螺栓球网架高空散装工艺 【技术领域】
本发明涉及建筑工程技术领域， 特别涉及一种螺栓球网架高空散装工艺。背景技术 螺栓球网架高空散装技术为目前较为普遍的钢结构网架施工技术， 该技术通常采 用钢管脚手架搭设满堂网架拼装胎膜， 施工人员在满堂胎膜架上进行网架安装施工。高空 散装法操作简单方便， 施工速度快， 节省人工， 可以减少现场焊接， 减少了对周围环境的污 染， 在现场不具备大型机械吊装和整体提升条件的特殊工作环境下能够更好的保证工程质 量， 降低工程成本， 实现节能减排和绿色施工。
某体育馆工程屋面主体结构为螺栓球钢网架结构， 支撑形式为下弦柱点支承。限 于现场操作环境， 无法采用整体提升、 高空滑移等施工方法， 施工场地也无法支设大型起吊 设备桅杆吊等实现分块添加式提升， 所以在方案选择上只能采用如图 1 所示的满堂脚手架 1 上高空散装。
某体育馆的屋盖东西长 93.8m， 南北为 67.8m， 设计空间高度 15.8 ～ 17.5m， 投影面 积 5400 平方米， 最大跨度 56 米。该工程大厅地面为 150mm 厚底板， 设计承载力为 4.0KN/m2， 网架主体钢结构施工荷载为 3KN/m2， 加上平均 16 米高的脚手架自重为约 2KN/m2， 楼板无法承 受上部荷载， 负一层高度为 6 米， 必须进行加固处理， 同样在搭设区域的对应位置搭设满堂脚 手架， 将上部荷载传递至基础。
采用传统满堂脚手架施工方法， 需要耗费大量的脚手架， 16 米施工脚手架及负一 层 6 米加固脚手架经不完全计算， 每平米大约 70 米脚手管和 65 个扣件。如此一来 5000 多 平米的脚手架支撑体系， 不仅在材料上浪费很大， 而且就仅仅脚手架搭拆上耗费大量人力 物力， 施工成本相当大， 工期也相应增加。
采用满堂脚手架作为网架施工的拼装胎膜， 需要在整个网架覆盖区域内搭设脚手 架， 并且在脚手架顶部满铺脚手板。 本案例中 5400 平方米的投影面积下全部搭设平均 16 米 高的满堂脚手架， 消耗的周转材料是相当的可观。 如果在底板承载力不足的情况下， 负一层 6 米高的相同区域内还需搭设满堂架进行支撑， 又增加了大量的周转材料， 促使成本大大增 加。如此大的脚手架搭拆作业， 需要投入大量的专业搭设人员进行搭设， 不仅消耗材料， 而 且浪费人工。
采用满堂脚手架上高空散装， 大量的脚手架搭拆需要很长的施工准备时间， 并且 搭拆过程中也消耗大量工作时间， 对工期造成很大的影响。同时， 网架屋面施工是关键工 序， 不仅占用大量施工场地， 而且给大厅地面施工、 周边幕墙施工以及室内精装作业等后续 工序带来制约， 一旦网架屋面施工工期滞后， 给其他各专业造成很大影响， 直接影响总工期 目标的实现。
采用满堂脚手架上高空散装， 接近 300 吨的杆件和螺栓球需要全部吊装至脚手架 拼装胎膜上， 然后再进行拼装， 造成网架材料的高空二次搬运， 不仅存在较大的安全隐患， 而且工人高空作业， 效率大大降低， 给工程的进度带来很大的影响。
综上所述， 采用满堂脚手架在施工中存在以下缺陷 ： 1、 满堂网架拼装脚手架不仅需要占用大量周转材料， 且架子搭拆量大， 施工作业期长。 2、 网架施工用满堂脚手架搭设需要足够的地基承载力， 对于场馆类比赛大厅楼 板， 设计楼板承载力无法满足满堂架体自重和上部网架施工荷载， 需要在底层增加支撑， 消 耗更多的周转材料和成本。
3、 网架材料均需吊装至满堂脚手架， 杆件和螺栓球在平面分散堆放需采取措施防 止球杆体滚动、 坠落， 存在较大安全隐患。
因此， 如何减少材料的消耗， 降低人工的浪费， 减少拆装脚手架所用时间， 降低对 地基承载力的要求， 成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此， 本发明提供了一种螺栓球网架高空散装工艺， 以减少材料的消耗， 降低 人工的浪费， 减少拆装脚手架所用时间， 降低对地基承载力的要求。
