某体育馆球型螺栓节点钢结构网架施工工艺

球型螺栓节点钢结构网架施工工艺

一、前言

球形螺栓节点网架结构的特点是跨度大，自重轻，支撑体系设计复杂，技术含量高，施工难度大。随着目前国内网架钢结构在大型公共建筑、场馆建筑的广泛应用，对网架结构的安装也提出了更高的要求。因此，研究曲面球形钢结构网架施工工艺及其质量通病的防治对于同类型工程的设计、施工和使用都具有深远的意义。

中铁**局集团XX建安分公司通过多方借鉴国内钢结构施工的先进经验，大胆创新，在XX大学体育馆工程钢结构施工中运用高空散装法，通过实践取得了良好效果，钢结构完成后受到了各方好评，经总结形成本工艺。

二、工艺特点

（一）钢结构构件在工厂加工制作，机械化生产，运至工地就位现场拼装，安装效率高。

（二）自重轻，成本低，安装便捷。

（三）建设周期短，造型美观，抗震性能好。

（四）质量要求高，采用钢结构网架与稳定性较高的支撑体系共同作用，各构件间采用高强螺栓连接，与主体混凝土拱间局部采用焊接连接。

三、适用范围

本工艺适用于跨度大、高度高、空间结构复杂的钢结构网架建筑施工。

四、工艺原理

钢网架结构是一个由很多构件组成的空间体系，主要包括不同型号的杆件、螺栓球、支座、檩条、马道等。这些零部件委托专业厂家生产，杆件采用高频电焊钢管，螺栓球节点采用45号钢。钢结构网架安装采用高空散装法，借助于吊车等吊装工具分类分区就位堆放，根据施工图纸的平面尺寸、空间结构特点，轴线标高控制线在施工现场进行拼装，安装顺序为先安装中区，然后安装东、西两侧，每个独立分区安装的顺序均由建筑物对称轴H轴向两侧推进安装，单元间拼装完成时采用倒链和千斤顶进行安装精度调整和校正。

五、施工工艺

（一）工艺流程

测量放线定位→调整预埋件→支撑体系搭设→半成品堆放→安装对称轴上的构件→调整杆件位置→对称轴局部网架调整→向两侧对称推进→支座焊接→马道安装→支托安装→主檩条安装→天沟安装→涂装→屋面底板安装→次檩安装。

（二）施工工艺

1、测量放线工作包括对建筑物轴线的复核，预埋件偏移情况的检查，尤其在本工程中标高较复杂，控制标高的引测工作尤为重要。

2、本工程中预埋件种类较多，拱内侧及东、西区弧梁上为平板埋件，拱下为预埋螺栓，各处标高均不同。在安装钢结构前需认真复核，如有偏差，须进行处理。

3、支撑体系的选择与优化

支撑体系是施工中需要重点研究的课题之一，在选用时应考虑其安全性、稳定性、可操作性和经济性等综合因素，还要考虑与钢网架结构安装工作的衔接问题，本工艺按照碗扣式脚手架方案编制。

支撑体系采用扣件式脚手架，编制相应的搭设方案，并根据图纸将网架标高控制点搭成井字架，支撑点设在下弦节点处。

4、半成品运至现场，经探伤合格后应吊至作业区，所有材料分类分区堆放在脚手架作业平台上，但不允许集中荷载堆放。

5、杆件及配件应根据编号按图纸进行安装，按对称轴由一侧向另一侧安装，安装过程应不断复核各点位置。

6、安装一旦发生偏差，应立即进行调整。标高用千斤顶上下调整即可，平面位置应将千斤顶支成75°左右角度，向图纸位置校正，直到调整到正确位置。

7、确认无误后向两侧对称推进进行大面积安装，在安装过程中要严格复检杆件尺寸及螺栓球偏差，每三根杆件应复查其总尺寸，并随时检查基准轴线、

位置、标高及垂直偏差，并应及时校正。

8、安装完成并复核无误后，进行支座焊接工作，焊接顺序同安装顺序，采用围焊。

9、马道安装流程为：制作→防腐涂装→吊装→补涂油漆。

即选一平整场地作为加工平台，根据图纸要求将构件进行拼装，将工厂制作好的马道面与栏杆以及吊杆、槽钢焊接连接起来，采用卷扬机提升吊装，吊点选择为螺栓球或螺栓球旁边杆件上（不超过0.2m），构件就位后人站在网架上将槽钢与下弦球正下方螺杆用螺栓紧固连接，制作完成后进行油漆涂刷。

10、支托安装：

支托采用与球节点螺栓连接的方式，安装时应按编号逐一安装。

11、檩条与螺栓球上部安装的支托焊接，安装时确保平直成线。单元平面保持在同一个平面内。

12、天沟安装：

在安装屋面主檩条的时候同步进行钢天沟的安装，钢天沟连接处必须满焊并保证错缝在允许范围内，由于钢天沟现场切割精度不是很好把握，可以对两段缝隙较大的天沟接缝采用加衬板方法焊接。

本工程采用天沟自然排水。

13、涂装工程

（1）除锈：

所有钢构件表面喷射或抛射除锈，除锈等级为Sa2.5级，除锈后应立即涂装防腐

（2）涂装防腐：

涂装前应对涂料验收，确认符合设计要求，然后开桶、搅拌、配比、熟化、稀释、过滤。涂装、遍数、涂层厚度均应符合设计要求，涂装时的环境温度和相对温度应符合涂料产品说明书的要求。本工程中水性无机富锌底漆一道，厚度50μm，环氧云铁漆一道，厚度30μm，丙烯酸聚氨酯面漆两道，每道厚50μm。

