中国体育国际经济技术合作有限公司北京100763
摘要：文章介绍了“液压提升施工+满堂架散装+汽车吊分块吊装”相结合的大跨度钢网架施工技术在工程中的应用，重点阐述施工工艺、质量控制等关键内容。结果表明，利用该技术能缩短工期，降低造价，保证施工质量和安全，为今后类似工程施工提供借鉴和参考。
关键词：钢结构；平面网架；施工
前言
钢网架作为一种空间杆系结构，适用于大跨度建筑的屋盖及屋架，近年来在体育场馆、机场、车站等工程中得到广泛应用。钢网架的提升有多种施工方式，针对工程特点，选择最优提升方式，不但节约工期、降低成本，对结构安全也十分重要。本文以西电体育馆钢网架施工为例，介绍了钢网架施工的施工工艺及质量控制等关键内容。
1.工程概况
西安电子科技大学体育馆（B段网架）平面投影呈圆形，屋盖网架跨度为86.0m，建筑结构高度23.60m，网架投影面积为9178m2，结构形式为外围斜桁架柱+平面网架结构。外围斜桁架柱有两种截面形式，柱顶安装施工标高为18.3m。上部屋盖为螺栓球节点+焊接球节点网架结构，单个网格呈正放四角锥形，网架最大厚度为5.0m。网架支承形式为下弦点支撑，支座形式为抗震球铰支座；网架螺栓球最大直径为220mm；焊接球最大直径为750mm，最大壁厚为26mm，弦杆和腹杆最大截面尺寸为254×12。
2.施工方案
钢网架安装一般采用分块（条）吊装法、整体吊装法、整体顶升法、整体提升法、高空滑移法、高空散装法等施工工艺。在实际施工过程中，综合考虑场地空间条件、可利用机械设备、施工工期、建设成本等因素，大多采用组合式（注：上述多种方法同时使用）安装施工工艺。
本工程网架平面投影呈圆形，构件形式多样，无法安装滑移轨道，因此高空滑移法不适用；由于网架跨度较大，并受二层四周看台影响，分块吊装难以操作且难以支撑，不便进行结构对接固定，因此分块吊装法也不适用；由于结构构件自重较大，机械设备很难满足整体安装要求，整体吊装、整体顶升及整体提升均不便实施；由于网架安装高度较高，若采用高空散装方法，需搭设满堂脚手架，网架钢结构构件及螺栓球、焊接球在高空组装及焊接的工作量大、施工周期长，工程风险较大。为了降低安装风险、确保工程质量，压缩工期及成本，综合考虑各种因素，本工程采用组合式安装施工工艺，即综合整体提升法、高空散装法，分块吊装法各自技术优势，利用液压同步提升技术，采用“累积外扩提升”的方法进行安装。
根据本工程现场情况，B馆比赛馆钢结构安装顺序为：屋面网架结构安装→檐口悬挑网架结构安装→斜桁架柱结构安装的顺序。采用的施工方法为“提升施工+满堂架散装相结合”的施工安装方案，即中部比赛场地上方区域的网架结构采用“搭设提升支架，液压同步提升”的方案进行安装；看台上部区域的网架结构采用“满堂操作架顶部高空散装”的方案进行安装；周边檐口区域悬挑桁架采用“汽车吊分块吊装”的方案进行安装；桁架柱结构采用“在地面拼装完成后，使用汽车吊吊装”的方案进行安装（见图1~图3）。
图1体育馆（B馆）网架提升施工平面布置示意图图2体育馆（B馆）网架提升施工立面示意图
图6补装第二次提升施工网架结构示意图
第四步：在标高5.400m、6.800m、9.600m、11.800m位置，以类似方法，以混凝土看台结构为工作面，分别补装各次施工提升区域网架结构。累积提升网架结构单元至19.200m标高设计位置处，网架结构提升施工完成，以设备机房屋顶结构为工作面，补装剩余网架结构。
图7
第五步：在体育馆二层平台上搭设滑移操作架，散件（小拼单元）吊装施工檐口悬挑网架结构。檐口区域桁架共分作15个分区进行吊装施工作业，每个分区平面尺寸为11.4m×17.9m，重量约为6.0t，支座安装标高约为18.150m；考虑到檐口下方位置有二层疏散平台结构，且局部平台区域较大，故采用在二层平台处搭设滑移操作架，采用50T汽车吊散件（小拼单元）吊装施工檐口悬挑网架结构。
图9体育馆外围斜桁架柱吊装立面示意图
第七步：体育馆钢结构全部安装施工完成，卸载临时支架，采用50t汽车吊将临时支撑架进行拆除，拆除施工顺序按照从中间向两侧的总体顺序，先拆除卸载吊点D01、D04、D05、D08，然后拆除吊点D02、D03、D06、D07。
