空間網架安裝技術

網架結構是以多根桿件按照一定規律組合而成的格線狀高次超靜定結構。

概述

桿件可以用多種材料製成，而以鋼製管材或型材為主。這種結構在第二次世界大戰之前在歐洲出現，而真正大規模套用則是在戰後。當時，網架結構以其工廠製作、現場安裝、施工方便、節約勞力等優點在不少場合取代了鋼筋混凝土結構。網架結構的蓬勃發展是由於其具有一系列優點。首先是網架能起空間作用，由於所有桿件都能參與工作而具有良好的受力性能，其剛度和整體性優於一般平面結構，能有效承受各種非對稱荷載、集中荷載和動荷載。網架中所有桿件的整體受力在地震作用下也顯示了它優異的抗震特性。其次，網架結構製作安裝比較方便。桿件與節點都可以在工廠生產，使現場工作量降至最低，同時也不需要複雜的技術，這就便於網架進行定型化工業化的施工，加之，中國在網架施工中還創造了一些簡便有效的安裝方法，並有專業化施工隊伍進行安裝。

在中國，第一個網架結構是在1964年首次用於上海師範學院球類館的屋蓋上，這個31.5m×40.5m大小，以角鋼焊成的網架，掀起了中國空間結構發展史上新的一頁。經過二十多年的發展，網架結構已遍布全國各地，成為屋蓋結構的一種主要形式。

由於網架結構的施工比一般平面結構複雜，因為它在拼裝成整體之前還不能起空間作用，所以網架在大跨度體育館逐漸推廣之後，在施工中曾採用了多樣的安裝方法，並創造了一系列具有中國特色的安裝技術。如上海體育館就地拼裝、整體起吊、高空移位安裝方法，20世紀70年代出現了分條製作，高空滑移拼裝，就地拼裝、整體提升等安裝方法。這些方法的改進與創新，對進一步在大、中跨度屋蓋上推廣套用網架起到了有力的推動作用。20世紀80年代，唐山經受地震災害重建時，考慮到網架有優於一般平面結構的抗震性能。在唐山齒輪廠聯合廠房、唐山機車車輛廠、客車總裝車間等工程中都採用了上萬平方米的網架結構。進入20世紀90年代，工業廠房中大面積的網架結構更是屢見不鮮，其規模也迅速增大。

網架安裝方法

中國在大跨度網架安裝施工中採用了多種安裝方法，並創造了一些具有世界先進水平的安裝技術，網架安裝技術大致可分為整體吊裝法、整體提升法、高空滑移法、高空散裝法，分塊安裝法等幾種。

整體吊裝法

網架地面總拼時可以採用就地與柱錯位或在場外進行。當就地與柱錯位總拼時，網架起升後在高空中需要移位或轉動1～2m左右，再下降就位。由於柱是貫穿在網架的格線中的，因此凡與柱相連的梁應斷開，即在網架吊裝完成後再施工框架梁。而且建築物在地面以上的結構必須待網架製作安裝完成後才能進行，不能平行施工。因此，當場地許可時，可在現場作為工作面總拼網架，然後用起重機負重行走較大距離進行網架安裝。

整體提升法

整體提升法是指在結構柱上安裝提升設備提升網架，或在提升網架的同時進行柱子滑模的施工方法，此時網架可作為操作平台。整體提升可以分為單提網架法、升梁抬網法、升網滑模法。單提網架法是網架在設計位置總拼後，利用安裝在柱子上的小型設備將其整體提升到設計標高上然後下降、就位、固定。升梁抬網法是網架在設計位置就地總拼，同時安裝如支承網架裝配圈樑，把網架支座擱置於此圈樑中部，在每個柱頂上安裝如提升設備，這些提升設備在升梁的同時，抬著網架升至設計標高;升網滑模法是網架在設計位置就地總拼，柱子用滑模施工，網架的提升是用安裝在柱內鋼筋上的滑模用千斤頂或勁性配筋上的升板機，一面提升網架，一面滑升模板澆築柱。整體提升法使用提升設備一般較小，成本較低，適用於場地狹窄時施工。

