建筑钢结构网架施工技术应用及质量控制措施研究

引言

钢网架结构在我国屋面结构中的应用越来越多，我国大部分省市的体育场馆、游乐场、飞机库、中小型厂房和高铁站等空间结构，均采用这类钢网架结构。如果不对钢网架的施工质量进行管控，将会在很大程度上影响着项目的整体质量，因此成为项目管理和质量管控的重点。为此，有必要对钢结构网架的施工技术和质量管理措施进行研究，进一步保障钢结构的施工质量。基于此，本文以屋面钢网架结构为研究对象，对钢网架整体性能进行受力分析，并在此基础上提出针对性的质量管理措施，并针对项目的具体情况进行研究，为后续同类工程的施工提供一定的借鉴。

1 钢结构网架结构特征

钢结构网架结构是一种立体的空间网状结构，经常被作为屋面结构运用在体育馆等跨度较大的结构体系中。由于网架的杆件质量相对较轻，并且受力途径明确，具有较好的抗变性，因此在实际建设过程中，通常有正交和斜交的形式。正交形式主要是采用正方形的杆件，相互形成“ 井” 字形的结构，多个“ 井” 字形结构拼装形成网架结构。由于正方形的结构操作简单，杆件之间连接准确，可以简化施工的操作流程，在工程建设中应用也较为广泛。斜交形式主要是在工程设计时，网架结构的杆件之间采用相互交叉的形式。这种形式能够使外荷载沿着不同方向进行传递，并且整体性更强，能够保证网架结构的稳定性和出现变形的概率。钢结构网架结构对杆件钢结构材的强度具有很高的要求，对施工材料的性能具有严格的要求，在进行施工时应严格抽查杆件的性能。只有当杆件具有良好的强度，才能够充分发挥网架结构的整体性能。另外，为了保证工程项目的建设进度，必须保证高空施工时对钢结构网架安装质量的整体掌控。

2 建筑钢结构网架施工技术

2.1 桁架预起拱

在工程中,钢屋盖是采用非对称多坡度下凹斜向桁架设计。由于每个杆件的位置都对应一个独特的三维坐标,因此整个结构的檩托、主次檩条等部位的定位必须严格依照三维坐标进行测量和定位。这种复杂的几何形状导致在高空操作时,嵌补杆件的安装与焊接工作量特别大。在整个提升和安装过程中,由于各部分受力可能不均匀,容易引起整体或局部结构的变形。为了应对这一挑战,工程团队通过精确计算和力学分析,预先确定了可能出现的变形值。基于这些数据,在深化设计阶段采取了反变形起拱的措施。所谓反变形起拱,即是在结构设计和施工前,根据预测的变形值故意增加相反方向的拱度,以此来抵消实际施工中可能出现的变形。这种方法不仅可以在施工过程中有效控制桁架的变形,还能保证整体结构的准确对位和结构安全。通过这种预起拱的技术处理,可以大幅减少施工中因变形导致的结构安全风险,确保施工的顺利进行。

2.2 屋盖提升

提升吊点采用吊具焊接在钢梁上翼缘，对应位置设置加劲板进行加强。为确保结构提升过程平稳、安全，根据结构的特性，具体施工步骤如下。第一步：在柱顶安装好提升支架及提升设备，并将提升系统调试好。第二步：提升准备工作完成后，再次全面检查提升系统，确认满足要求后，各吊点同时按设计加载量的 20%40%60%80%90%95%100%. 进行提升分级加载，每加载完一级，便暂停，锁紧提升器，检查钢绞线有无断丝现象，检查吊点及钢梁等有无变形，确认无异常后，再继续进行下一级加载。待整个结构全部脱离拼装胎架 10cm 后，及时切除所有支撑点，放置约12h。第三步：再次进行全面检查，确认无异常情况后，按 4m/h 的速度对钢梁进行整体提升。第四步：将钢梁提升至设计位置，停止提升，锁紧提升器。微调各吊点，使钢梁精准就位，并进行对口焊接。第五步：对口焊接完成后，提升器同步卸载，拆除提升设备、提升支架等临时结构，提升施工结束。

2.3 桁架提升

提升吊点使吊具焊接在桁架上弦杆上。提升支架主要由提升梁、斜撑、后拉杆及侧向连系杆组成。具体施工步骤如下。第一步：桁架拼装验收合格后，安装吊装单元。第二步：在柱顶安装提升支架及提升设备并调试。第三步：提升准备工作完成后，进行全面检查，确认满足要求后，开始试提升分级加载，使钢绞线绷紧拉直后锁紧，断开桁架与拼装胎架连接，继续分级加载，使结构整体脱离胎架约 100mm ，放置约 12h。第四步：再次进行全面检查，确认无异常情况后，进行桁架整体提升。第五步：桁架提升到设计位置后停止提升，锁紧提升器机械。第六步：桁架提升单元与吊装单元连接，安装后补杆件。第七步：屋盖桁架焊接完成后，提升器同步卸载，拆除提升设备、提升支架等临时结构，提升施工结束。

2.4 钢绞线导向架

在钢结构工程中,如屋盖桁架的提升与安装,使用提升器来控制和管理钢绞线的张力和导向至关重要。导向架的配置和安装是确保提升过程顺畅及安全的关键环节。其主要作用是确保在提升或下降过程中,将由于提升器顶部可能余留的钢绞线过多而产生的影响降至最低。为了防止这些潜在问题,导向架的设计和安装需满足以下要求。(1)安装位置。导向架应安装在提升器上方,位置高于提升器的天锚 1.5～2m ,以确保有足够空间来导出余留的钢绞线。导向架的位置应偏离提升器中心5\~10cm,以便调整钢绞线的导出方向,防止其直接下坠可能导致的干扰或危险。(2)结构设计。导向架的设计应确保其强度和稳定性,能够承受在提升过程中可能发生的各种力的作用。导向架通常采用高强度的钢材构建,表面处理要能抵抗长期使用中的腐蚀和磨损。(3)安装与调试。安装后,需对导向架进行全面的测试和调试,要确保在实际提升操作中,钢绞线可以顺畅通过导向架,且不会影响提升器的功能。通过精心设计和安装导向架,可以大大减少施工中的风险,确保钢结构提升工作的顺利进行。此外,合理的导向架设计还可以提高工作效率,降低维护成本,是钢结构安装过程中不可或缺的一部分。

3 施工过程质量控制

建筑钢结构施工精准度，是保证工程施工质量的基础。因此，在建筑钢结构施工质量控制期间，首先要根据施工方案，对钢结构构件编号、节点、孔位等进行全面审核，以避免误差，并在审核后做好标记，以便施工顺利进行。其次，利用计算机技术，如建立信息数据库和质量通病的防治数据库，实现施工过程的全方位管理，确保材料配比检测的可靠性和实验报告信息数据的完整有效性。此外，通过远程控制技术，可以实现对施工过程的实时监测和控制，及时发现并纠正质量问题，避免问题扩大。同时，管理人员也需要定期进入施工现场，展开施工质检工作，一旦发生施工问题，应当立即与施工人员沟通，确保施工质量符合相关要求；最后，在建筑钢结构施工期间，需要做好施工协调工作，避免出现施工矛盾。

结束语

综上所述，为了确保建筑钢结构施工质量，需明确关键工艺并实施全过程控制，从源头上减少施工问题的发生。同时，在施工期间，应着重加强前期准备和施工质检工作，以全面提升建筑钢结构的施工质量。未来的方向可进一步结合新材料和新技术，探索建筑钢结构施工的更优化方案。

参考文献

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