斜叉斜放四角锥螺栓球节点网架.doc

六）斜叉斜放四角锥螺栓球节点网架
钢网架位于机房层顶，是作为钢网架上空点式玻璃采光天棚的支撑体系。钢网架安全、合理、可靠性的设计是一个技术含量较高的重点、难点内容。
钢网架采用四角锥螺栓球饺接点连接，骨架采用刷防火涂料钢管龙骨，形式采用斜叉斜放式。
1、建筑结构特点：
本工程位于广州市，为点接式玻璃天棚，顶面最高标高62.200m，距离地面高度62.6米，其建筑面积约930m2，平面形状梯形，上边长50m，两斜边长为31m，下边长80m,结构型式为斜叉斜放四角锥螺栓球节点网架,上、下弦同截面布置，矢高1.8m,网格平面夹角为50°，上边及两斜边三面支撑，最大跨度为80m.屋面材料为10+1.52+10钢化夹胶透明玻璃，连接件采用由坚朗生产的2541系列驳接爪。主要工程量见下表:

工程名称
网架
高强度螺栓
驳接爪
屋面玻璃
备注
单 位
吨
套
套
平方

数 量
47.711
5576
233
938

2、工程施工特点：
2.1该工程为斜叉斜放四角锥平板网架，布置基本对称且规则，便于组织流水施工。
2.2该工程为大跨度空间网架，距离地面较高，总重量较大，劳动强度大，机械化程度高，施工安装将有一定难度。
3、施工方案：
3.1方案选择：
一般网架工程常用安装方法为：
高空散装法：该方法劳动强度大，脚手架投入量较大，机械化程度较低，垂直运输较频繁，工期较长，但施工较为灵活。
整体提升法：该方法劳动强度相对较小，机械化程度高，可减少脚手架用量和垂直运输工作量，工期较短。但拼装场地要求高，受气候、结构自重、空间高度、跨度等条件制约。
根据上述工程特点，本工程结构自重约160吨，距离地面高度60多米，跨度最大处80米，一般建筑用吊装机械很难满足要求。故本工程施工方法选用高空散装法。脚手架及支座处预埋件安装可与土建同步进行。
3.2 施工顺序：
根据上述工程特点,本工程安装方法宜采用高空散装法，安装顺序宜由中间向四周扩展,将安装中可能出现的偏差累积至支座处。脚手架宜采用满堂脚手架.
工艺流程:
作业准备 球加工及检验 杆件加工及检验 构件发运 标点、放线 网架安装 调整、拧紧 支座焊接、检验
3.2.1作业准备:
3.2.1.1螺栓球加工时的机具、夹具调整、角度的确定、机具的准备。
3.2. 1.2检查螺栓球、锥头、套筒、封板、网架杆件等半成品的规格、品种、质量，必须符合设计要求及国家现行有关标准的规定。
3.2.1.3拼装用高强度螺栓在拼装前应逐条加以保护,防止小拼时飞溅影响到螺纹.
3.2.1.4拼装前应对拼装场地做好安全设施及防火设施。拼装前应对拼装胎位进行检测，防止胎位移动和变形。
3.2.1.5拼装前,对拼装用的高强度螺栓应逐个进行硬度试验,达到标准值才能进行拼装.
3.2.1.6预埋板安装：
3.2.1.6.1首先安装M-2～M-5:按照经复查无误后的标高轴线确定预埋件位置,并用红漆标注在已安装好的模板上,用直径为16mm的Ⅱ级钢筋将预埋件锚筋与地梁内主筋焊牢,随时用钢尺检查预埋件轴线及标高情况,以保证其做混凝土浇灌时不发生位移.
3.2.1.6.2安装M-1:先用直径为16mm的Ⅱ级钢筋将地脚螺栓(M27X780)固定。安装M-1法兰前,应再次检查螺栓标高轴线情况,无误后方可上法兰,并用垫铁找平，上好螺母。立柱安装时，用楔铁及钢尺、水准仪调整其垂直度和顶标高，无误后才能进行二次灌浆。灌浆用混凝土采用C30细石混凝土,灌浆前应将混凝土表面清理干净,并浇水湿润.
3.2.2球加工及检验：
3.2.2.1检查螺栓球半成品的规格、品种、质量及材质情况，严禁有过烧、裂纹及各种隐患。
3.2.2.2螺栓球角度、钻孔、攻丝等工艺必须符合设计要求及国家现行有关标准的规定。
3.2.2.3编号标记:加工好的螺栓球应有中心线标志,并编好号码,作好标记,防止使用时混用.
3.2.2.4螺栓球允许偏差及检验方法见表一

