钢网架结构安装工程质量问题分析

   提出了网架结构的安装过程中常出现的一些质量问题及防治措施。
关键词网架;结构;安装;质量问题;防治措施
空间网架结构是以大致相同的格子或尺寸较小的单元(重复)组成的,由于它优越的力学性能和良好的经济性、安全性与适用性。具有空间受力、重量 轻、刚度大、抗震性能好等优点,在我国空间结构中以网架结构发展最快,应用最广,在近年来兴建的大型公共建筑中,大多数都采用了网架结构,广泛应用于体育 馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库和工业厂房中。
但是网架结构在施工和安装过程中容易出现一些质量问题。本文结合工程实际指出了网架结构在安装过程中经常出现的一些质量问题及防治措施。
1.球管焊接质量差
1.1质量问题球管焊接跟部未焊透,影响结构承载力。
1.2防治措施
1.2.1钢管壁厚4~9mm,坡口必须≥45°为宜,由于局部未焊透,所以加强部位高度大于或等于3mm。钢管壁厚≥10mm时采用圆弧坡口,钝边≤2mm,单面焊接双面成型易焊透。
1.2.2为保证焊缝质量,对于等强焊缝必须符合GB50205-2001《钢结构工程质量验收规范》二级焊缝的质量,除进行外观检验外,对大中跨度钢管网架的拉杆与球的对接焊缝,应作损探伤检验,其抽样数不少于焊口总数的20%。
2.焊接球节点的钢管布置不合理
2.1质量问题焊接球节点的钢管布置不合理,造成管于管相碰。
2.2 防治措施
2.2.1遇布置不合理,可在杆件端头加锥头(锥头比杆件细),另加肋焊于球上,或将未达到满应力的杆件直径改小。
2.2.2按规范规定两杆件距离不应小于20mm,最小不小于10mm,否则应开成马蹄形,两管间焊好,并在两管间加强补焊。
2.2.3在拼、安装中凡遇有钢管杆件相碰,应与设计单位共同研究处理。
3.高空散装法标高偏抵
3.1质量问题网架采用全支架法安装时,由于架子刚度差。即支架本身弹性压缩接头的压缩变形,以及地基沉降,造成标高偏低;采用悬挑法安装时,网架在拼装过程中,一端处于悬挑位置,由于小拼单元本身不能承受自重,使网架前端下挠。
3.2.1采用控制屋脊线标高的方法拼装,一般从中间向两侧发展,以减小累积偏差和便于控制标高 便误差消除在边缘上。
3.2.2拼装支架应进行设计,对重的或大型工程,还应进行试压,使其具有足够的强度和刚度,并满足单肢和整体稳定的求。
3.2.3悬挑拼装时,由于网架单元不能承受自重,所以对网架进行加固。即在网架拼接过程申必须是稳定的。支架承受荷载,必然产生沉降,就必须采取千斤顶随时进行调整,当调整无效时,找有关技术人员解决,否则影响拼装精度。支架总沉降量经验值应小于5mm。
4.高空滑移法安装挠度偏差大
4.1质量问题采用分条网架单元,在预先设置的滑轨上单条滑移到设计位置拼接。或在滑轨上拼接后移到设计位置的高空滑移安装方法时,网架实际挠度值超过设计值。
4.2防治措施
4.2.1适当增大网架杆件断面,以增强其刚度。
4.2.2拼装时增加网架施工起拱数值。
4.2.3大型网架安装时,中间应设置滑道,以减小网架跨度,增强其刚度。
4.2.4在拼接处可临时加反梁办法,或增设三层网架加强刚度。
5.总拼后尺寸误差超差
5.1质量问题钢网架总拼装变形超过允许偏差值,导致吊(安)装就位困难,影响网架受力性能和安装质量。
5.2防治措施
5.2.1大面积拼装一般应采取从中间向两边或向四周顺序拼装,这样杆件有一端是自由端,能及时调整拼装尺寸,以减小变形和焊接应力。
5.2.2螺栓球节点总拼顺序一般从一边向另一边,或从中间向两边顺序进行。当螺栓头与锥筒(封板)端部齐平时,也可采用跳格拼装,其顺序为下弦→斜杆→上弦。
