大跨度焊接球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

王潔

摘 要：對網(wǎng)狀的定位、施工氣候、溫度對材料的影響、可信賴的操作平臺(tái)、對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形狀控制、預(yù)應(yīng)力的張拉、網(wǎng)架的拼裝以及焊接技術(shù)、網(wǎng)架、主體結(jié)構(gòu)連接制定質(zhì)量控制措施。施工結(jié)束后對網(wǎng)架形狀進(jìn)行觀察與分析、測量結(jié)果是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力；焊接球；形狀

1 引言

介紹了空心球焊接和檢測方法及鋼管的下料等，闡述了鋼網(wǎng)架的拼裝、焊接及吊裝，提出了網(wǎng)架結(jié)構(gòu)涂裝的注意事項(xiàng)及焊接球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)注意的安全問題，以全面提高大跨度焊接球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 網(wǎng)架支座埋件安裝

要遵循網(wǎng)架節(jié)間距離的規(guī)定，把支座埋件置于網(wǎng)架周邊主體框架梁的挑檐上，并根據(jù)主體施工中所用的閉合控制線準(zhǔn)則正確確定位置，此時(shí)還要多次檢查各埋件間的相對位置。埋件被安裝時(shí)，要把錨筋與大梁的架立筋固定，以防在混凝土澆筑過程中埋件移動(dòng)。埋件的標(biāo)高偏差以及水平位置要控制在±3mm左右。

2.2 通過主體施工控制線

確定網(wǎng)架長向與短向最外端的軸線以此來對網(wǎng)架定位，由這4條閉合軸線組成網(wǎng)架的水平控制線。又考慮到氣候、溫度的變化對網(wǎng)架結(jié)構(gòu)總尺寸的影響，應(yīng)該通過網(wǎng)架的水平控制線來確定網(wǎng)架以及其他軸線的位置，以使來使誤差減少到最小將軸線標(biāo)記在支座埋件上，并檢查埋件位置偏移情況及標(biāo)高誤差，核查無誤后方可進(jìn)行網(wǎng)架施工。

2.3 網(wǎng)架的工廠預(yù)制

所有桿件和焊接球材質(zhì)為Q235B，均采用機(jī)械下料，管材加工采用機(jī)床切割，加工完成后再運(yùn)到現(xiàn)場拼裝、焊接。

（1）桿件網(wǎng)架下弦桿和腹桿采用無縫鋼管，兩端均有坡口，下料長度應(yīng)考慮現(xiàn)場焊接前后溫度變化及網(wǎng)架下?lián)蠈U件尺寸的影響。下料后除兩端坡口附近外，桿身均涂刷防銹漆。

（2）焊接球上下弦焊接球均為不加肋空心球。因下弦設(shè)置鋼絞線，下弦球與短跨方向下弦鋼管的球管焊接節(jié)點(diǎn)處應(yīng)開口（稱為穿膛鋼球）。穿膛鋼球開口時(shí)，圓外側(cè)加坡口7×45°。上弦球由球缺及圓形支撐板構(gòu)成，穿膛鋼球及球缺用熱壓工藝制作，先將鋼板下料并加熱至850～900℃，然后采用上下模具熱壓成半球形和球缺形，經(jīng)檢驗(yàn)圓度合格后，修切邊緣及坡口，最后進(jìn)行成品球及球缺與支撐板的焊接。位于支座上方的上弦球應(yīng)與鋼支座焊接在一起。

（3）鋼筋混凝土板鋼筋混凝土預(yù)制板，配筋采用Ⅲ級鋼筋。為保證后續(xù)工序順利進(jìn)行，制作過程中須保證板的幾何尺寸和四角埋件位置準(zhǔn)確，混凝土應(yīng)密實(shí)，板面應(yīng)平整。