螺栓球允许偏差及检验方法 表一
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
球毛坯直径
D≤120
+2.0
-1.0
用卡钳、游标卡尺检查
D＞120
+3.0
-1.5
2
球圆度
D≤120
1..5
D＞120
2.5
3
螺栓球螺孔端面与球心距
±0.20
用游标卡尺、测量芯棒、高度尺检查
4
同一轴面上两螺孔端面平行度
D≤120
0.20
用游标卡尺、高度尺检查
D＞120
0.30
5
相邻两螺孔轴线间夹角
±30′
用测量芯棒、高度尺、分度头检查
6
螺孔端面与轴线垂直度
0.5%r
用百分表
注：r为螺孔端面半径
3.2.2.5安装用高强度螺栓的钢材必须符合设计规定及相应的技术标准。钢网架结构用高强度螺栓必须采用国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓》规定的性能等级10.9S，并应按相应等级要求来检查。检查高强度螺栓出厂合格证，检查试验报告，检查复验报告。在拼装前还应对每根高强度螺栓进行表面硬度试验，严禁有裂纹和损伤。高强度螺栓的允许偏差和检验方法应符合表二的规定。

高强度螺栓的允许偏差和检验方法 表二
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
螺纹长度（t—螺距）
+2t
0
用钢尺、游标卡尺检查
2
螺栓长度
+2t
-0.8t
3
键
槽
槽深
±0.2
4
直线度
＜0.2
5
位置度
＞0.5
3.2.3杆加工及检验：
3.2.3.1钢管杆件下料前的质量检验:外观尺寸、品种、规格应符合设计要求。杆件下料应考虑到拼装后的长度变化，如球的偏差带来杆件尺寸的细微变化，季节变化带来杆的偏差。因此杆件下料应慎重调整尺寸，防止下料后带来批量性误差。
3.2.3.2杆件下料后应检查是否弯曲，如有弯曲应加以校正。杆件下料后应开坡口。
3.2.3.3钢管杆件与封板拼装要求：杆件与封板拼装必须有定位胎具，保证拼装杆件长度一致性，杆件与封板定位后点固，检查焊道深度与宽度，杆件与封板双边应各开30°坡口，并有2～5mm间隙，保证封板焊接质量。封板焊接应在旋转焊接支架上进行，焊缝应焊透、饱满、均匀一致，不咬肉。
3.2.3.4钢管杆件与锥头拼装要求：杆件与锥头拼装必须有定位胎具，保证拼装杆件长度一致性，杆件与锥头定位后点固，检查焊道深度与宽度，杆件与锥头双边应各开30°坡口，并有2～5mm间隙，保证焊缝焊透。锥头焊接应在旋转焊接支架上进行，焊缝应焊透、饱满、均匀一致，不咬肉。
3.2.3.5螺栓球网架用杆件在小拼前应将相应的高强度螺栓埋入,埋入前对高强度逐条进行硬度试验和外观质量检查,有疑义的高强度螺栓不能埋入.
3.2.3.6杆件焊接时会对已埋入的高强度螺栓产生损伤，如打火、飞溅等现象，所以在钢杆件拼装和焊接前，应对埋入的高强度螺栓作好保护，防止通电打火起弧，防止飞溅溅入丝扣，因此在埋入后即加上包裹加以保护。
3.2.3.7钢网架杆件成品保护:钢杆件应涂刷防锈漆,高强度螺栓应加以保护,防止锈蚀,同一品种、规格的钢杆件应码放整齐。
3.2.3.8编号标记:加工好的杆件应编好号码,作好标记,防止使用时混用.
3.2.3.9杆件允许偏差及检验方法见表三
杆件允许偏差及检验方法 表三
项次
项目
允许偏差（mm）
检验方法
1
角杆件制作长度
±2
用钢尺检查
2
焊接球网架钢管杆件制作长度
±1
用钢尺及百分表检查
3
螺栓球网架钢管杆件成品长度
±1

