【小明课堂】-16 网架制作与安装(下)

网架制作与安装

网架的拼装是根据网架的跨度、平面形状、网架结构的形状、和安装方法的不同，采用小单元拼装（分条、分块）或整体拼装。不论采用哪种拼装方式，拼装时均应在刚性平台上进行，要严格控制各部分尺寸。对小单元拼装的网架，为保证高空拼装节点的吻合和减少积累误差，一般应在地面上进行预拼。

现场拼装时，应注意拼装顺序，以减小焊接变形和焊接应力，最好是从中间向四周拼接，使其两边可以自由收缩。在焊接拼装时，焊完一个节间后，应检查一次变形情况，以便于下一个节间焊接时调整。焊接时，应避免形成封闭圈，这种方法会使焊接应力和焊接变形很大。

对于焊接空心球节点网架，为了尽量减少现场焊接的工作量，多采用先在工厂或预制厂内进行单元拼装，然后运到现场。在划分拼装单元时，应保证其为几何不变体系。

施工中对节点的焊缝要全部进行检查，对大中跨度的网架焊接焊缝，应作无破损检验。

 平面桁架系网架,适用于划分成平面桁架拼装单元。见图8-4-1。

锥形体系网架，适用于划分成锥体拼装单元。见图8-4-2。

       (1) 主要机具

    ①　电焊机、氧—乙炔设备、砂轮锯、钢管切割机床等加工机具。

    ②　钢卷尺、钢板尺、游标卡尺、测厚仪、超声波探伤仪、磁粉探伤仪、卡钳、百分表等检查仪器。

    ③ 铁锤、钢丝刷等辅助工具。

      （2） 作业条件

 ① 焊工必须有焊接考试合格证，有相应焊接材料与焊接工位的资格证             明。

② 拼装前应做好拼装现场的安全设施、放火设施，应对拼装平台进行检测，防止出现位移和变形，并要留出恰当的焊接变形预留量，防止拼装杆件变形和角变形。

③ 拼装的杆件尺寸、坡口角度以及焊缝的间隙应符合操作规程的规定。④ 熟悉图纸，编制拼装工艺，做好技术交底。⑤ 对拼装用的高强螺栓应进行逐个进行试验，达到要求才能进行拼装。

（3） 作业准备

  ①　螺栓球节点网架拼装前，应准备相应的机具、夹具调整，角度的确定，机具的准备。

② 焊接球节点网架拼装前，应准备加热炉，调整焊接球压床，和工具、夹具的准备。

③ 焊接球半圆胎架的制作与安装。

④ 焊接设备的选择与焊接参数的设定，采用自动焊时，对自动焊接设备进行安装和调试，氧—乙炔设备的安装。

⑤ 拼装用的高强螺栓在拼装前应逐条进行保护，防止焊接火花飞溅而影响螺纹。

⑥ 焊条或焊剂应进行烘烤与保温，焊材保温烘烤应配置专门烤箱。

①　只有焊接球网架，才制作小拼单元，小拼单元的拼装是在专门的模架上进行。以保证小拼单元的精度和互换性。见图8-4-3。

②　网架的中拼装或条块拼装应在平整的刚性平台上进行。划分时尽量加大工厂制作的工作量，并应将所有节点都焊接在拼接单元上，保证网架在总拼装时，仅连接杆件。

③　拼装前，必须在空心球表面用套模画出杆件定位轴线，作好定位记录，在平台上按1：1放大样，搭设立体模型来控制网架的外形尺寸和标高，拼接时应设置调节支点来调节钢管与球的同心度。见图 8-4-4。

 ④　焊接球节点网架在拼装前应考虑焊接的收缩量，其值可通过试验确定，试验时可参考下列数值：当钢管球节点加衬管时，每条焊缝的收缩量为 1.5mm~3.5mm。

      当钢管球节点不加衬管时，每条焊缝的收缩量为 2mm~3mm。

      焊接钢板节点，每个节点的收缩量为 2mm~3mm。

 ⑤　对供应的杆件、球、及其他部件，在拼装前要严格检查其质量及各部分尺寸，不符合规范规定的数值，要进行技术处理后方可用于拼装。

焊接空心球节点网架或焊接钢板节点网架拼装时，一般先焊下弦，使其因收缩而向上起拱，然后焊接腹杆和上弦。螺栓球节点网架拼装时，一般也先拼下弦。将下弦的标高和轴线校正后，全部拧紧螺栓，起定位作用。在连接腹杆的螺栓时，不宜一次拧紧，必须保证与下弦节点的螺栓拉紧。避免周围的螺栓拧紧后，使腹杆的螺栓产生偏斜而无法拧紧。在连接上弦时，开始也不能将螺栓一次拧紧，待安装几行后再拧紧，如此循环，使整个拼装完成。其后，必须进行全面检查。

