浅谈建筑钢网结构的钢网架施工法

浅谈建筑钢网结构的钢网架施工法

李德民

荣华建设集团有限公司 山东省青岛市 266000

摘要：随着我国经济和科学技术的飞速发展，建筑工程领域中的各种技术被广泛使用，其中，钢网结构被广泛使用，覆盖范围广且强度均匀。对于高层建筑结构，钢网架结构的使用不仅使建筑结构更稳定，而且还可以根据现代人的审美要求进一步改善建筑物的形状，同时促进改进建设项目的建筑质量，提高建筑物的综合成本效益。将钢格结构应用于建筑项目可以丰富建筑师的设计思想并增强设计自由度，大跨度钢网架结构的快速发展促进了钢网架结构施工技术的创新，因此钢网结构在我国具有广阔的应用前景，本文主要分析钢网架结构主要构造方法及应用范围和技术特点。

关键词：钢网架结构；施工方法；特点；适用范围

引言：钢网架结构在我国目前的建筑空间结构设计中被广泛使用，钢网架结构的主要优点是钢网架重量轻抗震性强，安装相对方便及强度相对合理，一些富有想象力的建筑师会充分利用这些优势，以创建更多独特的建筑结构设计。设计建筑物的平面图时，可以在设计中使用其他形状如圆形和矩形，还可以将形状设计为球形表面或旋转抛物线表面，建筑物钢网架结构还具有较小的零件，因此可以由制造商直接批量生产，从而可以提高建设项目的建设效率，降低建设项目的建设成本，并大大减少建设预算。

一、钢网架的施工方法

钢网架结构中有几种施工方法，每种施工方法都有其适用范围和技术特点，安装方式比较不稳定。在安装时，我们努力在安全性，适用性和经济性之间找到最佳平衡。钢网架结构的施工方法主要是爬升法，折叠和展开法，高空滑移法，高空散装法，条块吊装法。

 1.攀达育顶法

  攀达育顶法是日本川口卫教授提出的。该安装方法在施工过程中预留部分杆件不安装，在地面组装结构时使整个结构变成可折叠的结构，再将结构用液压提升法提升至设计标高位置，最后补缺前面预留未安装的部分杆件。经过此安装顺序结构可形成稳定的几何不变体系。攀达育顶法的较适用双曲率网壳工程。

 2.折叠展开法

   折叠展开法是指将结构局部移除少量构件后分成多个区域，在区域和区域之间安装可移动铰链节点的方法。在地面拼装结构完成后，在计算机同步控制下采用液压提升设备将结构就位到设计位置，再填补局部抽掉的少量杆件。该安装方法既避免了高空作业又减少了大量的脚手架。柱面网壳结构更为适用折叠展开法。采用折叠展开法的工程实例较为突出的为河南南阳鸭河口电厂干煤棚。

 3.高空滑移法

  高空滑移法通过设置在中间或者两侧的通长滑道和在结构中部或者端部拼装架，在地面拼成条（块）状单元，然后把拼成的条（块）状单元吊至拼装平台上完成拼装，采用牵引设备将结构滑移至设计标高位置的安装方法。

此方法在起重设备无法吊装到位情况下得已充分展示。该安装方法相对高空散装法拼装支架的费用减少了一半，同时在占用建筑物周边场地来说也是极少的，可以做到用场地的一边进行施工。采用高空滑移法的工程实例较为突出的为天津工业大学体育馆。

4.高空散装法

  高空散装法是指在结构实际安装位置处，使用垂直运输设备进行空中组装节点或者小拼单元和单根杆件的方法，这是一种既原始又成熟的安装方法。该安装方法只需要一般的起重设备和扣件式钢管脚手架即可进行安装，对设计和施工均无特殊要求。

