(中交三公局第二工程有限公司 天津 301800)
摘要:随着钢网架工程日益彰显出其在建筑行业中的重要地位,因此普遍受到了人们的关注。文章首先就一工程实例阐述了钢网架工程的特点,结合施工工艺探讨钢网架在建筑施工中的实际应用情况,希望对同类工程提供帮助。
关键词:钢网架;土木工程
1 项目概况
本项目位于广西壮族自治区桂林市,地处湘桂走廊的南端,地形地貌以山地丘陵为主,属中亚热带季风气候,四季分明,雨量充足,年平均降雨量1926mm。当地主导风向为北东风,多年平均风速为2.8m/s,最大风速为28.3m/s;年平均气温在18.7℃,最低气温为-4.9℃,最高气温为38.5℃。本项目为一新建单体水域训练馆,地上一层,局部二层,建筑高度23.5m(室外地面至坡屋顶高度);结构形式为钢筋混凝土框架结构,屋顶为正方四角锥螺栓球节点钢网架,屋面维护结构为支托圆盘上固定檩条的方法,檩条为矩形方管,面板为双层彩色压型夹芯板。
2钢网架的特点
(1)结构稳定。由于钢网架结构中各杆件之间的相互力作用,使得钢网架整体性能非常好,结构稳定。
(2)节约材料。钢网架结构依靠各个杆件的轴向力传递荷载,充分利用了材料的强度,不但节约了钢材,而且降低了本身的重量。一个好的钢网架设计,其用钢量与相同条件下钢筋混凝土结构的用钢量相差不多,相比之下就可以节省出大量的混凝土,可减轻自重约70%~80%。再者钢网架与普通钢结构相比,又能够节省约20%~50%的钢材。
(3)抗震性能好。由于钢网架结构本身重量轻,地震发生时受到的地震力就小,而且钢材具有良好的延展性,能够吸收地震产生的大量能量,因此钢网架具有优异的抗震性能。
(4)能有效利用空间。钢网架结构空间高度普遍较底,普通钢结构的高跨比为1/8~1/10,而钢网架结构的高跨比仅为1/14~1/20,相比之下能有效降低建筑物高度,充分利用空间。
(5)建设速度快。钢网架结构构件的尺寸、形状基本一致,因此可以在工厂加工大批量的生产,做出来的成品质量好、效率高,大大缩短了项目建设工期。
(6)造型美观。由于钢网架结构重量比较轻,因此能够做出各种平面,也能够设计成各式各样的形状,成品造型美观。
3施工工艺
钢网架按起吊方式先进行分块处理,在地面上先进行组装。整体组装顺序与钢网架起吊安装顺序相同。在拼装钢网架时,先进行拼装中间网格下方的下弦网格,再将上弦球与上弦杆、腹杆组合成一球三杆或四杆的一个小单元,然后通过汽车吊吊装,将每根杆件与相应的螺栓球手动连接。
3.1螺栓球网架拼装技术
网架从中间向四周扩散的方向进行组织拼装,先拼装中间位置一个网格的下弦球和杆件,然后拼装这个网架对应的上弦球和斜腹杆,再进行安装下弦一榀的网格,安装顺序依次为腹杆和上弦杆,每次安装时都要进行测量定位,如果中间有难放的杆件,可通过千斤顶轻微顶起网架下弦球进行局部调节。安装时下弦球处要保证垫实,确保下弦节点不会发生位移,同时在安装过程中,利用全站仪对各控制节点进行实时测量和定位。
(1)下弦杆与球的组装:
根据图纸编号,下弦球安装平面处保证垫平垫实,将下弦杆与螺栓球连接并紧固到位。
(2)腹杆与上弦球的组装:
腹杆和上弦球组装形成一个向下的四角锥体,其连接必须收紧,腹杆和下弦球之间的连接不能一次收紧,为后面安装上弦杆留有空间。
(3)上弦杆的组装:
上弦杆的安装顺序应由内到外,先拧紧上弦杆和螺栓球,再拧紧腹杆和下弦球。
(4)网架拼装步骤如下:
设置并抄平平台的支撑(网架应按跨度的1/700起拱)→安装下弦螺栓球→连接下弦杆件→进行腹杆安装→连接第二道网格上的弦杆和腹杆→将两个网格组装成一个基本单元→扩大基本单元→进行腹杆安装→组装成比较稳固的单元→扩大单元。
3.2网架预留拼装单元
为了便于吊装作业,钢网架在地面进行拼装时,应尽量在钢网架安装位置下方进行拼装,但考虑柱子已提前安装完成,因此网架拼装时需要预留空间为方便吊装,同时考虑吊车站位空间。