为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案 ： 一种螺栓球网架高空散装工艺， 包括步骤 ：
1) 局部脚手架搭设 ；
2) 四角锥单元地面拼装 ；
3) 在局部脚手架上进行网架局部拼装， 并形成网架起步跨单元 ；
4) 以所述网架起步跨单元采用吊装设备进行拼装， 所述吊装设备固定至所述网架 起步跨单元， 并通过该吊装设备将所述四角锥单元吊装至高空， 由所述网架起步跨单元向 两侧对称悬挑扩展拼装， 直至将整个螺栓球网架拼装完毕。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述步骤 1) 具体为 ： 选择螺栓球网 架跨度方向相邻两跨最低的四个下弦支撑柱之间的范围为局部脚手架的搭设区域， 并在该 搭设区域内搭设局部脚手架。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述网架起步跨单元为 2 ～ 5 个网格 宽度。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述网架起步跨单元由 1 ～ 2 排下弦 网格和 2 ～ 3 排上弦网格组成。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述步骤 3) 具体为 ： 网架局部拼装 时， 先从一端的不少于两个支座开始起步， 采用推三脚架和拼三脚架技术， 在已经搭设好的 脚手架上进行拼装， 最终形成在支座处不少于 4 个支承点的网架起步跨单元。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述吊装设备具体包括 ：
架体 ；
设置于所述架体一端的卷扬机， 所述卷扬机的钢丝绳的一端设有吊钩 ；
设置于所述架体另一端的滑轮， 所述卷扬机的钢丝绳绕过所述滑轮。
优选的， 在上述螺栓球网架高空散装工艺中， 所述架体由外径 40mm、 壁厚 3.5mm 钢 管焊制而成。
从上述的技术方案可以看出， 本发明提供的螺栓球网架高空散装工艺， 包括步骤 ：
1) 局部脚手架搭设 ； 2) 四角锥单元地面拼装 ； 3) 在局部脚手架上进行网架局部拼装， 并形 成网架起步跨单元 ； 4) 以所述网架起步跨单元采用吊装设备进行拼装， 所述吊装设备固定 至所述网架起步跨单元， 并通过该吊装设备将所述四角锥单元吊装至高空， 由所述网架起 步跨单元向两侧对称悬挑扩展拼装， 直至将整个螺栓球网架拼装完毕。
基于上述步骤， 本发明提供的螺栓球网架高空散装工艺， 适用于各种大跨度螺栓 球网架屋面结构体系的安装施工， 可以不需要大型施工机械， 操作比较简便， 且只需搭设少 量支撑脚手架， 从而大大提高了劳动效率， 降低了劳动强度。 本发明在无法使用大型起吊设 备的基础上设计制作了简易的起吊设备， 从而将螺栓球网架的满堂脚手架胎膜的高空散装 技术改进为基于简易起吊设备的局部脚手架上高空散装技术， 本发明节省的措施费和工期 是相当客观的。 本发明可减少近 80％的脚手架周转材料， 根据目前市场价， 脚手架搭拆包工 包料约 20 元 / 每立方的成本， ( 包括地上平均搭设高度 16 米， 负一层增加支撑高度 6 米 )， 共节省措施费 180 多万， 同时局部脚手架搭拆比满堂架施工工期缩短 30 天， 带来巨大的经 济效益和管理效益。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为采用传统工艺满堂脚手架搭设范围的网架结构示意图 ；
图 2 为本发明实施例提供的螺栓球网架高空散装工艺流程图 ；
图 3 为本发明实施例提供的局部脚手架搭设范围的网架结构示意图 ；
图 4 为本发明实施例提供的吊装设备的结构示意图 ；
图 5 为本发明实施例提供的起步跨网架的结构示意图 ；
图 6 为本发明实施例提供的吊装设备的施工过程示意图。 具体实施方式
