关于空间网架安装技术与问题的研究分析

1前言

网架结构是以多根杆件按照一定规律组合而成的网格状高次超静定结构。杆件可以用多种材料制成，而以钢制管材或型材为主。这种结构在第二次世界大战之前在欧洲出现，而真正大规模应用则是在战后。当时，网架结构以其工厂制作、现场安装、施工方便、节约劳力等优点在不少场合取代了钢筋混凝土结构。



网架结构的蓬勃发展是由于其具有一系列优点。首先是网架能起空间作用，由于所有杆件都能参与工作而具有良好的受力性能，其刚度和整体性优于一般平面结构，能有效承受各种非对称荷载、集中荷载和动荷载。网架中所有杆件的整体受力在地震作用下也显示了它优异的抗震特性。其次，网架结构制作安装比较方便。杆件与节点都可以在工厂生产，使现场工作量降至最低，同时也不需要复杂的技术，这就便于网架进行定型化工业化的施工，加之，中国在网架施工中还创造了一些简便有效的安装方法，并有专业化施工队伍进行安装。

在中国，第一个网架结构是在1964年首次用于上海师范学院球类馆的屋盖上，这个31.5m×40.5m大小，以角钢焊成的网架，掀起了中国空间结构发展史上新的一页。经过二十多年的发展，网架结构已遍布全国各地，成为屋盖结构的一种主要形式。

由于网架结构的施工比一般平面结构复杂，因为它在拼装成整体之前还不能起空间作用，所以网架在大跨度体育馆逐渐推广之后，在施工中曾采用了多样的安装方法，并创造了一系列具有中国特色的安装技术。如上海体育馆就地拼装、整体起吊、高空移位安装方法，20世纪70年代出现了分条制作，高空滑移拼装，就地拼装、整体提升等安装方法。这些方法的改进与创新，对进一步在大、中跨度屋盖上推广应用网架起到了有力的推动作用。20世纪80年代，唐山经受地震灾害重建时，考虑到网架有优于一般平面结构的抗震性能。在唐山齿轮厂联合厂房、唐山机车车辆厂、客车总装车间等工程中都采用了上万平方米的网架结构。进入20世纪90年代，工业厂房中大面积的网架结构更是屡见不鲜，其规模也迅速增大。

2网架安装方法



中国在大跨度网架安装施工中采用了多种安装方法，并创造了一些具有世界先进水平的安装技术，网架安装技术大致可分为整体吊装法、整体提升法、高空滑移法、高空散装法，分块安装法等几种。

2.1整体吊装法

网架地面总拼时可以采用就地与柱错位或在场外进行。当就地与柱错位总拼时，网架起升后在高空中需要移位或转动1～2m左右，再下降就位。由于柱是贯穿在网架的网格中的，因此凡与柱相连的梁应断开，即在网架吊装完成后再施工框架梁。而且建筑物在地面以上的结构必须待网架制作安装完成后才能进行，不能平行施工。因此，当场地许可时，可在现场作为工作面总拼网架，然后用起重机负重行走较大距离进行网架安装。

2.2整体提升法

整体提升法是指在结构柱上安装提升设备提升网架，或在提升网架的同时进行柱子滑模的施工方法，此时网架可作为操作平台。整体提升可以分为单提网架法、升梁抬网法、升网滑模法。单提网架法是网架在设计位置总拼后，利用安装在柱子上的小型设备将其整体提升到设计标高上然后下降、就位、固定。升梁抬网法是网架在设计位置就地总拼，同时安装如支承网架装配圈梁，把网架支座搁置于此圈梁中部，在每个柱顶上安装如提升设备，这些提升设备在升梁的同时，抬着网架升至设计标高;升网滑模法是网架在设计位置就地总拼，柱子用滑模施工，网架的提升是用安装在柱内钢筋上的滑模用千斤顶或劲性配筋上的升板机，一面提升网架，一面滑升模板浇筑柱。整体提升法使用提升设备一般较小，成本较低，适用于场地狭窄时施工。

2.3整体顶升法

网架整体顶升法可以利用原有结构柱作为顶升支架，也可另设专门的支架或枕木垛掂高。顶升法的千斤顶安置在网架的下面，在顶升过程中应采取导向措施，以免发生网架偏移转。顶升法适用于点支承网架，在顶升过程中只能垂直地上升，不能或不允许平移或转动。