整體頂升法

網架整體頂升法可以利用原有結構柱作為頂升支架，也可另設專門的支架或枕木垛掂高。頂升法的千斤頂安置在網架的下面，在頂升過程中應採取導向措施，以免發生網架偏移轉。頂升法適用於點支承網架，在頂升過程中只能垂直地上升，不能或不允許平移或轉動。

高空滑移法

高空滑移法是指分條的網架單元在事先設定的滑軌上單條滑移到設計位置拼接成整體的安裝方法。此條狀單元可以在地面拼成後用起重機吊至支架上，在設備能力不足或其它因素存在時，也可用小拼單元甚至散件在高空拼裝平台上拼成條狀單元。高空支架一般設在建築物一端。滑移時網架的條狀單元由一端滑向另一端。

高空散裝法

高空散裝法是指小拼單元或散件(單根桿件及單個節點)直接在設計位置進行總拼的方法。高空散裝法有全支架法(滿堂腳手架)和懸挑法兩種。全支架法多用於散件拼裝，而懸挑法則多用於小拼單元在高空總拼情況，或者球面網殼三角形格線的拼裝。當全支架拼裝網架時，支架頂部常用木板或竹腳手板滿鋪，作為平台。懸挑法拼裝時，需要預先製作好小拼單元，再用起重機將小拼單元吊至設計標高就位拼裝，懸挑法安裝可以省搭拆支架，節省材料。

分塊安裝法

分塊安裝法，就是指網架分成條狀或塊狀單元，分別由起重機吊裝至高空設計就位擱置，然後再拼裝成整體的安裝方法。所謂條狀是指網架沿長跨方向分割為若干區段，而每個區段的寬度可以是一個格線至三個格線，其長度則為短跨的跨度。所謂塊狀，是指網架沿縱、橫方向分割後的單元形狀為矩形或正方形。每個單元的重量以現有起重機能力能勝任為準。

問題及解決方案

中心標高偏差

支座球中心標高偏差在網架施工中經常遇到的問題，可以採用以下方式進行處理：

1、提高球心標高，同時加固肋板。

2、CGM高強無收縮灌漿材料填充墊高。

中心偏移

對平板壓力支座中心偏移的處理方法有兩種。一種方法是擴大支座底板予埋螺栓定位孔。如果偏移超出支座底板，即在偏出的一側附加一塊同材質同厚度的鋼板並與支座底板焊接，同時對原螺栓孔內補焊填實。第二種方法是為使網架拼裝方便，不設定位螺栓而在支座節點的底板與支承面頂板間加設一塊連有埋頭螺栓的過渡鋼板，安裝定位後將過渡鋼板的兩側邊與支承面頂板焊接，並將過渡板上的埋頭螺栓與支座底板相連，這樣即使支座節點與下部支承結構相連，又給網架安裝帶來很大方便。

桿件彎曲

在網架安裝施工過程中，由於各種原因如外力作用吊裝過程中的影響，溫度影響等因素可能造成網架桿件彎曲，對桿件彎曲處理最好的辦法是採用換桿的方法。但是在一些跨度較大或網架受力較複雜時，在實施換桿的過程中是很危險的，可能會造成重大傷亡事故，因此如何保持網架現有桿件彎曲情況下的整體穩定而又不使某一桿件彎曲程度進一步擴展，是加固彎曲桿件的一個重要課題，根據多個網架施工中彎曲桿件的加固實踐可知，槽鋼加固方法是一種簡單有效、適用範圍廣的方法。

沿桿件彎曲方向，設定5塊勁板，勁板採用機加工，保證與桿件嚴密接觸，勁板與槽鋼採用焊接連線，而後通過焊在槽鋼上的角板及螺栓將兩個槽鋼與彎曲桿連在一起，此種方法不改變彎曲桿件的受力狀態，但有約束桿件彎曲進一步發展的作用。