大跨度螺栓球網(wǎng)架結構施工技術

1、大跨度螺栓球網(wǎng)架結構施工技術摘 要：結合天津輕軌休閑娛樂區(qū)車工程 , 詳細介紹了大跨度螺栓球形節(jié)點網(wǎng)架 結構的安裝及施工注意事項。關鍵詞：大跨度螺栓球網(wǎng)架 栓接 施工1 工程概況天津輕軌項目是天津市重點工程 , 其中休閑娛樂區(qū)車站總建筑面積 為 3390m2,車站長 120m,為框架剪力墻結構。屋架為正方四角錐螺栓球形空間網(wǎng) 架結構,其頂部大屋架為 90m×47.5m的長方形,28 根直徑為 1.2m的柱子分布在 站臺兩側,其頂部由 28 個支座支撐整個屋架。網(wǎng)架軸線平面尺寸為 90m×47. 5m, 高度為 1.5m。網(wǎng)架總重 100.4,t 總的節(jié)點數(shù)為 1128個,

2、總的桿件數(shù)為 2464 根。2 屋架結構形式天津輕軌休閑娛樂區(qū)車站屋架外形為平板形 , 屋架采用正交空間桁 架結構體系。主桁架垂直與線路中線方向橫向布置 ,均支承在 10.3m高的 28個 支撐鋼柱上。屋架所有桿件均采用空心圓鋼管 , 節(jié)點采用相貫線直接交匯螺栓球 連接。四周懸挑部分為倒三角形的空間桁架結構 , 懸挑長度為 3.8m。整個屋架 以 28 個弧形支座為支承點 , 支座處節(jié)點采用螺栓球節(jié)點 , 支座選用金屬彈簧抗震 支座。網(wǎng)架四坡起拱 , 起拱高度為 150mm。網(wǎng)架平面如圖 1 所示。3 工程特點及難點 屋架結構是由縱向主桁架、懸挑桁架及支托組成的空間結構。高空 拼裝過程中 ,

3、在屋面拉桿未安裝前各構件的受力狀況與設計受力狀況是不同的 , 施工過程中的主要施工工況需計算核定。 由于工程跨度大、重量大、構件尺寸大 , 在組裝和拼裝過程中的剛 度、穩(wěn)定性、撓度、桿件內力等要進行施工驗算 , 必要時需采取加固措施。 由于工程構件長度及截面尺寸都較大 , 整體連接必須在工地進行 , 這 就要求對施工組織、工廠生產(chǎn)調度、構件運輸調度等問題要精密組織 , 保證工地 順利拼裝。控制屋架下沉量為本工程的難點之一。屋架安裝需要根據(jù)安裝方案 進行工況計算 , 以滿足拆除臨時支撐后的工況內力接近屋架在該階段的設計內 力。屋架材料安裝完畢拆除支撐后 , 中點撓度值應小于 19cm。4 主要施

4、工方法4.1 空心鋼球及鋼管桿件的制作為了保證網(wǎng)架的安裝質量 , 所有空心鋼球節(jié)點和鋼管桿件均在工廠 集中加工。鋼球采用胎膜加工 , 原材料為 45號鋼。采用車床切邊 , 加工允許公差 為:直徑偏差± 1mm球, 橢圓度偏差 <1mm。鋼管桿件長度允許偏差為± 1mm桿, 件端 面與桿軸線必須垂直 ,其允許偏差為 0.5%R（R為鋼管半徑）, 鋼管桿件的最大彎曲 不得大于 1/1000 桿長。4.2 鋼網(wǎng)架的安裝計算機模擬理論為依據(jù)和指導 , 制定了詳細的拼裝方案。根據(jù)工程 結構特點和施工現(xiàn)場平面布置情況 , 在地面搭設腳手架工作平臺 , 在腳手架上平 鋪木板, 然后

