大跨度焊接球网架结构施工技术

1、大跨度焊接球网架结构施工技术 1、工程概况某训练馆工程为钢筋砼框架结构 , 一层 层高5.4m,二层层高为13.4m,二层使用功能为综合训练场馆，屋 盖采用焊接球网架结构，网架平面呈矩形，长X宽为42.9mx 30m, 网架纵向呈变截面形式 , 中部高 2.845m, 两端高 1.4m, 沿纵向两 坡排水 , 坡度 10%。网架呈正放四角锥体 , 周圈由 12 个砼牛腿支 承，网架投影面积为1232?0,自重约25吨，是比较常见的网架结 构形式。 本工程建筑结构安全等级二级，设计挠度为81mm焊条采用: 碳素钢焊条E43XX可选用E4301、E4303 E4311、E4312)。 焊接球 :

2、采用 Q235。 杆件:管材选用高频焊接钢管，材质为Q235,材质符合普通 碳素结构钢技术条件(GB/T700 88)的规定，并保证强度、屈服 点、延伸率、 冷弯等指标的要求。 空心球的规格分别为 D180X 6、 D250X 2.5mm(D 为钢球直径 ) 。园度的允许 偏差 :2.5mm。 (2) 厚度偏差 : 厚度是承载力的主要因素 , 由于材料轧制时和 压制时的拉伸压缩变形的厚度偏差 , 成品球的厚度减薄量为 0.13t, 且不应大于 1.5mm,(t 为钢球的壁厚 )。 (3) 焊接外观检查合格 , 在 24 小时之后钢球焊缝必须进行无 损检验 , 其质量应符合现行国家标准钢结构工程

3、施工质量验收 规范GB50202001中规定的二级质量标准。 检查数量 :每一规格按数量抽查 5%,且不应小于 3 个。 3、钢管与空心球 钢管下料的长度允许偏差为土 1mm杆件下料后应开坡口 ，当 杆件壁厚在5mm以下，可不开坡口。压杆允许接管，接管处要加衬 圈,焊缝为对接焊缝 ,拉杆不允许接管。 杆件在制作完毕后应涂刷 防锈漆,焊接部位留出50mm不涂刷,杆件应及时编号。 该工程管球焊接大样 : 对建筑结构安全等级为一级，跨度40m及以上的公共建筑钢 网架结构 , 并且设计有要求时 , 应进行节点承载力试验。 其结果应 符合以下规定 : 1）球节点应按设计指定规格的球及其匹配的钢管焊接成试

4、 件, 进行轴心拉、压承载力试验 , 其试验破坏荷载值大于或等于 1.6 倍设计承载力为合格。 2）检查数量 : 每项试验做 3 个试件。 该工程按设计要求应做承载力试验。 焊接球节点网架焊缝 , 其内部缺陷分级探伤方法应符合焊 接球节点网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法 JBJ/T30341、建筑钢结构焊接技术规程JGJ81的规 定。 4、钢网架的拼装与焊接 4.1 钢网架拼装焊接技术难度大 , 质量要求高 , 焊工必须有 全位置 （ 平、立、仰、横 ） 焊工合格证方能上岗。 4.2 网架拼装在二层楼面标高 5.4m 平台上现场进行。为了 方便于施焊，可将下弦支承于500mm高的砖垛上，拼装

5、时,先从网 架中间网格开始拼装 , 然后依次向四周发展 , 钢球与钢管对接缝 隙应均匀一致 , 这样网架四周拼装收缩也会均匀一致 , 将所有管 球节点用点焊定位 ,随时检查其几何尺寸 , 发现问题及时调整。 拼 装时,可将该网架四周一圈网格空下 , 待网架吊装到就位高度 ,再 将周围杆件拼装完善 , 并予以焊接再整体就位。 4.3 网架焊接时应先焊下弦 , 再焊腹杆和上弦杆。 4.4 钢网架拼装焊接后对焊缝外观质量进行检查 , 咬肉深度 不得超过0.5mm,焊缝24h后超声波探伤检验。 5、网架的吊装 5.1 方案选择 : 网架吊装方法对保证网架质量、 施工进度、 施工安全及经济 性是十分重要