2.4 操作平臺(tái)搭設(shè)在施工過程

可近似認(rèn)為網(wǎng)架構(gòu)件自重及施工荷載全部由操作平臺(tái)承受。網(wǎng)架下弦穿膛鋼球按2760mm×2658mm網(wǎng)格分布。經(jīng)驗(yàn)算，操作平臺(tái)架體按排距為1380mm×1329mm，步距為1500mm布置。應(yīng)保證每個(gè)鋼球節(jié)點(diǎn)下部都有1根立桿，盡量使立桿軸心受壓，偏心誤差不應(yīng)大于15mm。同時(shí)通過在球節(jié)點(diǎn)下方的立桿上布置斜拉桿，在大面架體上滿布剪刀撐，架體四周與已有建筑物剛性拉結(jié)，距地面15mm布設(shè)掃地桿，以提高架體的整體穩(wěn)定性。架體搭設(shè)完成后，沿長跨方向密鋪腳手板構(gòu)成操作平臺(tái)。在操作平臺(tái)下方0.5m處，滿布中眼、密眼兩道安全網(wǎng)。

3 網(wǎng)架現(xiàn)場施工

3.1 布設(shè)胎具在操作平臺(tái)

利用已放出的軸線準(zhǔn)確定出上下弦焊接球球心投影位置，并據(jù)此沿短跨方向通長鋪設(shè)槽鋼，槽鋼上設(shè)置調(diào)節(jié)托架，用以支撐焊接球，并在網(wǎng)架拼裝過程中調(diào)節(jié)球體標(biāo)高。

3.2 網(wǎng)架預(yù)拼

（1）為防止拼裝過程中的誤差積累，先在網(wǎng)架長跨和短跨方向的中間各預(yù)拼出1榀網(wǎng)架，預(yù)拼時(shí)隨時(shí)用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀校驗(yàn)整榀網(wǎng)架及各構(gòu)件位置，將誤差調(diào)整到既定的允許范圍內(nèi)，然后以預(yù)拼完成的一榀短跨網(wǎng)架為中心，沿長跨方向向兩側(cè)對稱進(jìn)行各榀網(wǎng)架的預(yù)拼。施工中亦應(yīng)隨時(shí)檢驗(yàn)網(wǎng)架整體、各榀網(wǎng)架及各構(gòu)件的水平位置、標(biāo)高情況，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（2）各榀網(wǎng)架預(yù)拼遵循“先下弦穿膛鋼球及下弦·370·桿，后上弦球缺及腹桿”的原則。上弦球缺用臨時(shí)系桿固定。網(wǎng)架沿短跨方向單向起拱，跨中起拱50mm，支座與跨中間各節(jié)點(diǎn)起拱呈線性變化。

（3）預(yù)拼采用點(diǎn)焊方式，沿鋼管周邊均布3～4個(gè)焊點(diǎn)。

3.3 網(wǎng)架焊接及檢驗(yàn)預(yù)拼

完成8榀網(wǎng)架，并檢驗(yàn)各榀位置準(zhǔn)確后，開始進(jìn)行焊接。網(wǎng)架焊接順序與預(yù)拼順序相同。 應(yīng)遵循由中間向兩端的原則，以減少焊接時(shí)由于溫度變化產(chǎn)生的應(yīng)力及變形。同時(shí)注意施焊至少應(yīng)滯后于預(yù)拼4榀，以防變形后難以合龍。對于較厚焊縫，需分2～3遍焊完，每遍施焊后及時(shí)清理藥皮。本工程焊縫等級為一級，對于全部焊縫均采用CTS-22型超聲波探傷儀進(jìn)行探傷檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合規(guī)范JBJ/T3034.1和JGJ81的要求。

