大跨度钢网架工程施工工艺及质量控制

   随着建筑对空间和跨度的求不断加大,钢网架结构在建设工程中得到了广泛的应用。但其施工安装工艺较为复杂,因此,如何保证施工质量是关键。本文结合工程应用实例,介绍了钢网架结构的施工工艺,阐述了钢网架结构的质量控制措施,为类似工程供了很好的借鉴。
  关键词 大跨度钢网架;高空拼装法;施工工艺;质量控制;挠度值
  随着我国经济的发展加快,工业现代化也得到迅速发展,建筑物对空间和跨度也不断加大。钢网架凭借着重量轻,承载能力强,可满足大跨度的需,空间结构各异等优势,在工业建筑领域得到较为广泛的应用。但由于钢网架施工安装工艺的不合理,施工质量控制不到位,而导致钢网架坍塌事故,造成严重的生命财产安全损失的案例也不少,因此,加强钢网架结构的施工工艺和其施工质量控制也成为了应用中的一项重内容。
  1 工程概况
  某电厂储煤棚,长为184m、宽为136m、高为27.2m,总建筑面积约为24948m2,棚架用正放四角锥螺栓球节点型平板大跨度钢网架结构,储煤棚屋面和墙面板用钢檩条支撑。
  1 网架安装支撑平台的搭设
  本工程采用高空拼装法施工,高空拼装法由于小构件单元在高空拼装,无需使用大型的起重设备,但需一个合适的支撑操作平台(即满堂脚手架),需用大量的脚手管材料;高空拼装法高空作业工作量大,且操作平台空间有限,属于高危作业。但如果技术措施准备到位,操作合理,可以利用小吊车解决大吊装的问题。
  1.1 支撑平台搭设的一般求
  拼装支架平台是在拼装网架时,用于支撑网架,控制标高和作为钢网架安装操作平台之用。支撑平台的数量和布置方式,取决于安装单元网架的尺寸和刚度,大跨度网架覆盖面积大,支架需数量多,应该在保证拼装质量和方便操作的前下,尽可能减少支架数量,以达到经济效益。支架的位置必须对准网架下弦的支撑节点,支撑平台间距不宜过大,以免网架安装过程中产生过大的挠度。支架高度方便操作,如用千斤顶和木支撑并用调整标高,则支架上表面距离网架下弦节点应为5~7cm。
  1.2 网架安装支撑平台搭设方案
  在本工程中,采用综合承重脚手架进行网架支撑平台的搭设,为了保证支撑平台滑移过程中的整体稳定性和便于操作控制,对滑移牵引力采用1t手动倒链牵引支撑平台,求每次牵引必须同时受力,确保支架平稳滑移。具体方案为
  (1)地基处理
  脚手架搭设处地基为经过水泥搅拌桩地基处理过的地面,因为本工程储煤场区域设计为水泥搅拌桩的地基处理,地面标高为煤场地坪标高。地表面求铺设15~2mm的碎石,并压实,压实度应大于.93,地基承载能力达2kPa。脚手架滑轨部分利用堆取料机轨道,部分另做临时轨道。搭设轨道上的脚手架立杆时,需与焊接在滑槽槽钢上的钢筋头插接。在下滑槽槽钢底部下面,先竖向,后横向满铺设3mm(宽)×5mm(厚)通长木板,需铺设木板宽度为1.2m,这样可以加大地基承载力面积,以确保脚手架在使用和滑移过程中,不会因地面局部应力过大、下沉量超标,而影响架体滑移结构的安全。
  (2)搭设操作平台
  从地面开始,至顶部标高2.7m处,搭设安装网架平台。表面用3mm(宽)×5mm(厚)的木板满铺并用12号铁丝固定牢固。当在木板上施焊时,采用.5mm厚镀锌铁皮垫在下面,以免焊接时引起火灾。同时,在2.7m作业层周边搭设1.2m高的临时安全防护栏杆(活动式,方便拆装),四周设置3mm(高)×5mm(厚)的挡脚板,以预防网架施工时各类施工物品的坠落和施工人员的安全风险。
  (3)立杆间距设置