       网架的安装是指将拼装好的网架，采用各种施工方法，将网架搁置到设计位置上。网架安装的方法有：高空散装法、分条分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、以及整体提伸法等。

 （1）高空散装法

高空散装法是由较小的拼装单元或散件，直接在设计位置进行总拼的施工方法。这种施工方法，不需要大型的起重设备。但现场高空作业量大，需要搭设大规模的拼装支架。适用于体形复杂的螺栓球接点网架。

高空散装法根据脚手架的不同，分为全支架法和悬挑法两种，全支架法多用于散件拼装，悬挑法多用于小拼装单元在高空总拼。

在施工中应注意：

① 确定合理的拼装顺序，拼装时从脊线开始，或者从中间向两边发展，以减少积累偏差和便于控制标高。

 ② 控制好标高和轴线。如果为折线形起拱网架，则以控制脊线标高为准。当采用圆弧线起拱时，应逐个节点进行测量控制，在拼装过程中，应随时对标高和轴线进行依次调整。

 ③ 拼装前应进行设计，应验算拼装支架的强度、整体稳定和单肢稳定。对重要的网架还要进行试压实验，以保证拼装的安全。

拼装支架的沉降量，是必须控制的又一关键因素，必要时可采用千斤顶调整。在施工中应经常进行观察并随时调整。

拼装支架拆除时，可根据网架自重挠度曲线，分区域按比例降落，对小型网架可以简化为一次同时拆除，但拆除速度必须一致。

（2）分条分块安装法

 分条分块安装法是指将网架分成条状或块状单元,分别用起重设备吊装至设计位置，然后再拼装成总体的方法。这种施工方法大部分的焊接和拼装工作在地面进行，可以省去大部分拼装支架，能充分利用起重设备。质量易于保证，也比较经济。适用于分割后刚度和受力状态改变较小的网架。如两向正交正方网架以及正方四角锥网架。

采用分条法施工时可将网架沿长度方向分割成若干个区段，每个区段宽一至三个网格，其区段的长度为网架短跨的跨度。

采用分块法施工时将网架沿纵横两个方向分割成矩形或正方形单元。划分时应根据网架结构的特点，保证分条或分块单元的几何不变性，满足起重设备的吊装能力。图8-5-1为网架条状单元的几种划分方法。

  (a) 网架单元紧靠，单元下弦节点用剖分式安装节点连接，上弦采用高空拼接。适用于正放四角锥网架。

  (b) 网架单元相互紧靠，单元上弦节点用剖分式安装节点连接，部分下弦采用高空拼接。适用于斜放四角锥网架。

 (c) 单元之间空一个网格，部分杆件在高空连接。适用于两向正方正交的网架。

条状单元在吊装和就位过程中的受力状态与网架实际情况不同，所以在总拼前的挠度值比设计值大，故须在适当部位设置支撑，在支撑下设置千斤顶，以便于标高的调整。

     图8-5-2。为块状单元划分的示例。①~④为块状单元。分割后的块状单元必须具有足够的刚度，并保证其几何不变性，否则应采取临时加固措施。

 （3）高空滑移法

高空滑移法是指，将分条拼装单元，由屋盖的一端滑移到设计位置，拼接成整体的施工方法。其条状单元可以在地面上组装，然后用起重机吊至支架上。也可以在高空拼装。这种施工方法可以与其它施工，立体交叉作业，有利于缩短工期。而且对起重、牵引设备要求不高，成本较低。适用于场地狭窄、正放四角锥等正交网架。

高空滑移法按其滑移的方式可分为两种情况。

 ① 单条滑移法：将条状单元一条一条分别从一端滑移到就位位置，各条之间分别在高空连接，逐条连接成整体。此法摩阻力小，小跨度时用人力即可撬动前进。

 ② 逐条积累滑移法：先将条状单元滑移(一定距离)到能拼上第二单元的距离，连接好第二条单元后，再将两拼接好的前两条滑移到拼上第三单元的距离，拼接第三条单元，如此循环完成全部拼接。采用这种方法引力需逐渐增大，但拼接平台固定便于各种节点的连接。见图8-5-3。