3.3网架吊装
(1)根据图纸,首先拼装起步架网架。
(2)螺栓球网架装配前,先在网架施工区域下弦球的每个位置放置高约200mm的方木支点,用于支撑和平衡网架下弦杆件和螺栓球。
(3)拼装网架下弦:网架安装组根据图纸安装网架的一侧下弦杆位置的螺栓球,和下弦杆的另一端进行连接,下弦杆和球节点的支撑用提前放置好的方形木支点,直到连接到网架另一侧支座位置上的螺栓球。安排工人将网架的锥体单元组装在网架的下弦上,锥体单元运输到设计的指定位置;工人按照图纸进行上弦杆和腹杆的安装,并将其连接到设计位置,形成整体刚性。安装方向与下弦杆的组装方向相同,将锥体单元安装在相对的支座上后,形成网架的整体刚度。钢网架安装时,用木垫调平下弦球,确保下弦节点保持不动,在装配施工过程中,及时跟踪和监控控制点的空间坐标,并及时调整到设计要求,防止装配误差的逐渐积累。
(4)第一部分起步架的试举和吊装。网架安装完毕进行检查无误后先试挂,试挂结束后,开始吊装。起吊点必须系在网格的上部节点上,严禁将绳子直接系在网架的杆件上。吊装前要对吊装点采取加固措施,防止吊装时发生变形。
(5)起步架钢网架安装完后,对网架支座轴线进行调整,暂时固定支座,这部分网架形成了整体的刚度。网架其它部分采用高空散装的方式进行安装:
①首先,根据施工图纸的顺序、编号,对网格三角形锥体的小单元进行组装。组装方法为:将三角锥体在地面上组装。一个螺栓球和四根杆件组成为一小单元,两个小单元组成一个网格。由吊车依次吊至安装的位置,安装人员在该位置完成上节点的安装工作。进行组装三角锥小单元时,先配装球和杆件,一名工人对准球孔的位置,分别连接好两根弦杆,用扳手或拧紧螺帽,然后连接另一个弦杆,三根杆件都拧紧好后,然后再安装第四根弦杆,最后将网架支托安装到位。在连接的过程中,为了使杆件和螺栓球完全拧好,可以采用边晃动边拧紧的方法。注意组装好的三角锥应整齐堆放,留出车辆和行人通道。安装完成后,检查各连接点位置螺栓是否紧固并且满足要求。
②三角锥体吊装法:将钢网架材料用4根杆件和一个螺栓球组装成一个小单元后,用起重机或塔式起重机将其从地面吊装至设计安装位置。高空部分散装工人将小单元安装到设计的位置。三角锥单元进行吊装时,要注意它的的空间位置,吊装位置与安装位置应保持一致,以便于高空安装人员能够迅速、准确的安装三角锥单元。
③安装三角锥小单元时,在上弦节点和下弦节点处分别安排两个人员,另外安排一个工人调整杆件的稳定,四个安装人员分别在球孔上对好相应的杆件,并同时将杆与球之间的螺栓紧固到位。三角锥小单元装配是一种基于已安装完成网架的高空散装方法,在施工过程中,要确保施工人员人身安全。安全绳临时系在网架栓节点上,安全绳为五点双钩带缓冲式安全带,施工过程中,确保安全带中的一个吊钩始终系在安全绳上,另一个吊钩固定在已安装的网架结构上。
4钢网架的应用
随着我国城市化的大力发展,大跨度建筑数量迅速增加,这对建筑行业钢网架的设计工作提出了更高的挑战。在建筑工程的施工中,采用钢网架设计,不仅可以使建筑物具备更高的跨度空间,而且还具有安装快、造价低的优点,因此在建筑行业中得到了较为广泛的应用。然而,在实际应用过程中,也存在着由于部分钢网设计缺陷而导致建筑物稳定性不足的问题,严重影响了使用安全。为了保证钢网架工程拥有更高的质量,这就要求相关设计人员要严格按照规范标准进行设计,做好设计要点工作,从而为用户建造更加安全可靠的建筑。
5结语
在我国经济快速发展的航道上,建筑行业的发展也呈现出跨越式的现象。基于钢网架工程在建筑行业的重要性,我们要加强对钢网架工程技术的研究和应用,充分发挥出钢网架工程潜在的效益和价值,促进我国建筑行业的高质量发展。
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作者简介:欧阳盼,(1989.5-)汉,男,江西萍乡,本科,助理工程师,主要研究方向:工程施工。