2.4高空滑移法

高空滑移法是指分条的网架单元在事先设置的滑轨上单条滑移到设计位置拼接成整体的安装方法。此条状单元可以在地面拼成后用起重机吊至支架上，在设备能力不足或其它因素存在时，也可用小拼单元甚至散件在高空拼装平台上拼成条状单元。高空支架一般设在建筑物一端。滑移时网架的条状单元由一端滑向另一端。

2.5高空散装法

高空散装法是指小拼单元或散件(单根杆件及单个节点)直接在设计位置进行总拼的方法。高空散装法有全支架法(满堂脚手架)和悬挑法两种。全支架法多用于散件拼装，而悬挑法则多用于小拼单元在高空总拼情况，或者球面网壳三角形网格的拼装。当全支架拼装网架时，支架顶部常用木板或竹脚手板满铺，作为平台。悬挑法拼装时，需要预先制作好小拼单元，再用起重机将小拼单元吊至设计标高就位拼装，悬挑法安装可以省搭拆支架，节省材料。

2.6分块安装法

分块安装法，就是指网架分成条状或块状单元，分别由起重机吊装至高空设计就位搁置，然后再拼装成整体的安装方法。所谓条状是指网架沿长跨方向分割为若干区段，而每个区段的宽度可以是一个网格至三个网格，其长度则为短跨的跨度。所谓块状，是指网架沿纵、横方向分割后的单元形状为矩形或正方形。每个单元的重量以现有起重机能力能胜任为准。

3网架安装问题及解决方案



3.1支座球中心标高偏差

支座球中心标高偏差在网架施工中经常遇到的问题，可以采用以下方式进行处理：

3.1.1提高球心标高，同时加固肋板，

3.1.2CGM高强无收缩灌浆材料填充垫高，

3.2平板压力支座中心偏移

对平板压力支座中心偏移的处理方法有两种。一种方法是扩大支座底板予埋螺栓定位孔。如果偏移超出支座底板，即在偏出的一侧附加一块同材质同厚度的钢板并与支座底板焊接，同时对原螺栓孔内补焊填实，见图1(a)所示。第二种方法是为使网架拼装方便，不设定位螺栓而在支座节点的底板与支承面顶板间加设一块连有埋头螺栓的过渡钢板，安装定位后将过渡钢板的两侧边与支承面顶板焊接，并将过渡板上的埋头螺栓与支座底板相连，这样即使支座节点与下部支承结构相连，又给网架安装带来很大方便，见图1(b)所示。

3.3杆件弯曲的处理方案

在网架安装施工过程中，由于各种原因如外力作用吊装过程中的影响，温度影响等因素可能造成网架杆件弯曲，对杆件弯曲处理最好的办法是采用换杆的方法。但是在一些跨度较大或网架受力较复杂时，在实施换杆的过程中是很危险的，可能会造成重大伤亡事故，因此如何保持网架现有杆件弯曲情况下的整体稳定而又不使某一杆件弯曲程度进一步扩展，是加固弯曲杆件的一个重要课题，根据多个网架施工中弯曲杆件的加固实践可知，槽钢加固方法是一种简单有效、适用范围广的方法。

沿杆件弯曲方向，设置5块劲板，劲板采用机加工，保证与杆件严密接触，劲板与槽钢采用焊接连接，而后通过焊在槽钢上的角板及螺栓将两个槽钢与弯曲杆连在一起，此种方法不改变弯曲杆件的目前受力状态，但有约束杆件弯曲进一步发展的作用。

4结论

本文总结了网架安装技术的基本方法，并结合工程中遇到的具体问题，如支座球中心标高偏差、埋件偏移偏差、杆件弯曲等问题，提出了具体的技术处理措施。


【参考文献】

[1]刘锡良，陈志华平板网架分析设计与施工[M]天津：天津大学出版社，2000.

[2]网架结构设计与施工规程编制组网架结构设计与施工规程应用指南[M]北京：中国建筑工业出版社，1995.

[3]顾国荣广州体育馆屋盖钢结构的安装施工[J]施工技术，2001，(6).

[4]黄磊石家庄裕彤体育中心网架的吊装[J]施工技术，2000，(6).