5.2.3网架焊接顺序应为先焊下弦节点,使下弦收缩向上拱起,然后焊腹杆及上弦。焊接时应尽量避免形成封闭圈,否则焊接应力加大,产生变形。一般可用循环焊接法。
6.整体安装空中移位出现平面扭曲
6.1质量问题网架在地面总拼后,受柱位限制,整体安装时,需空中移位,平面受扭曲变形而破坏,造成事故。
6.2 防治措施
6.2.1由于网架是按使用阶段的荷载进行设计的,设计中一般难以准确计入施工荷载,所以施工之前应按吊装时的吊点和预先考虑的最大提升高度差,验算网架整体安装所需的刚度,并据此确定施工措施或修改设计。
6.2.2严格控制网架提升高度,尽量做到同步提升。提升高差允许值(指相邻两拔杆间或相邻两吊点组的合力点间相对高差),可取吊点间距的1/400,且不大于100mm,或者验算而定
6.2.3采用拔杆安装时,应使卷扬机型号、钢丝绳型号以及起升速度相同,并且使吊点钢丝绳相通,以达到吊点间杆件受力一致,采取多机抬吊安装时,应使用起重机型号、起开速度相同,吊点间钢丝绳相通,以达到杆件受力一致。
6.2.4合理布置起重机械及拔杆,起重折减系数取0.75。
6.2.5缆风地锚必须经过计算,缆风主初拉应力控制到60%,施工过程中应设专人检查。
6.2.6网架安装过程中,桅杆顶端偏斜不超过1/1000(桅杆高)且不大于30mm。
7.钢网架屋面完成后的挠度值超过相应设计值的1.15倍
7.1质量问题钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后的挠度值超过相应设计值的1.15倍。由于挠度值过大,从而会影响网架结构的承载力,减弱刚度和稳定性。
7.2防治措施网架结构安装必须严格控制挠度值不大于相应设计值的1.15倍,一般应采取以下措施
7.2.1严格控制网架零件加工精度和安装精度使不超过允许偏差值。
7.2.2网架拼装、安装应适当起拱,起拱值应不低于设计计算挠度值。
7.2.3对高跨比小、刚度差的网架安装时,应进行适当临时加固,以增强刚度,减少自重下挠。
7.2.4安装程序、方法必须严格按施工组织设计规定进行。
7.2.5采用高空散装法、分块分条安装法的支承架必须有足够的强度、刚度和稳定性,地基必须平整坚实,不能下沉。
7.2.6网架安装就位后应及时校正、固定,形成稳定的空间单元体系,末固定前不得拆除加固措施,不得随意松动或拆除已安装临时固定的杆件或节点。
7.2.7安装时应密切注意气象变化,按施工方案求,及时落实抗风稳定措施,不得利用网架结构作起吊构件、设备、材料或悬挂物件之用。
7.2.8在网架安装时加强浇度测量检查监控,发现偏差过大,及时调整。
8.网架安装完成后表面不干净,有疤痕、泥沙和污垢等
8.1 质量问题钢网架结构安装完成后,其节点及杆件表面不干净,有明显的疤痕、泥沙和污垢等;由于存在这些缺陷,表面涂刷防腐油漆后,易脱落,接缝未嵌填,水汽易侵入,从而导致杆件和螺纹锈蚀,影响杆件受力性能和耐火性。
8.2防治措施
钢网架零、部件加工出厂前一般先涂刷二度底膝,网架安装完成后再涂刷二度面漆。在网架安装过程中表面上出现的明显疤痕、泥沙和污垢以及底漆损 伤、脱落锈蚀部位,应用钢丝刷、砂纸、电动砂轮等简易工具清除干净。螺栓球节点上所有接缝用油腻子填嵌严密,多余螺孔封口,然后冉涂刷两度面漆。
参考文献
1 中华人民共和国建设部主编.钢结构设计规范(GB50017-2003).北京.中国计划出版社,2002
2 戴国欣、钢结构.武汉.武汉理工大学出版社,2007
3 中国建筑科学研究院.浙江大学主编.网架结构设计与施工规程(JGJ99-98).北京.中国建筑工业出版社,1991