超大跨度球形网架施工及安全管理研究

超大跨度球形网架施工及安全管理研究

摘要：球形网架是一种较为新颖的结构，因其整体性好，空间刚度大，跨度大，应用也越来越广泛。本文结合某球形网架的施工，对施工及安全管理做了详述。

关键词：大跨度球形网架施工控制安全管理

前言：球形网架属于多次超静定空间结构体系，杆件规律性强，非常适宜工

厂化加工，组装快捷。常见的高空散装法、分块安装法、高空滑移法、整体吊装法、整体提升法等，我们在安装网架的时候，根据现场实际情况来选择安装方法。

1.工程概况

本工程为圆形煤场网架，节点为螺栓球，结构形式采用正放四角锥球壳，球

壳跨度116m，网壳顶标高+55.20m，天窗顶标高+58.140m。网架杆件钢管采用

Q355B钢管，网架钢球采用《优质碳素结构钢》中的45号钢制成的螺栓球。锥头

采用Q355B钢，锥头采用锻件，网架套筒采用Q355B钢，紧固螺钉选用《合金结

构钢》（GB/T 3077-2015）中的40Cr。高强螺栓的性能等级应按规格分别选用。对于M20-M36的高强度螺栓，其强度等级为10.9S，对于M39-68的高强度螺栓其

强度等级为9.8S，材料为40Cr。

2.工艺确定

因为此网架跨度大，高度高，不具备使用大型吊装机械的条件，尤其是穹顶

合拢和天窗周边施工时，同时搭设满堂脚手架也不适合，经多方论证采用高空散

装法进行。

3.工艺流程

十字中心线复测→块状网壳拼装→块状网壳吊装→块状网壳固定→块状网壳

空中对接→高空散装剩余网架

3.1十字中心线复测

利用全站仪采集点位坐标的功能，根据土建单位提供的十字中心点安置棱镜，在煤场的中间架设全站仪。然后将所测所有支撑点坐标导入到CAD中，在CAD中

绘出所测坐标的实际位置。根据实际绘出的点位，参照设计及施工规范进行核对，并对偏差大的点位做相应调整。根据调整的点位，在预埋件上重新画出十字线，

然后重新复测核对，如此反复至十字线点位符合设计及施工规范要求。

3.2.块状网壳的拼装

根据网壳的尺寸，将第一圈网架（高度方向为上弦一个网格，下弦一个网格）划分为18块网壳单元，每两个支座间距的网格为一个块状单元，块状网壳采用

地面整体拼装，拼装时将所有杆件一次安装紧固到位，发现有难以安装的螺孔时，用丝锥将螺孔修整合格，然后再安装，以保证安装精度。

3.3、块状网壳吊装

吊装时采用专人指挥，绑扎采用四点绑扎，吊装时先采用试吊法，即先将块

状网壳吊离地面200mm时停吊，检查块状网壳变形情况、绑扎的牢固情况及吊车

的稳定性，无异常时再将其吊装至设计位置。

3.4块状网壳固定

块状网架支座就位后调整好位置，然后按照设计要求焊接连接，悬挑端用钢

丝绳将网架固定，钢丝绳的布置为每个支座处一根。网架安装过程中为确保安全，为防止网架向内侧发生倾覆，在网架外侧每间隔两个支座设置一道稳定钢丝绳固定。

3.5块状网壳空中对接

块状网壳对接时，每个连接点安排一名安装人员，安装人员接到对应的安装

杆件后，先将高强螺栓初步拧入螺栓球三～五扣，根据其他安装人员的安装情况，待全部安装螺栓均进入螺栓球后，再一起将高强螺栓紧固到位，要避免某一、二

个高强螺栓先紧死，这样会造成其他高强螺栓难以安装到位。

3.6后续网壳的安装

块状网壳合拢完成后即进入网壳的高空散装，高空散装即从网壳的上弦第二

个环带开始，先采用一台吊车安装下弦小拼单元，当安装至1/4环带时，再增加

一台吊车开始安装上弦小拼单元，如此环向逐圈闭合安装至整个球壳全部完成，

栈桥位置洞口处，在栈桥两侧对称设置5t倒链进行牵引张拉，保证洞口处安全

顺利闭合。

4. 施工过程安装难点及控制纠偏措施

4.1首块定位的准确与否直接影响后续网架的安装，所以首块定位为该工程

的难点之一。

控制措施：①首块吊装前，必须进行基础预埋件的复核，保证预埋件的各项

指标满足设计及施工规范要求，当指标超规范时，必须按照规范进行纠偏，直至

符合要求。②首块网架的拼装精度及尺寸严格按照设计及施工规范要求进行检查

验收，验收合格后吊装。③首块吊装就位后，严格按照方案要求进行临时固定，

防止在安装其他块状网架时导致该网架变形、移位。

4.2首圈合拢是该工程的关键控制点，其能否顺利合拢直接影响着后续网架

的安装精度。

控制措施：①各块状单元严格按照预埋件上的定位线进行就位，并按照方案

进行固定。②各块状单元吊装前必须严格检查拼装精度及尺寸，验收合格后吊装。

③各块状单元空中对接时，必须保证每个螺栓拧紧到位。④最后一块状单元合拢时，采取相应措施（提、拉、吊等）使每个螺栓按照要求施拧到位。

4.3栈桥位置洞口处，由于未闭合、悬挑多，如何控制变形及保证顺利合拢

为该工程的又一难点。

控制措施：①首圈合拢后，后续网架为散装作业，散装时必须保证每个节点

螺栓施拧到位。②洞口处悬挑网架的变形，严格按照设计尺寸进行控制，可采用

倒链张紧的方式进行调节。③合拢时，当倒链张紧满足不了要求时，可采用吊车

辅助吊装悬挑单元或者其他措施，使网架顺利合拢，以保证后续网架的散装。

4.4 穹顶顶部为三层网架，空间小、构件多，如何保证顺利合拢是该工程的最后一个难点。

控制措施：①控制最后三层网架的安装顺序，我们根据每层网格节点的相关性，对最后三层网架逐层、逐个网格进行闭合，即安装一圈下弦网格，然后安装一圈上弦网格，再安装最顶层网格，然后再逐圈安装第二个顶层网格，紧接着第二个上弦网格，最后再第二个下弦网格，按照这样逐圈上下的方式将穹顶网架安装成。②保证每个节点的拧入深度符合规范要求。

图1 球形网架立面

图2 施工中的球形网架

5.安全管理相关要求

5.1机械管理

5.1.1、机械进场