本发明公开了一种螺栓球网架高空散装工艺， 以减少材料的消耗， 降低人工的浪 费， 减少拆装脚手架所用时间， 降低对地基承载力的要求。
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。
请参阅图 2- 图 6， 图 2 为本发明实施例提供的螺栓球网架高空散装工艺流程图 ； 图 3 为本发明实施例提供的局部脚手架的结构示意图 ； 图 4 为本发明实施例提供的吊装设 备的结构示意图 ； 图 5 为本发明实施例提供的起步跨网架的结构示意图 ； 图 6 为本发明实 施例提供的吊装设备的施工过程示意图。
本发明提供的螺栓球网架高空散装工艺， 包括 ：
步骤 S11 ： 局部脚手架 2 搭设 ；经熟悉图纸， 选择网架跨度方向相邻的最低的四个下弦支撑柱之间的范围为局部 脚手架 2 的搭设区域， 根据施工荷载进行脚手架搭设方案的设计， 评审合格后进行局部脚 手架 2 的搭设。 通常沿着待拼装网架的中间部位搭设局部脚手架 2， 该局部脚手架 2 的两端 均搭设至待拼装网架的支座处， 所谓待拼装网架即原设计的螺栓球网架结构， 将局部脚手 架 2 的两端均搭设至待拼装网架的支座处， 可保证拼装的网架结构能够与支座相连， 提高 稳定性。局部脚手架 2 的两端搭设高度应与此处设计的网架高度相适应。支座是网架建筑 结构的混凝土结构部分， 网架属于建筑结构的顶部。
脚手架的搭设需要注意以下问题 ：
1) 局部脚手架 2 搭设高度的确定应便于操作， 如果用千斤顶调整标高， 则局部脚 手架 2 上表面距网架下弦节点 80cm 左右为宜 ； 若不采用千斤顶， 则支架上表面距下弦节点 20 ～ 30cm 为宜。
2) 局 部 脚 手 架 2 操 作 面 要 满 铺 脚 手 板， 脚 手 板 用 杉 木 或 松 木 制 作， 其宽度 ≥ 200mm， 厚度≥ 50mm， 两端用 10 ～ 14 号镀锌钢丝捆紧， 禁止使用腐朽的木板。
3) 在满铺的脚手板四周临边， 用 50×100 的木方钉成小沿， 防止脚手架上部暂时 堆放的杆件和螺栓球滚动滑落。 4) 局部脚手架 2 应经设计计算， 考虑上部网架荷载、 施工荷载以及满铺脚手板自 重， 验算其承载力刚度和稳定性。
步骤 S13 ： 四角锥单元地面拼装 ；
四角锥单元 5 的形式有一球三杆型、 一球四杆型等， 拼装四角锥单元 5 时， 应考虑 网架结构的类型、 起吊就位时不会造成杆件损坏 ； 不超过吊装设备起吊能力 ； 悬挑安装后 应形成稳定体系。
螺栓球节点四角锥单元 5 的现场拼装按照工程进度的需要， 提前将四角锥小单元 体拼装完毕。四角锥单元 5 拼装时， 宜将螺栓一次拧紧， 拼装后应保持角度和尺寸， 以防止 杆件变形， 拼装后还要标识编号， 放置于相应起吊位置， 以方便吊装设备起吊， 避免二次搬 运。
步骤 S14 ： 在局部脚手架上进行网架局部拼装， 并形成网架起步跨单元 4 ；
沿局部脚手架 2 由两端的支座处向中间进行拼装网架起步跨单元 4， 拼装完毕后 分别与两端支座焊装， 并拆卸条形脚手架。一般在拼装完毕后， 还需检查拼装是否完整、 正 确， 对其标高位置进行复核， 达到设计要求后， 与支座 ( 在本实施例中支座共为四个， 分别 为左端的第一支座 41 和第二支座 42， 以及位于右端的第三支座 43 和第四支座 44) 焊装， 形 成足以承受自重和施工荷载的稳定的结构体系。需要注意的是， 网架起步跨单元 4 是利用 已搭好的局部脚手架 2 作为操作平台， 将散件或在地面组装好的小拼单元吊至高空， 由两 端支座处向中间进行拼装完成的。网架起步跨单元 4 拼装完成与支座焊装固定后， 即可对 网架起步跨单元 4 进行卸荷， 拆除局部脚手架 2。
拼完四角锥单元之后即可进行网架起步跨单元 4 的组拼， 网架起步跨单元 4 在已 经搭设好的局部脚手架 2 上完成拼装， 网架起步跨单元 4 由 1 ～ 2 排下弦网格和 2 ～ 3 排 上弦网格组成， 先从一端的不少于两个支座开始起步， 采用推三脚架和拼三脚架技术， 在已 经搭设好的局部脚手架 2 上进行拼装， 最终形成在支座处不少于 4 个支承点的网架起步跨 单元 4， 以形成稳定体系。