3.4 鋼筋混凝土預(yù)制板的安裝

每塊預(yù)制板四角分別平放在4塊上弦焊接球支撐板上，通過角部埋件與支撐板接觸面滿焊。實(shí)現(xiàn)與上弦球固接，代替上弦桿的作用。支撐板板面除留出板縫的面積外，均分為4部分，放置4塊預(yù)制板的各1個(gè)角。由于預(yù)制板四邊均為斜面，板縫呈楔形，下寬50mm，上寬80mm。安裝預(yù)制板前，先在支撐板上彈出4個(gè)角的位置線，吊裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按位置線擺放。待支撐板與預(yù)制板埋件焊接完成后，在其正上方預(yù)制板面上安放夾板，夾板與預(yù)制板埋件焊接，使所有預(yù)制板連成整體。夾板規(guī)格與支撐板相同，預(yù)制板埋件與支撐板及夾板焊接過程中，由于焊縫較厚較長，為防止埋件附近混凝土受高溫及發(fā)生爆裂，須分段分層焊接。焊接完成后，要對全部焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)，合格后再在板縫中綁扎鋼筋，澆筑比預(yù)制板混凝土強(qiáng)度高兩個(gè)等級（冬施期間）并摻微膨脹劑的細(xì)石混凝土。

3.5 預(yù)應(yīng)力施工在沿短跨方向

所有14道下弦桿中布設(shè)無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力拉索，拉索穿過下弦各穿膛鋼球，采用5束1×715.24（fptk=1860MPa）高強(qiáng)低松弛鋼絞線、VM拉索專用夾片式錨具。待板縫細(xì)石混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后再進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。張拉遵循“從中間向兩邊對稱進(jìn)行，相鄰拉索張拉端錯(cuò)開”的原則，防止網(wǎng)架由于不均勻受力而發(fā)生變形。采用YCN23型千斤頂進(jìn)行張拉。施加預(yù)應(yīng)力的程序?yàn)椋?→10%設(shè)計(jì)值（拉直）→記錄伸長值起始點(diǎn)→50%設(shè)計(jì)值（150kN）→靜停觀察構(gòu)件及錨具咬合是否正常（若有異常情況及時(shí)卸荷進(jìn)行處理）→102%設(shè)計(jì)值（306kN）→記錄伸長值ΔL，錨固→氣割甩頭（外露長度≥300mm）→用鋼套管封堵外露鋼絞線。伸長值按公式ΔL=P設(shè)計(jì)值×L/（AES）進(jìn)行計(jì)算。其中P設(shè)計(jì)值=300kN，ES=1.95×105Nmm2，L為結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)應(yīng)力鋼筋長度（mm），A為預(yù)應(yīng)力鋼絞線的截面積。

3.6 防銹、防火處理張拉結(jié)束

對未涂刷防銹漆的部分（包括上下球節(jié)點(diǎn)、焊口部分及施工過程中防銹漆受損的部分）進(jìn)行涂刷，經(jīng)檢驗(yàn)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求后，再涂刷3遍防火涂料。待這些工作完成并檢驗(yàn)合格后，由中間向兩邊松動(dòng)胎具中的可調(diào)螺栓，拆除操作平臺(tái)。

3.7 變形觀測在操作平臺(tái)

拆除后、網(wǎng)架找平層及裝飾層施工過程中、建筑物投入使用后，采用LeicaNA2+GPM3水準(zhǔn)儀不間斷地對網(wǎng)架下弦節(jié)點(diǎn)進(jìn)行精密水準(zhǔn)儀測量，測量結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求。大跨度復(fù)合預(yù)應(yīng)力焊接球網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)網(wǎng)架；預(yù)應(yīng)力；焊接球；變形采用大跨度預(yù)應(yīng)力焊接球網(wǎng)架，施工中抓住各關(guān)鍵點(diǎn)：網(wǎng)架定位、冬期施工溫度對材料的影響、可靠的操作平臺(tái)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的變形控制、網(wǎng)架拼裝焊接技術(shù)、預(yù)應(yīng)力張拉、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)連接等制定質(zhì)量控制措施。施工后，對網(wǎng)架變形進(jìn)行觀測及分析，測量結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

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