该安装方法的技术要点：

  1）为了减少累积误差和保证拼装的精度，必须确定合理的拼装顺序；

  2）在拼装时必须高精度控制标高和垂直偏差，严格控制基准轴线位置，一旦发现实际上与设计有偏差时要立即调整；

  3）应校核拼装支架的稳定性和承载能力，支架上的支撑点应设置在支座处或节点位置，并采取一定措施防止下沉。悬挑安装和满堂支架安装是高空散装法较常用的两种方法，悬挑法又有内、外悬挑两种。满堂支架法的脚手架用量会较大，促使施工措施费会很高。刚度较大的结构采用悬挑法较好，此方法相对于满堂支架安装法可以大大减少脚手架的用量。大量的焊接作业和高空拼装在这两种安装方法中均要出现，工程质量在一定程度上会较难得到保证。采用高空散装法的工程实例较为突出的为国家体育场“鸟巢”。

 5.分条分块吊装法

  分条分块安装法是指用起重设备在地面将分割成块状或条状单元的待安装结构，吊到设计的高空指定位置，逐条（块）拼成整体的安装方法。该方法减少了高空作业量，同时也减少了拼装支架，对现有的起重设备又能够充分利用，综合下来非常经济。跨度较小的空间结构、分割单元自身为几何不变的结构、分割后受力状况和刚度改变较小的结构，此三种结构较为适用分条分吊装法，必要时应采取一定的加固措施。采用分条分块安装法的工程实例较为突出的为上海浦东国际机场二期航站楼。

 6.整体顶升法

  整体顶升法是指结构在地面拼装成整体后，再用顶升设备将结构就位到设计标高位置的安装方法。在施工力学原理方面，整体顶升法与整体提升法基本相同，两者的区别在于结构与起重设备的位置关系：结构在起重设备下面的为整体提升法，结构在起重设备上面的为整体顶升法。采用整体顶升法的工程实例较为突出的为武汉体育中心体育馆中心区域网壳。

 7.整体提升法

  整体提升法只能作垂直提升，此方法无法实现水平移动或转动。整体提升法是利用专用钢绞线、周边结构柱和液压提升器，将在地面拼装完成的结构整体提升到设计标高位置的安装方法。此方法高空作业量少且不需要搭设支撑脚手架，既保证了施工质量又降低了施工成本。采用整体提升法的工程实例较为突出的为加蓬体育场拱形主钢架。

 该安装方法有两个特点：

1）是提升为垂直提升，故上下投影在同一投影面上；

  2 )是必须预留柱子与周边相碰的杆件，补缺此类杆件需结构就位后完成。

8.整体吊装法

  整体吊装法是指用拔杆或者起重机械将地面拼装成整体的大跨度钢结构，吊装就位的安装方法。整体吊装法应用广泛，各种类型的大跨度钢结构均适用。此方法可在高空旋转或者平移来完成就位。整体吊装法有个较大特点就是在地面拼装全部结构，这就大大减少了支撑支架和高空作业，同时更有效的保证了施工质量和进度。采用整体吊装法的工程实例较为突出的为上海国际客运中心。

整体吊装法有两类：拔杆吊装和起重机吊装。拔杆整体吊装时，结构的就位拼装必须在设计跨内，且要根据拔杆的位置。

结语：由于跨度大风险高，质量控制要求高的特点，钢网架结构施工一直是建筑工程中的重点管理和控制项目。最常见的做法是使用脚手架来搭建操作平台并进行高空网架的大规模建造，安全系数高施工难度低，适用于大多数无特殊技术要求的钢网架建设。施工建设必须考虑实际情况，综合考虑安全性质量以及进度和成本因素，并采取多种施工方法以提高项目的整体效益。

 参考文献：

[1]罗尧治,胡宁,沈雁彬,等.网壳结构“折叠展开式”计算机同步控制整体提升施工技术[J].建筑钢网架结构进展,2005,7(04):30-35.

[2]翁凯.大跨度钢管桁架结构的施工技术研究[D].硕士学位论文,天津大学,2012.

[3]吴聚龙.大型屋盖整体顶升施工技术[J].施工技术,2008,37(3):40-42.

 [4]魏俊杰,刘志峰,刘光复,李新宇,赵流现.主动拆卸结构优化设计方法及其应用[J].合肥工业大学学报(自然科学版)，2011,01:6-9.

[5]张春玉,赵延林,陈勇.混合变量遗传算法在预应力网架结构中的应用[J].黑龙江科技学院学报,2009,04:306-