4.过程控制
4.1标高、轴线检查
总包单位提供柱顶标高及轴线位置，网架安装分包单位安装前检查网架支座定位轴线，支座锚栓的规格、位置。本工程为了确保工程质量，混凝土柱顶预埋件由网架安装单位提供，总包单位浇筑混凝土时，要求网架安装单位提前跟进，负责进行预埋施工。网架安装前，网架安装分包单位与总包单位再联合进行复检，确认支座标高、轴线位置、水平度符合设计与规范要求，柱子混凝土试块抗压强度检测合格，报监理验收以后，才能开始进行安装。
4.2临时提升架设计
本工程使用液压同步提升技术，采用“累积外扩提升”的安装方法进行安装，即先在比赛中心场地（标高+0.000）处将部分钢网架拼装成整体，同时，利用支撑架设置提升平台（上吊点），在提升上吊点对应的网架下弦球位置安装提升临时吊具（下吊点），上下吊点间通过地锚和钢绞线连接。利用液压同步提升系统将钢结构提升单元逐步提升并多次拼装，整体累积提升至设计安装位置。根据结构承载力计算，本工程提升临时支架采用2种形式，其中1、4、5、8采用截面1m×1m格构式支架，支架主肢管采用P114×4钢管，腹杆截面为P76×3.5钢管；2、3、6、7采用截面1.2m×1.2m格构式支架，支架主肢管采用P140×4.5钢管，腹杆截面为P76×3.5钢管。网架提升临时支架顶部设缆风绳使其形成整体，并将架顶部缆风绳与周围混凝土结构柱顶部进行拉结，在屋面网架提升施工过程中，若对提升结构有冲突，可将缆风绳进行置换，或与其他结构柱顶进行拉结，不得直接取消处理。
4.3替换杆计算
由于提升工况和网架设计状态差异较大，本工程根据建模计算，提升过程中网架会有部分杆件应力比超限，此部分杆件需要进行替换：第一次提升过程中，结构杆件的最大应力比为4.73>1，杆件应力比大于0.8的杆件有22根，此部分超限杆件需要进行替换；第二次提升过程中，结构杆件的最大应力比为6.3>1，杆件应力比大于0.8的杆件有62根，此部分超限杆件需要进行替换。
4.4提升过程控制
根据本工程现场情况，网架提升顺序为：将初次提升的网架杆件、螺栓球、焊接球等构件在比赛中心场地地面上拼装成整体。注意在划分提升单元时，要避开网架受力最不利点位置并且要考虑方便后续累积外扩对接施工→在提升上吊点对应的网架下弦球位置安装提升临时吊具（下吊点）→安装液压提升系统设备。设备配置的原则是数量分布均匀、设备受力均匀，包括液压泵源系统、液压提升器、提升地锚、钢绞线、传感器、计算机控制系统等→提升系统调试正常后，按照设计荷载的10%逐级加载，直至网架整体脱离地面约150mm后，暂停提升→连续12h观测钢网架的杆件结构是否存在变形、观测螺栓球节点有无松动，焊接球节点焊缝有无开裂→确认正常后，开始进行提升，要求各提升点必须同步，严格控制各提升点升差，在提升过程中注意加强观测，存在偏差要及时控制并进行纠偏处理→提升至距外扩标高约200mm时暂停提升→重复检查网架整体和提升系统，检查正常后缓慢提升网架接近设计位置→利用计算机微调功能，使各提升吊点均达到设计位置→检查满足对接要求后，进行外扩补杆安装。
外扩补杆主要在四周看台区域。本工程外扩补杆采用高空散装法，在四周看台上分层搭设满堂脚手架，分层补杆，形成整体后继续提升→以此类推，逐步完成钢结构累积外扩及提升工作。对接结束后，将提升系统缓慢回落，钢绞线逐步放松，各吊点陆续分级卸载，直至主结构完全承担钢结构自重，然后拆除提升临时支架和液压提升系统，安装作业完成。
结语
本文介绍了组合式大跨度钢网架施工技术在工程实践中的应用，重点讲述了“液压同步提升技术+外扩累积提升方法”。由于本工程采用了组合式施工安装方案，施工安全得到保证，人员、机械调度合理，缩短工期3个月，取得了很好的社会效益和经济效益，为今后同类项目施工提供很好的借鉴和参考。
参考文献
[1]王大磊，余流.超大面积钢网架高效施工及控制关键技术[J].施工技术，2014年8月，43卷（16期）：1-4.
[2]袁晓民，王永年，余运波，衡武浩，陈涛，张坤，陈振国.武夷山东站站房网架累积提升施工技术[J].施工技术，2016年6月，45卷（增刊）：685-687.