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1、大面积弧形钢网架屋面施工工艺1 概述我公司承揽的永州西火车站综合站房位于洛湛铁路邵永段第七标段 DK324+630 处。本工程采用钢网架屋面，共分三个部分即 A、B、C 三个区，投影面积 4500m2,整体为单面斜坡屋面，高差 12 米，有组织排水。网架表面涂超薄薄型防水涂料，屋面采用 50mm 厚彩色夹心板，设置部分漏空，部分采光带。该网架为 43.25m142.5m，单坡式其坡度为 0.28845，整个网架支承于 83 根钢筋砼框架柱上，柱距以 7.2m 为主。屋架用高强螺栓连接，节点处接触面喷砂处理，以增大摩擦力。再生杆和檩条则用普通螺栓连接。外形见图 1。图 1 大面积弧形钢网架外形图
2、跨度 45 米钢网架坡屋面设计及施工在我公司均属首次，我单位也无施工经验。其主要技术特点是跨度大、坡度大、稳定性差，技术难题多，施工尚处于探索阶段，现将其主要施工工序技术介绍如下。2 主要施工技术2.1 施工流程图见图 2：大面积弧形钢网架屋面施工工艺流程图。图 2：大面积弧形钢网架屋面施工工艺流程图2.2 施工要点原材检验基础验收（预埋件轴线、标高及平整度）钢网架试拼装涂刷防腐漆并检验搭设满堂“人字梯”操作脚手架吊装、拼装小拼单元、组装钢网架对拼装好的钢网架进行验收檩条安装涂刷防腐漆涂刷防火漆并检验吊装安装屋面彩色夹心钢板屋面防水处理、细部处理及垃圾清理2.2.1 原材检验钢网架采用钢管、高
3、强螺栓、螺栓球、套筒、屋面板、封板锥头及焊条均应符合设计要求且应具有质量证明文件及验收报告，所有产品的质量应符合钢网架行业标准JGJ75 的规定。材料表中，所选用规格不得任意替换，若备料确有困难时，须经设计单位同意。螺栓球节点应按设计指定规格的球最大螺栓孔螺纹进行抗拉强度保证载荷试验，当达到螺栓的设计承载力时，螺控、螺纹及封板均完好无损为合格。所有构件须作防锈处理，防腐前应先清除焊渣、飞溅物，并除锈，出厂前和安装后分别涂一层红丹防锈漆。2.2.2 基础验收基础验收包括钢网架预埋件的轴线、表面标高与水平度的检验。钢网架预埋件的轴线和标高是否正确是确保钢网架安装质量的基础，应用经纬仪、水准仪、水平
4、尺和钢尺对其进行复核，并应根据基础的验收资料复核各项数据，并标注在基础表面上。若钢网架预埋件的轴线、表面标高与水平度的偏差超过规范要求时，应及时采取有效措施加以弥补。基础验收时发现网架预埋件的标高和轴线与设计有偏差，采取了凿砼和加钢板重新焊接网架预埋件钢板，经再次验收网架预埋件的标高和轴线符合设计要求，监理同意安装屋面钢网架。2.2.3 钢网架拼装及其验收根据网架单坡高差大的特点，沿安装方向，搭设阶梯式满堂脚手架，这样有利于安装时高差的变化，由 A、B、C 区顺序逐一安装，整体先由 B 轴向上到 J 轴顺序高空散装的方法。2.2.3.1 拼装支架搭设首先根据施工的需要，搭设阶梯式满堂脚手架。由
5、于网架矢高 1.6 米，为便于施工，脚手架搭设在离网架下弦球 300mm处。同时，网架组装时为了每个下弦球的准确定位，相应都要进行支顶，而下弦球各点标高不同，难以搭设统一的标高，因此，考虑搭设踏步为 3m，步高 0.9m 的阶梯式满堂脚手架，这样施工人员离网架上弦最高处 1.9m，正好有利于安装上弦，由低到高进行组装。操作平台搭设好之后应先进行试压，试压稳定无沉降且经校核之后方可进行组装。同时，支架的位置必须对准网架下弦的支撑节点。支架间距不宜过大，以免网架安装过程中产生过大的下垂。支架高度要方便操作，因采用千斤顶调整标高，故支架上表面距网架下弦节点 800mm 左右为宜。2.2.3.2 网架