  ±.~2.7m标高处,立杆纵距1.5m、横距1.2m、步距1.5m。连柱杆垂直间距1.2m,连柱杆水平方向按建筑结构框架柱平面尺寸布置连接,里立杆距框架柱.3m。脚手架的底部立杆采用不同长度的钢管参差布置,使钢管立杆的对接接头交错布置,高度方向相互错开5mm以上,且求相邻接头不应在同步同跨内,以保证脚手架的整体稳定性。立杆在地面±.m滑轨部位,设置纵横方向扫地杆连接于立脚点杆上,扫地杆离钢滑轨顶面高不大于2mm。立杆的垂直偏差应控制在不大于架高的1/1。
  (4)横杆设置
  横杆搭设高度的步距为1.5m,在18.9~2.7m标高处及底层脚手架步距为1.2m。脚手架横杆按立杆与大横杆交点处固定在立杆上,以形成空间结构整体受力。
  (5)剪刀撑设置
  脚手架外侧面的两端及中部设置3道纵向剪刀撑,并应由底至顶连续设置;横向设置3道垂直剪刀撑,这3道横向剪刀撑之间在标高15m处再用剪刀撑相连接。水平支撑分别设置在1.65、7.65、13.65、19.65m标高处。垂直支撑斜杆与地面的夹角控制在45°~6°,并应由底至顶连续设置。在水平部位设置剪刀撑,垂直距离每隔6.m设置一处水平剪刀撑,剪刀撑斜杆的接长采用搭接,搭接长度不小于1m,应采用3个旋转扣件固定。在与之相交的横向水平杆的伸出端或立杆上,旋转扣件中心线离主节点的距离不大于15mm。
  (6)轨道处结构斜撑的设置
  由于轨道与轨道之间的跨度较大,必须设置相应斜杆将力传递到轨道上。轨道斜撑的设置应通过计算来确定。间距按立杆的横向间距设置为1.2m,斜杆与地面的夹角大于或等于6°。
  2 网架施工工艺
  (1)大型网架为多支撑结构,支撑结构的轴线与标高是否准确,影响网架的内力和支撑反力。因此,支撑网架的框架柱的轴线和标高的偏差应尽可能小,在网架拼装前应予以复核。拼装网架时,为保证其标高和各榀屋架轴线的准确性,拼装前需预先放出标高控制和各榀屋架轴线和辅助控制线,用以检查和调整网架的标高。在支撑网架的框架柱顶上,用经纬仪测量各轴线柱顶中心线交点,以正镜、倒镜的方法将各榀网架的轴线延长标记出来,网架拼装时以此为准检查各榀屋架的轴线偏差。测量用的钢尺应与金属结构制造厂放样用的钢尺校对,统一标准,并修正温度和长度的影响。
  (2)拼装顺序。在确定拼装顺序时,避免误差积累和便利拼装,另外考虑结构的受力特点和吊装机械的性能。考虑到本工程每榀网架间距为7.5m,单跨网架能够承受网架自身荷载,所以决定首先施工第1跨网架,等第1跨网架施工验收完毕、达到求后,移动脚手架,逐步施工后续跨度网架。
  (3)拼装工艺。首先在主下弦杆螺栓球节点部位依次做好木支撑,支撑上表面高度为螺栓球底面标高,并以中间支撑为起点,向两侧支点起拱。起拱高度符合规范求,起拱过高将增大构件安装偏差。在施工过程中用千斤顶顶住网架下弦杆下方进行木支撑标高调整。应遵循由下到上、先主杆后腹杆顺序安装,待主构架成型后则以小单元地面组装,平台拼装,随拼装随拧紧高强螺栓,与已拼好的网架连接。在人力、机具、材料、施工场地及气候条件都满足施工求的情况下,本工程网架安装的最快速度为2天完成1个单跨度。
  (4)在网架下部支撑木撤去之前,对螺栓紧固进行外观检查,用扳手抽查紧固程度,待检查完毕全部合格之后拆除全部支顶网架的方木和千斤顶。考虑到支撑拆除后网架中央沉降最多,故按中央、中间__和边缘3个区,分阶段按比例的下降支撑。下降支撑时注意观察,求严格同步下降,并且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受到破坏。严禁突然撤去网架下部的支撑木,避免网架中部突然下沉,产生不可恢复的变形,从而增大网架跨中的挠度值以至超出规范求。