钢构件防火涂层：防火涂料耐火极限不小于1.5小时，涂装前构件表面不得有焊渣、焊瘤、油污、水、毛刺等。

涂装应均匀，色泽一致，无明显其皱、淋挂、附着应良好。

14、压型钢板的安装遵循以下原则：

中区横向自一侧拱往另一侧拱顺序铺设，纵向由钢天沟处向内外铺设；东、西区各自由钢天沟将屋面分为两部分，靠近拱部分横向自天沟侧往拱方向铺设，纵向自天沟搭接处往外铺设，另一部分横向自对称轴线处往两侧铺设，纵向自与天沟搭接处往外铺设；边铺设边调整位置边固定，下层板搭接要按安装要求达到200mm，上层板搭接长度达到350mm，屋脊处过度自然，没有折痕；次檩条安装在下层板上位于主檩条上方与主檩条平行，由自攻钉在下层板每个波峰位置固定，并在支托正上方焊接一根100mm长角铁和次檩条自攻钉连接。

15、泛水板和滴水板由拉铆钉与屋面板连接，并作密封胶或密封胶带。

六、劳力组织及方案实施情况

方案制定后，项目部进行了劳力组织分析，一共组织焊工5人，安装工35人，架子工24人，吊装共7人。开工时正值冬季施工，焊接工作实施时困难较多。由于XX地区多风且风力较大，钢板导热系数大，中区两侧预埋件钢板又全部镶嵌在混凝土中 ,预热后，热量很快散失，其它保温方法投入过大，而且焊缝为立焊和部分仰焊，再加上大风使施工难度大。在低温下操作质量很难保证，加上XX地区连续低温造成拱混凝土强度增长过慢，项目部调整计划，网架安装顺序改为东区、中区、西区依次进行，其余未作调整。东、西区预埋板焊缝为平焊，施工难度较小，防风保温措施易实现。

支撑体系经反复核算后采用了增加节点构造，减少立杆用量的方式，即在网架球节点处增加格构式立杆，其余立杆间距增大为1800mm，在保证安全的前提下，尽量减少周转料的投入。

七、机具设备

主要机具配备表

序号设备名称数量

（台）

规格型号备注

1 半自动切割机 3 CG1-3000A 下料

2 交流焊机 5 BX1-300 焊接

3 开坡口机 1 焊接边缘加工

4 抛丸机 1 WRM-2 抛丸除锈

5 汽车吊 1 QY-8 构件安装

6 卷扬机 1 构件吊装

7 水准仪 1 AL328-A 抄平

8 经纬仪 2 BTD-2 定位轴线

9 漆膜测厚仪 1 CMI100 测量涂装厚度

10 超声波探伤仪 1 CTS-22 焊缝无损检测

八、质量控制

（一）技术准备：

针对工程实际情况制定针对性的施工方案、技术交底，请专家对施工方案进行技术性评估及指导；对技术工人进行技术培训，合理组织安排劳力；建立QC全面质量管理体系，全员参加，针对施工中技术难点展开讨论，配合试验发现实际操作中存在的各种问题并逐一解决。

（二)质量保证措施：

1、组织工程技术人员，认真阅读图纸，确定施工中的关键工序，编制施工方案，进行评定。在制作前对所有构件在钢平台上放样，量去实际尺寸。

2、钢结构制作安装过程中，严格执行自检、互检、专检制度，每道工序必须在自检达到标准后，才能进行下一道工序。检验工作落实到人，对不符合质量目标的构件及时标识返修，杜绝不合格品流入下道工序。

3、严格按照设计图纸施工，认真落实技术岗位责任制度和技术交底制度，技术交底要简明易懂。

4、制定严格的材料管理制度，工程所需的原材料、半成品，必须是合格供

应商提供的优质产品，无证产品一律不得进场。

5、网架安装时，施工单位应在平台上弹出网架杆件安装控制线和支座的轴线，于下弦节点位置设置垫木，并对其顶面进行抄平。使下弦球节点搁置在垫木之后，其标高和安装标高应一致。组装完毕撤去垫木后，网架直接搁置到支承面上与支座焊接连接，最后对焊接接头质量进行检查。

（三）质量标准：

本工艺施工质量标准执行设计要求及《钢结构工程施工质量验收规范》。

九、安全措施

1、严格执行《建筑施工安全检查标准》(JGJ59—99)规定的建筑施工现场安全防护标准，现场又明显的安全标志牌。

2、距地面2m以上作业要有防护杆、挡脚板或安全网，架设安全网有专人检查监护，发现不符合要求时，应停止使用并立即整改。

3、临时配电线路按规范要求进行敷设整齐，架空线采用绝缘导线，不得采用塑胶软线，不得成束架空敷设，也不得沿地面明敷设。

4、配电系统实行分级配电，各类配电箱、开关箱安装和内部设置必须符合有关规定，开关电器应标明用途。各类配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨、防尘，箱体涂有安全色标，统一编号，箱内无杂物，停止使用时切断电源，箱门上锁。不得任意接长和调换，工具的外绝缘完好无损，维护和保管由专人负责。

5、所有机械设备必须做到定期检查，机械不得带病工作，非专业人员不得开启机械。

6、大型机械的吊装必须符合规定要求，并办理验收手续，经验收合格后方可使用。

十、工程应用

采用曲面球形钢结构网架施工工艺与其他网架安装方法相比，1、施工工期比计划工期提前4天完成，为紧张的工期赢得了宝贵的时间，为后续工序施工