5、在腳手架工作平臺上組拼網(wǎng)架 ,網(wǎng)架的拼裝采用空中散裝法進行施 工。根據(jù)網(wǎng)架結構的實際情況和左右對稱的特點 , 為了減小網(wǎng)架在拼裝 工程中的誤差積累 ,整體網(wǎng)架的組拼應從起步單元 8軸、9軸之間開始 ,先組拼 起步單元的縱橫軸 ,隨時校正尺寸 , 在認為起步單元網(wǎng)架無誤后方可從中心向兩 側展開。拼裝過程中由扒桿將桿件吊裝到位 , 在設計位置進行拼裝栓接。(1) 組裝施工平臺首先將原地面進行地基處理 , 確認能夠滿足承載力要求后再搭設腳 手架施工平臺 , 頂面采用 1cm厚木板平鋪 , 平臺平面尺寸應大于網(wǎng)架 1m左右, 施 工平臺頂面標高應低于下層網(wǎng)架標高 300mm。(2) 起步單元的組拼直接

6、將單根桿件、單個節(jié)點拼裝成網(wǎng)架 , 在拼裝過程中每個節(jié)點的 位置都應測量復核。起步單元的網(wǎng)架安裝完成后 ,立即進行自檢 ,保證所有節(jié)點 處的螺栓緊固到位。進行定位電焊 (每個支座處焊接 3 點), 以保證網(wǎng)架在后面的 安裝過程中不產(chǎn)生位移。然后分別以起步單元為中心向兩個方向同時拼裝。(3) 基本單元的拼裝 起步單元以外的網(wǎng)架采用空中散裝法進行拼裝 , 首先拼裝小單元 , 然后再總拼成網(wǎng)架 ,拼裝時把網(wǎng)架根據(jù)實際情況合理地分割成小單元體 , 最后形 成整個網(wǎng)架。首先選擇 1個上弦三角錐 ,用1根上弦水平桿、 3根腹桿和 1個上 弦球拼出 1個符合設計要求的單元錐體 (見圖 2) 。拼裝時應將單元

7、錐體節(jié)點球 處的所有螺栓全部擰到位。拼完此錐體后應進行校正 , 下弦矩形對角線誤差不應 超過 1mm符, 合上述規(guī)定即為合格 , 可以進行下一步施工。(4) 網(wǎng)架的整體拼裝 拼完單元錐體之后即可進行整體網(wǎng)架的組拼。首先按照設計要求安 裝下弦節(jié)點 , 再安裝水平桿件 ,調整無誤后擰緊螺栓。安裝下弦節(jié)點球時 , 為了防 止網(wǎng)架下垂 , 應先在下弦節(jié)點球處搭設臨時支撐架 ,對于有起拱的位置其臨時支 撐架頂面應符合設計標高要求。安裝完下弦桿件即可安裝上弦桿件 , 利用已經(jīng)拼 裝好的單元錐體進行拼裝 ,最后再安裝斜桿 ,經(jīng)調整無誤后擰緊螺栓 , 這樣就拼出 一個完整的整體單元了。之后以此類推 , 拼出整體網(wǎng)架。拼裝過程中應隨時校正 尺寸, 確認符合設計要求后方可進行下一整體單元的安裝。網(wǎng)架拼裝施工工藝流程如圖 3 所示。5 關鍵工序的質量控制5.1 材料 屋架使用的各種材料必須有原材料質量證明書和出廠合格證。鋼材 還應機械性能、化學成分分報告。對材料的規(guī)格、外觀質量、標志、爐號、批 號認真進行驗收。5.2 測量為了保證整個施工過程的誤差處于受控狀態(tài) , 施工中采用了全過程 定點跟蹤測量方法 , 每部分結構都設置了測量控制點。在桿件安裝、螺栓球安裝 過程中,每天早、中、晚各進行 1 次測量并記錄控制點的軸線標高和垂直度誤差 結果, 將結果在分析之后提交給施工人員 , 以便及