网架起步跨单元 4 的拼装顺序为 ： 下弦网格→腹杆及上弦节点→上弦杆。首先按 照设计要求安装下弦节点， 再安装水平杆件， 调整无误后拧紧螺栓。安装下弦节点球时， 为 了防止网架下垂， 应先在下弦节点球处搭设临时支撑架， 对于有起拱的位置其临时支撑架 顶面应符合设计标高要求。安装完下弦杆件即可安装上弦杆件， 利用已经拼装好的四角锥 单元 5 进行拼装， 最后再安装斜杆， 经调整无误后拧紧螺栓。待拼装完成三至四排单元后， 可使用吊装设备吊装四角锥单元进行拼装， 提高工作效率， 这样就拼出一个完整的网架起 步跨单元 4 了。
网架起步跨单元 4 拼装完成后， 对条状单元的位置、 标高以及支座位置、 标高进行 校核， 符合要求后， 将支座点焊或螺栓连接临时固定， 以保证网架在后面的安装过程中不产 生位移。
步骤 S15 ： 以所述网架起步跨单元采用吊装设备进行拼装 ；
吊装设备 3 固定至所述网架起步跨单元， 并通过该吊装设备将所述四角锥单元 5 吊装至高空， 由所述网架起步跨单元 4 的中间向两侧对称悬挑扩展拼装， 直至将整个螺栓 球网架拼装完毕。
根据网架结构的实际情况和左右对称的特点， 为了减少网架在拼装工程中的误差 积累， 整体网架的组拼应从网架起步跨单元 4 开始， 随时校正尺寸， 在认为网架起步跨单元 4 无误后方可从中心向两侧展开。 拼装过程中由吊装设备 3 将杆件吊装到位， 在设计位置进 行拼装栓接。吊装时按照平行条状单元方向， 逐排进行吊装。先进行上弦倒三角锥安装， 一 排安装完成后， 进行下一排的下弦正三角锥安装。 每排网格拼装完成后， 对该排网格的位置、 标高、 几何尺寸、 螺栓拧紧程度、 挠度以 及支座位置、 标高进行校核， 符合要求后， 将支座点焊或螺栓连接临时固定。
之后以此类推， 拼出整体网架， 拼装过程中应随时校正尺寸， 确认符合设计要求后 方可进行下一整体单元的安装。
网架起步跨单元 4 为 2 ～ 5 个网格宽度， 以能够形成足以承受自重和施工荷载的 结构体系为标准。不可过宽， 若过宽则局部脚手架 2 保留的时间过长， 影响下面的混凝土结 构的施工 ； 不可过窄， 过窄则无法承载其自重， 及后面的悬挑法安装的其他网架的重量。
本发明提供的吊装设备 3 具体包括架体 31、 设置于所述架体一端的卷扬机 32， 所 述卷扬机 32 的钢丝绳 33 的一端设有吊钩 34 ； 设置于所述架体 31 另一端的滑轮， 所述卷扬 机 32 的钢丝绳 33 绕过所述滑轮。架体可由外径 40mm、 壁厚 3.5mm 钢管焊制而成。
综上所述， 本发明提供的螺栓球网架高空散装工艺， 适用于各种大跨度螺栓球网 架屋面结构体系的安装施工， 可以不需要大型施工机械， 操作比较简便， 且只需搭设少量支 撑脚手架， 从而大大提高了劳动效率， 降低了劳动强度。 本发明在无法使用大型起吊设备的 基础上设计制作了简易的起吊设备， 从而将螺栓球网架的满堂脚手架胎膜的高空散装技术 改进为基于简易起吊设备的局部脚手架上高空散装技术， 本发明节省的措施费和工期是相 当客观的。 本发明可减少近 80％的脚手架周转材料， 根据目前市场价， 脚手架搭拆包工包料 约 20 元 / 每立方的成本， ( 包括地上平均搭设高度 16 米， 负一层增加支撑高度 6 米 )， 共节 省措施费 180 多万， 同时局部脚手架搭拆比满堂架施工工期缩短 30 天， 带来巨大的经济效 益和管理效益。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述， 每个实施例重点说明的都是与其他
实施例的不同之处， 各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。