推力為50t，網(wǎng)架滑移時共設(shè)置4 臺液壓爬行器，總頂推力200t；屋面網(wǎng)架滑移總重量約為430t，滑移底座與滑移軌道間摩擦系數(shù)取0.15，荷載不均勻系數(shù)取1.2，所需總頂推力F=1.2×0.15×430=77.4t。推力滿足滑移施工的要求。

5.4 施工平臺搭拆

5.4.1 架體參數(shù)

①考慮到鋼網(wǎng)架施工貨載大具體實際情況，本工程嚴格了采用φ48×3.0（壁厚3.0）鋼管、φ30mm 型可調(diào)頂托、200×4000×50 松木枋材，進場前對材料壁厚等質(zhì)量進行嚴格檢驗，不合格材料不得入場。

②本工程一層結(jié)構(gòu)頂標高為6.7m，板厚為120mm，設(shè)計荷載為2.1kN/m2。經(jīng)計算網(wǎng)架安裝過程中荷載為1.0kN/m2，腳手板荷載0.1kN/m2，腳手架自重0.5kN/m2，施工總活載約1.6kN/m2，混凝土現(xiàn)澆板荷載滿足腳手架搭設(shè)荷載要求。

5.4.2 搭設(shè)要求

①滿堂平臺架體搭設(shè)位置3 ～5/A ～G 軸，平臺從標高6.7m 開始搭設(shè)，搭設(shè)尺寸為52m×18m，并逐漸隨著網(wǎng)架下弦變化進行架體的調(diào)整，首先安裝12-14 軸網(wǎng)架，腳手架平臺見。安裝完成4-14 軸網(wǎng)架后調(diào)整腳手架尺寸，腳手架頂部尺寸為52m×4.8m，搭設(shè)高度局部最高約為20m。

腳手架搭設(shè)至網(wǎng)架底部標高-200mm 時，在架體最上一層橫桿上分層鋪設(shè)跳板作為施工人員的操作平臺，平臺下部2m 位置鋪設(shè)水平兜網(wǎng)進行防護。

②立桿全部采用對接并錯開連接，掃地桿與頂部水平拉桿之間距離在滿足設(shè)計所確定的水平拉桿步距要求條件下，進行平均分配確定步距，在每一步距處縱橫向各設(shè)一道水平拉桿，水平拉桿、掃地桿應(yīng)采用對接，并與周邊抱柱連成一個整體。板底龍骨為木方，長度同架體4.8m 跨度，用可調(diào)頂托進行支撐，可調(diào)支托底部的立柱頂端應(yīng)沿縱橫向設(shè)置一道水平拉桿，保證自由端不得超過500mm、頂托伸出鋼管頂部長度不得超過200mm。

③剪刀撐采用搭接，水平剪刀撐在掃地桿上、平臺底最上一道水平桿位置及不大于6m 等位置連續(xù)設(shè)置，豎直剪刀撐為支撐體系外圍立桿位置連續(xù)布置，內(nèi)部縱、橫向每5-8m 由底至頂連續(xù)設(shè)置，搭接長度不得小于1000mm,并采用3 個旋轉(zhuǎn)扣件分別在距離桿端不小于100mm 處進行固定及加固；掃地桿離地200mm，縱橫兩向布置，縱橫向與所有立桿均要連接，立柱下墊木均采用50mm 厚木板。

5.4.3 拆除要求

①滿堂式操作平臺待鋼結(jié)構(gòu)施工完成后進行拆除，拆除操作平臺前，編制周密的拆除方案，經(jīng)報批后按方案拆除。

②拆除前全面對作業(yè)人員進行安全技術(shù)交底，對經(jīng)過一段時間使用的平臺架全面檢查，檢查架體扣件連接、剪刀撐等的安全可靠性，對已松動的扣件、桿件應(yīng)加固好后再上架子，并且清除周邊地面障礙物。