  ③ 采用滑移法施工时应注意的技术问题

a. 挠度控制

当单元条滑移时，施工若设计未考虑施工特点，网架设计的高度较小，这时网架滑移时的挠度，将会超过形成整体后的挠度。应采用增加施工起拱，开口部分增设成三层网架或在中间增设滑轨等措施。

b. 滑轨

滑轨的形式较多，对于中小形网架，常采用圆钢扁铁、角钢及小型槽钢制作，滑轨可采用焊接或螺栓连接的方式固定在圈梁上，接头必须垫实，且应有圆弧导角，避免卡轨。

c. 导向轮

导向轮（为安全保险装置）控制在滑移过程中产生过大偏差的保险装置，一般设 置10—20mm的间隙当滑移偏差大于此间隙时导向轮发挥作用 。 其连接方式见图8-5-4。                  

d. 同步控制

当拼装精度要求高时，可在网架两侧的圈梁上标出尺寸控制，当同步要求较高时可采用自整角同步指示装置。见图8-5-5。其读数值为1mm。

（4）机械整体吊装法

整体吊升法是指网架在地面总拼后，采用起重设备将其就位的安装方法。这种施工方法易于保证焊接质量和几何尺寸的准确性，但需要起重设备。

1） 网架拼装

网架在地面总拼时就可把与柱错位或在场外进行。当就把与错位总拼时，网架吊升后，在空中需平移和转动后再下降就位。由于柱是穿在网格架的网格中，因此凡与柱连接的粱均应断开，待网架吊装完毕后才能进行梁的吊装，拼装时，网架的任何部位与支撑柱的净距不应小于100mm并防止网架在起吊过程中被凸出物卡住。

2） 网架吊装

对于跨度≤40m的中小型网架，常采用四机抬吊。施工时应注意起重机吊升的速度不一致，在选择起重机时应乘以0.75的起重折减系数。并应调整和测试各台起重机的吊钩速度。在每台起重机设两个吊点，每两台起重机的吊索互相用滑轮串通，使各吊点受力均匀。见图8-5-6。

图（a）在吊装时具体过程为：当网架提升到柱顶以上300mm左右，即可进行空中位移，起重机A的动作是降臂升钩，而起重机B的动作应为升钩升臂，C D 两台起重机的动作则为旋转，当网架转到位置，四台起重机同时落钩，并通过设在网架四角的拉索和倒链拉动网架进行对线，将网架落到柱顶就位。

    图（b）吊升过程更简单，网架的空中位移只需要四台吊车同时旋转，即可对准柱顶，完成吊装。采用以上两种方法对吊车的操作技术较严格。

（5）桅杆吊装法

当网架的跨度较大或现场条件受限时，可采用桅杆进行网架的整体安装。桅杆可以设计成，高50m~60m，起重量达1000KN~2000KN。采用这种方法安装时，将网架在地面错位拼装，用多根独脚桅杆将网架整体提升至柱顶，然后进行空中旋转和位移，再将网架降落至柱顶就位。见图8-5-7。

1）网架拼装

    由于柱是穿在网架的网格中，因此凡与柱相连的构件均应断开，待网架吊装完毕后，才能进行安装。在地面上拼装网架时，网架的任何部位与支撑、柱或桅杆的净距不应小于100mm，并防止网架在吊装过程中被凸出物卡住。当个别网架上的杆件因错位的需要暂不组装时，应取得设计单位的同意。

  2）网架的空中移位

     采用多根桅杆吊装网架时，可利用每根桅杆两侧的起重滑轮组，使其产生水平分力不等的原理，推动网架在空中移动或转动进行就位。网架提升时，每根桅杆上设两组滑轮组，当两组滑轮组上升速度一致时，网架垂直上升。当两侧滑轮组上升速度不一致或一侧上升而另一侧不动，则，由于两组滑轮组产生的水平分力不等，因此，便使网架产生水平移动。见图8-5-8。

网架在空中的位移方向与桅杆及起重滑轮组的布置有很大关系，要求桅杆的起重平面与起重滑轮组构成的方向一致，并且与所有桅杆协调，才能完成空中位移。

采用多根桅杆吊装网架时，应保证各吊升点的升降同步，以减少网架的受力不均，避免网架与柱和桅杆相碰。同时要求滑轮组之间提升高度的差值，不应大于吊点距离的1/400，且不大于100mm。或通过计算确定。计算时应将桅杆的额定起重量，乘以0.75的折减系数，还要重点保证缆风、锚碇以及桅杆支座的绝对可靠。

网架安装的主控项目包括：基础验收、网架支座验收、拼装验收、节点承载力实验、网架挠度验收等、和网架支撑顶面验收、网架支座锚栓位置验收等。

     主控项目质量要求及检验      表8-6-1

  支承面顶板、支座锚栓位置的允许偏差(mm)          表8-6-2

        小拼单元的允许偏差 （mm）表8-6-3

注：L₁为杆件长度；L为跨度

  中拼单元允许偏差 （mm）

                 表 8-6-4

网架安装工程一般检查项目包括：螺栓制作精度要求、结构表面要求、安装精度要求、高强螺栓紧固要求、螺栓外露长度要求、螺栓的螺纹长度等。见表8-6-5～8-6-7。

      一般项目质量要求及检验 

 表8-6-5

         地脚螺栓（锚栓）尺寸的允许偏差（mm）

 表8-6-6

 网架结构安装允许偏差(mm)    

  表8-6-7

注：L为纵向     L₁为横向