6、拼装 拼装前的准备工作拼装网架时，为保证其标高和各榀屋架轴线的准确，应先根据基础验收资料，拼装前预先放出网架标高控制线和各榀屋架轴线的辅助线。该网架在施工时，在各网架预埋柱子上预先放出各柱子设计标高的标高控制线，以此来检查和调整网架的标高。并在支承网架的框架各柱子最顶层顶上，用经纬仪前视各轴线柱顶中心线交点，以正倒镜将各榀屋架的轴线延长线标记出来，网架拼装时以此为准检查各榀屋架的轴线偏差。 拼装顺序确定拼装顺序时要避免误差积累并便于安装，另外要考虑结构的受力特点和吊装机械的性能。由于本网架坡度比较大，采用由标高低的一边向标高高的一边安装即由 B 轴到 J轴安装，如果一开始就把支座直接搁置于支承
7、面上，有可能造成安装两三个网格就下滑的现象，为此，改变传统的安装方法，首先把 B 轴线上支座过渡板与预埋件焊接，支座螺栓先拧紧固定，在此基础上再安装，这样才能保证网架不下滑和安装时的整体稳定性，从而减少了返工现象。本网架的拼装顺序（大箭头表示总的拼装顺序，小箭头表示煤榀屋架的拼装顺序）如图 3 示。总的拼装顺序是从建筑物一端始向另一端以两个三角形同时推进，待两个三角形相交后，即按人字形逐榀向前推进，最后在另一端的正中闭合。每榀屋架的拼装顺序，在开始的两个三角形部分是由屋脊部分开始分别向两边拼装，两个三角形相交后，则由交点开始同时向两边拼装。 拼装工艺根据本网架跨度较大，容易造成安装时挠度过大的
8、特点，主要控制下弦球的标高和位移，上弦球的标高和位移也就相应通过腹杆得到控制。首先在工作平台上组装网架小拼单元，单锥体小拼单元的允许偏差应满足以下规定：弦杆长、锥体高为2.0mm，上弦对角线长度为3.0mm，下弦节点中心偏移为2.0mm；然后弹出或采用拉线的方法找出网架安装的杆件轴线。在下弦节点位置调节千斤顶或垫木，并用水准仪进行抄平，其标高要与设计要求的标高一致。先安装下弦球和杆件，再安装上弦球和上弦杆和腹杆。因为在网架安装中，杆件呀弯是很普遍的现象。为了减少压弯杆件的数量，拼装过程中，不得将螺栓一次拧紧，待安装一排或两排网格单元条并进行精确测量和校正后，方可将高强螺栓全部拧紧到位（并不能彻
9、底拧紧），撤去千斤顶或垫木，使网架支座直接搁置于支承面上。待网架整体全部安装就位后，在每个区的支座最高点分别设 5 个手拉葫芦，固定网架防止下滑，然后在跨中均均匀设 6 个十吨千斤顶把网架整体提升，施工人员对所有的高强螺栓逐一拧紧加固到位，然后撤去千斤顶，再慢慢放开手拉葫芦，使网架就位准确。此措施能够使网架受力均匀，避免局部受力过大，造图 3：网架拼装顺序图成弦杆弯曲。等加足屋面荷载后，把其余支座焊接，螺栓拧紧固定。屋架拼装后，用方木顶住中央竖杆处，用千斤顶顶住屋架中央竖杆下方进行标高调整。其他屋架则随拼装随拧紧高强螺栓，与已拼装好的屋架连接即可。由于螺栓孔径大于螺杆直径，故高强螺栓需随拼装随
10、拧紧，否则会加大网架的下垂。如屋架轴线有误差，可将倒链挂在柱子上端，同时拉动屋架上下弦进行矫正。调整标高用千斤顶，如欲大面积抬高网架，则同时顶升网架下面的千斤顶群。设计时屋架斜腹杆为拉杆，而在千斤顶顶升时变为压杆，为防止其失稳，需要时可用松槁临时加固。 屋面板安装网架安装完后将屋面板檩条焊接固定在网架上，焊缝检查合格后应涂刷防腐漆两道。檩条全部安装完毕并符合技术标准和结构要求后，再从西向东或北向南逐步安装屋面板。采取切边铺法与不切边铺，切边铺法应根据板的排列切割板块搭接处金属板，并将夹心泡沫清除干净，屋角板，泛水板均应事先切割好。面板采取切边铺法时，上下两块板峰应对齐，铺板应挂线铺设，使纵横对
