螺栓球網(wǎng)架施工監(jiān)理控制淺析

李明建 田剛 王文永

北京中鐵誠業(yè)工程建設監(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構，屬于多次超靜定空間結構體系，它改變了一般平面架結構的受力狀態(tài)，能夠承受來自各方面的荷載。鋼網(wǎng)架結構形式新穎美觀，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)結構屋面就是采用節(jié)段拼裝后頂推就位技術。

2 工程概況

新建玉磨鐵路普洱站為線側下式站房，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構、候車廳屋面鋼網(wǎng)架結構，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件，結構平面尺寸54m×108m，網(wǎng)架最大安裝標高為27.918m，最大跨度為54m。鋼結構頂推滑移范圍為結構的A～G軸×3～14線間，網(wǎng)架桿件為Φ60×3.5 ～245×16.0mm 無縫鋼管，材質除施工圖單獨注明外均采用Q355B 結構鋼，網(wǎng)架總重量約為430t。

3 網(wǎng)架制作技術質量控制要點

材料、構配件執(zhí)行國家法律法規(guī)，按要求通過招標采購，選取技術能力強、質量管控穩(wěn)定、性價比高的專業(yè)企業(yè)制作。為充分確保產(chǎn)品質量，建設或施工、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。其材質應符合設計及GB50011—2010（2016 修訂版）3.9.2.3 條的要求，進場材料、構配件應同時提報出廠合格證、檢驗報告等質量證明文件。

3.2 螺栓球的制作

螺栓球節(jié)點加工的質量和精度為質量控制源頭，直接影響到網(wǎng)架結構的安裝進度和安裝質量，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量是決定工程質量好壞的關鍵，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)質產(chǎn)品，并提供原材質量證明書和產(chǎn)品合格證。工廠加工重點控制桿件和封板錐頭的焊接質量，大部分工廠采用自動焊技術，焊縫質量基本能得到保證，但還是應特別重視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、黏度等外觀質量要求。

4.2 涂裝

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

為保證桿件油漆涂裝質量，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

加強鋼結構構件成品保護。一是加強防腐質量控制，防腐必須符合相關要求方能出廠；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，構件入場后設置專門存放庫，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 深化設計

按照設計、驗標及規(guī)范要求，必須按現(xiàn)場設計施工條件、特點對鋼結構施工進行深化設計，特別細化各個節(jié)點施工要求，明確技術參數(shù)，對構件位置沖突，與設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。深化設計圖按要求報送原設計單位審查，報送建設單位批準后執(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)工程結構特點，按照深化設計施工要求，施工單位組織編制專項施工方案，按照《住房城鄉(xiāng)建設部令第37 號》組織專家會審查。通過專家會議反復比選，采用搭設施工平臺進行鋼網(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→預埋件安裝→操作平臺搭設→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)架結構不錯施工方法。

5.3 施工設備檢驗

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量進行嚴格檢驗，不合格材料不得入場。

②本工程一層結構頂標高為6.7m，板厚為120mm，設計荷載為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荷載要求。

5.4.2 搭設要求

①滿堂平臺架體搭設位置3 ～5/A ～G 軸，平臺從標高6.7m 開始搭設，搭設尺寸為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，搭設高度局部最高約為20m。

腳手架搭設至網(wǎng)架底部標高-200mm 時，在架體最上一層橫桿上分層鋪設跳板作為施工人員的操作平臺，平臺下部2m 位置鋪設水平兜網(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一道水平拉桿，水平拉桿、掃地桿應采用對接，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沿縱橫向設置一道水平拉桿，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)設置，搭接長度不得小于1000mm,并采用3 個旋轉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構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，地面周邊設置圍欄及警示標志，并在各出入口設專人看守，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，先按照設計要求將螺栓球、弦桿帶等構件一一擺放就位，以此為安裝平面，再將腹桿擺放就位，復查構件規(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，方式同12-14 軸。

5.5.3 安全質量措施

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拼裝平臺架搭設完成后，必須復核架體界面、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計等要求進行，對號入座。

④安裝過程中嚴禁對各構件進行敲砸，損壞構件或造成構件產(chǎn)生變形，保護到位情況下采用木質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，應及時查清原因，聯(lián)系生產(chǎn)商或設計明確整改措施，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，排查結構各節(jié)點是否滿足技術要求，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，確保結構安全。

6 結語

因本工程場地限制，鋼結構網(wǎng)架施工充分利用塔吊施工便宜，采用網(wǎng)架支座面上搭設平臺拼裝、液壓同步頂推滑移就位技術，滿堂腳手架拼裝屋面懸挑施工方式，滿足了施工進度需要。該技術避免了大批量滿堂腳手架的搭設及大型機械設備的使用，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。