6、的 , 经过对整体吊装、高空拼装、滑移、分条分块 等多个方案的对比选择 , 整体吊装具有施工速度快、杆件内力均 衡、应力应变小等多项优势。该工程选择倒链整体吊装法。 5.2 吊装前准备工作 : (1) 对网架做全面检查 , 仔细检查是否有漏焊 ; 焊缝缝隙大小 是否达到设计要求 ; 各杆件、安装是否正确。 (2) 吊装机具需做全面检查 , 仔细检查每个倒链的自锁装置 及链条是否有破损现象 ;卡环、绳卡子是否有松动现象 ; 钢丝绳有 无断丝、颈缩等现象。 5.3 吊具布置 : 12 个 10 吨倒链分别吊挂至 12 个支座处 , 缠绕在砼框架梁上 的钢丝绳上 , 下端则拴住网架相应位置的下弦球。

7、即 B、K 轴框架 梁上各 4 个倒链, 轴框架梁上各 2 个倒链。 (见图 1) 5.4 吊装步骤 : (1) 试吊: 网架的试吊过程必不可少 ,它是对整个吊装结构体系的初步 验证过程。当吊装一切准备就序后 ,进行试吊。当网架吊离地面 1m之后，停止吊装，放置24小时后，检查所有吊装工具的安全性， 如发现情况立即汇报 ,待一切隐患消除之后 ,才能继续吊装。 (2) 正式吊装: 网架试吊无误后方可进行正式吊装。 吊装时一定要做到起步 平稳,同步上升,防止网架的扭曲变形。直到网架提升到就位标高 之后,停止吊装。 (3) 网架就位 : 待网架安全吊装至下弦球超过牛腿标高400mm时，停止吊装， 然

8、后依序从中间向两端组装杆和节点球、支座直至全部组装完 , 并予以施焊 , 检查合格后对准轴线缓慢松下倒链将网架就位 , 拧 紧螺母,打毛丝扣完成全部吊装工作。 5.5 吊装时索具受力分析和验算 : 由于网架就位时 ,吊索受力最不利 ,因此, 验算此时受力状 态。(见图 2) 吊索与砼柱内侧夹角为：a=arctg(2200 一2900)=37.2 网架吊装时重约 25 吨, 即每个吊索平均垂直受力为 : p=25000Kg/12=250000N/12=20833N 吊索受力：F=20833/cos37.2 =26156N F仁26156X sin37.2 =15841N 5.6 吊装时网架受力分

9、析 : 网架各吊点处最小球为 D180X 6,由钢球实验报告得 知,D18OX6钢球其抗拉、压极限承载力分别为 ：290KN和288KN 远远大于上述计算的结果 , 故吊点安全可靠 ;网架纵横杆件的抗 拉、抗压强度也远远大于吊点处水平受力 , 故网架不会发生变形 , 即整体稳定可靠。 5.7 网架安装的质量要求 : 钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠 度值, 且所测的挠度值不应超过相应设计值的 1.15 倍。 检查数量:跨度24m及以下钢网架结构测量下弦中央一点 ； 跨度24m及以上钢网架结构量下弦中央一点及各向下弦跨度的 四等分点。 钢网架结构安装的允许偏差 :（ 见表 1）

10、 6、网架结构涂装 本工程网架涂装为防锈漆两遍 , 醇酸树脂面漆两遍。除锈等 级 St3 。钢结构表面的处理方法 , 可采用喷射或抛射除锈 , 手工和 动力除锈。 （ 见表 2） 钢网架涂装时应注意事项 : 1）涂装施工时具有“三怕”即怕水、怕脏、怕晒。所以施工 过程中必须采取挡雨、防潮、防晒、防污染等措施。 2）涂料、涂装遍数、涂层厚度应符合设计文件的要求。当设 计文件对涂层厚度无要求时 , 涂层干漆膜总厚度应达到以下要求 室外应大于150um,室内应大于125um。 3）涂装时的环境温度和相对湿度应符合产品说明书的要求。 当产品说明书无要求时，室内环境温度宜为538C之间，相对湿 度不应大于 85%。 4）配置好的涂料不宜存放过久 , 涂料应在使用的当天配置。 5）施工图中注明不涂料的部位不得涂装。安装焊缝处应留出 3050m m暂不涂装。 6）涂装应均匀 , 无明显起皱、流挂、附着应良好。 7、应