11、齐，长向（侧向）搭接，应顺年最大频率风向搭接。端部搭接应顺流水方向搭接，搭接长度不应小于200mm，屋面板铺设从一端开始，往另一端，同时向屋脊方向进行。每块屋面板两端的支承处的板缝均应用螺栓与网架固定。中间支承处应每隔一个板缝用螺栓与网架固定，钻孔时，应垂直不偏斜，将板与网架一起钻穿，螺栓固定时，先垫好密封带，套上橡胶垫板与不锈钢压盖一起拧紧。铺板时，两板长向搭接间应放置一条通长密封条，端头应放二条密封条，应连续不得间断。两板铺好后，两板的侧向搭接处还得用铆钉连结。屋面板之间檐口须架设一道弦线，确保彩板安装的平直，注意板与板之间的搭接，螺栓间距为 200300mm。不锈钢防水扣槽间的打胶应密实
12、平直，拉铆钉要均匀、顺畅，安装拉铆钉时所用钻头不得大于 5.2mm，以防拉铆钉处出现渗漏现象。随着彩色夹心钢板的逐步安装，要检测屋面板的纵、横向轴线尺寸，当发现有较大偏差时，应停止安装，找出原因，采取措施，防止误差积累造成大的偏差，严禁强行安装，彩色夹心钢板安装的允许偏差项目应符合有关规定。屋面板安装完毕，应保证平整，接槎顺直，板间无施工残留杂物和污物，檐口基本成直线，无未经处理的错钻孔洞，所有连接处应牢固、无松动。屋面板的横向搭接处、纵向搭接处、屋面伸缩缝、与结构相交处（泛水板、天沟、墙体、柱子）及与采光玻璃搭接处的细部处理，均应符合设计及规范要求，并应做好防水处理。钢网架的防雷装置应与主体
13、结构的防雷装置可靠连接。 网架验收施工完毕后，应测量网架的挠度值（包括网架自重的挠度值及屋面工程完成后的挠度），所测的挠度平均值，不应大于设计值的 15%，实测的挠度曲线应存档。网架挠度值观测点的设置：跨度 24m 及以下钢网架结构测量下弦中央一点，跨度24m 以上钢网架结构测量下弦中央一点及各向下弦跨度的四等分点。还应检查网架的纵横向边长偏差和支承点的中心偏移及高度偏差。纵横向边长偏差允许值应为长度的 12000且不应大于 30mm；中心偏移允许值应为网架跨度的 13000且不应大于 30mm；高度偏差允许值：对周边支承的网架相邻点之间，应为相邻支座间距的 1400 且不应大于 15mm，最
14、高与最低点之间，应为 30mm；对多点支承的网架，应为相邻支座间距离的 1800，且不应大于 30mm。屋面网架检查合格后，应进行防火涂料的涂刷，在涂刷防火涂料之前应将多余的螺孔封口，并应用油腻子将所有接缝处填嵌严密、补刷防腐漆两道。 防火涂料涂装基层不应有油污、灰尘和泥砂等污垢，涂刷应均匀无漏涂、误涂现象，涂层应闭合无脱层、空鼓等缺陷。薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。待网架全面检查合格后，应拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。考虑到支承拆除后网架中央沉降最多，故每榀网架按中央、中间和边缘三个区分阶段按比例下降支承，即分 6 次下降，每次下降的数值，三个区的比例是 2：1.5
15、：1。下降支承时要严格控制同步下降，避免由于个别支点受力而使这些支点处的网架杆件变形过大甚至破坏。3 结束语安装采用了阶梯式脚手架，方便了工人施工。最低处的支座首先焊接固定，在安装中这种敢于打破常规的施工方法，是经过多次研究和探讨的结果，为有效控制安装时的网架下滑现象起到了关键作用。下弦球设千斤顶或垫木，并随时跟踪测量，安装时的挠度也有效控制在最低值。确保了网架安装完毕后手拉葫芦固定网架下滑，千斤顶就位后，快速调整网架螺栓，使杆件受力更均匀。保证了安装的质量，加快了工程的施工进度，减少了工程的损失，缩短了正常工期的时间，赢得了设计单位、建设单位及监理的好评，取得了良好的社会信誉和经济效益。在施工过程中，由于施工经验还尚缺，对施工过程的发展还不具备应有的可预见性，造成施工过程中出现了如下两个问题：钢网架基础和屋面板防水施工验收不合格，经整改再次验收合格。通过这次教训，我们开阔了视野，积累了施工经验，为钢网架设计及施工发展奠定了一定的基础。