③拆除架子時，地面周邊設(shè)置圍欄及警示標志，并在各出入口設(shè)專人看守，嚴禁一切非作業(yè)人員入內(nèi)、靠近。

④拆除順序應(yīng)從上往下進行，先搭的后拆，嚴禁上下同時作業(yè)，拆除的各構(gòu)配件及時運送至地面，嚴禁存放于架體上。

⑤作業(yè)人員必須佩戴安全帶、安全帽等防護用品，安全帶高掛低用，防止安全帶掛在松動桿件上，系牢安全帽，防止彎腰、埋頭脫落。

5.5 拼裝質(zhì)量控制

5.5.1 總體部署

先拼裝12-14 軸線，整體平推滑移9m 后開始第二單位組裝，第二單元拼裝完成11-12 軸，再整體平推滑移9m 后開始第三單位組裝，類似方法直至完成拼裝。

5.5.2 網(wǎng)架拼裝

①本工程螺栓球小拼錐體一般由一個節(jié)點連接四根桿件（腹桿、弦桿各二）組成（個別由一球三桿）。明確分工分組進行，先按照設(shè)計要求將螺栓球、弦桿帶等構(gòu)件一一擺放就位，以此為安裝平面，再將腹桿擺放就位，復(fù)查構(gòu)件規(guī)格無誤后編號備用。

②架上先安裝14 軸線兩排下弦，再對從A 軸布通G軸線的三腳錐進行拼裝。第一拼裝單元為12-14 軸，安裝完成后補A 軸外挑。利用液壓同步頂推滑移系統(tǒng)將單元一整體頂推9m 后，進行第二單位組裝。

③拼裝第二單元前先對第一單元組裝平臺進行修改，第二單元主要拼裝11-12 軸網(wǎng)架。拼裝方式與第一單元一致，利用液壓同步頂推滑移系統(tǒng)將單元二整體頂推9m 后進行第三單位組裝。

④各單元同方法拼裝滑移就位，至5 軸線后需再次對平臺架進行改裝搭設(shè)，方式同12-14 軸。

5.5.3 安全質(zhì)量措施

①拼裝開始前需根據(jù)實際情況對拼裝平臺架進行模擬計算，確保剛度、強度及穩(wěn)定性滿足拼裝要求。

②拼裝平臺架搭設(shè)完成后，必須復(fù)核架體界面、位置、標高等，確保架體不偏移、不侵限，標高符合要求。

③各構(gòu)件必須分門別類編號，拼裝時嚴格按軸線、中心線、標高控制線和深化設(shè)計等要求進行，對號入座。

④安裝過程中嚴禁對各構(gòu)件進行敲砸，損壞構(gòu)件或造成構(gòu)件產(chǎn)生變形，保護到位情況下采用木質(zhì)撬棍等工具使其就位。

⑤拼裝過程中若發(fā)現(xiàn)尺寸有誤、螺栓孔錯位等問題，應(yīng)及時查清原因，聯(lián)系生產(chǎn)商或設(shè)計明確整改措施，嚴禁擅自處理。

⑥每單元或整體拼裝完成及時清污、封孔、防腐細部工作，排查結(jié)構(gòu)各節(jié)點是否滿足技術(shù)要求，開展沉降觀測。

⑦及時對焊接接頭進行無損檢測，存在問題立即處理，確保結(jié)構(gòu)安全。

6 結(jié)語

因本工程場地限制，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架施工充分利用塔吊施工便宜，采用網(wǎng)架支座面上搭設(shè)平臺拼裝、液壓同步頂推滑移就位技術(shù)，滿堂腳手架拼裝屋面懸挑施工方式，滿足了施工進度需要。該技術(shù)避免了大批量滿堂腳手架的搭設(shè)及大型機械設(shè)備的使用，節(jié)約了資源避免浪費，進而為工程項目創(chuàng)造較好經(jīng)濟效益。