4
杆件轴线不平直度
L/1000且≯5
用百分表、V形块检查
5
封板或锥头与钢管轴线垂直度
0.5%r
注：L—杆件长度，r—封板或锥头底半径
3.2.4网架安装：
网架安装工艺流程：
放线、验线 安装下弦平面网格 安装上弦倒三角网
格 安装下弦正三角网格 调整、紧固 安装支托
3.2.4.1放线、验线与基础检查：
3.2.4.1.1检查柱顶混凝土强度。检查试件报告，合格后方能在高空柱顶放线、验线。
3.2.4.1.2由土建提供柱顶轴线位移情况，网架安装单位对提供的网架支承点位置、尺寸进行复验，经复验检查轴线位置、标高尺寸符合设计要求以后，才能开始安装。
3.2.4.1.3临时支点位置、数量、支点高度应统一安排，支点下部应适当加固，防止网架支点局部受力过大，架子下沉。
3.1.4.2安装下弦平面网架：
3.2.4.2.1将中间第一跨间（即1-15∽1-19轴间）支座安装就位，对好柱顶轴线、中心线，用水平仪对好标高，有误差应予修正。
3.2.4.2.2安装第一跨间下弦球、杆，组成纵向平面网格。
3.2.4.2.3排好临时支点，保证下弦球平行度，同时注意起拱要求，应在临时支点上找出坡底。
3.2.4.2.4安装第一跨间的腹杆与上弦球，一般是一球二腹杆的小单元就位后，与下弦球拧入、固定。
3.2.4.2.5安装第一跨间的上弦杆，控制网架尺寸。注意拧入深度影响到整个网架的下挠度，应控制好尺寸。
3.2.4.2.6检查网架、网格尺寸，检查网架纵向尺寸与网架矢高尺寸。如有出入，可以调整临时支点的高低位置来控制网架尺寸。
3.2.4.3安装上弦倒三角网格：
3.2.4.3.1网架第二单元起采用连续安装法组装。
3.2.4.3.2从支座开始先安装一根下弦杆，检查丝扣质量，清理螺孔、螺扣，干净后拧入，同时从下弦第一跨间也安装一根下弦杆，组成第一方网格，将第一节点球拧入，下弦第一网格封闭。
3.2.4.3.3安装倒三角形小单元，将一球三杆小单元（即一上弦球、一上弦杆、二腹斜杆组成的小拼单元）吊入现场。将二斜杆支撑在下弦球上，在上方拉紧上弦杆，使上弦杆逐步靠近已安装好的上弦球，拧入。
3.2.4.3.4然后将斜杆拧入下弦球孔内，拧紧，另一斜杆可以暂时空着。
3.2.4.3.5继续安装下弦球与杆（第二网格，下弦球是一弦一杆）一杆拧入原类下弦球螺孔内，一球在安装前沿，与另一斜杆连接拧入，横向下弦杆（第二根）安装入位，两头各与球拧入，组成下弦下弦球封闭。
3.2.4.3.6按上述工艺继续安装一球三杆倒三角，在二个倒三角之间安装纵向上弦杆，使之连成一体。逐步推进，每安装一组倒三角小单元，则安装一根纵向上弦杆，上弦杆两头用螺栓拧入，使网架上弦也组成封闭型的网格。
3.24.3.7逐步安装到支座后组成一系列纵向倒三角网架。检查纵向尺寸，检查网架挠度，检查各支点受力情况。
3.2.4.4安装下弦正三角网格：
3.2.4.4.1网架安装完倒三角网格后，即开始安装正三角网格。
3.2.4.4.2安装下弦球与杆，采用一球一杆形式（即下弦球与下弦杆），将一杆拧入支座螺孔内。
3.2.4.4.3安装横向下弦杆，使球与杆组成封闭四方网格，检查尺寸。也可以采用一球二杆形式（下弦球与相互垂直二根下弦杆同时安装成封闭四方网格）。
3.2.4.4.4安装一侧斜腹杆，单杆就位，拧入，便于控制网格的矢高。
3.4.4.4.5继续安装另一侧斜腹杆，两边拧入下弦球与上弦球，完成一组正三角网格。逐步向一侧安装，直到支座为止。
3.2.4.4.6每完成一个正三角小单元后，再安装检查上弦四方网格尺寸误差，逐步调整，紧固螺栓。正三角网格安装时，应时时注意临时支点受力情况。
3.2.4.5调整、紧固：
3.2.4.5.1网架安装过程中，应随时测量检查网架质量，检查下弦网格尺寸及对角线，检查上弦网格尺寸及对角线，检查网格纵向长度、横向长度、网格矢高。在各临时支点未拆除前还能调整。
3.2.4.5.2检查网架整体挠度，可以通过上弦与下弦尺寸的调整来控制挠度。
3.2.4.5.3网架安装过程中应随时检查各临时支点的下沉情况，如有下降情况，应及时加固，防止出现下坠情况。

3.2.4.5.4 网架检查、调整后，应对网架高强度螺栓进行重新紧固。
3.2.4.5.5网架高强螺栓紧固后，应将套筒上的定位小螺栓拧紧锁定。
3.2.4.6安装支托：
3.2.4.6.1将上弦球上支托焊件拧入。
3.2.4.6.2在支托杆件上找出坡度，以便安装屋面玻璃驳接爪底座。
3.2.4.6.3对螺栓球上未用孔以及螺栓球与套筒、杆件之间的间隙应进行封堵，防止雨水渗漏。
3.2.5支座焊接与验收：
3.2.5.1检查网架整体尺寸合格后，通过预埋件旁边的辅助线检查支座轴线及偏移情况。网架安装时尺寸的累积误差应该两边分散，防止一侧支座就位正确，另一侧支座偏差过大。
3.2.52检查网架标高、矢高，网架标高以四周支点为准，各支点尺寸误差应在标准规范以内。
3.2.5.3检查网架挠度。
3.2.5.4各部尺寸合格后，进行支座焊接。
3.2.5.5支座焊接应有操作说明。网架支座有弹簧型、滑移型、橡胶垫型。支座焊接应该保护支座的实用性能。有的应保护防止焊接飞溅的侵入；橡胶垫型焊接时应防止焊接火焰烤伤胶垫。故焊接时应用水随时冷却支座，防止烤伤胶垫。
3.2.5.6焊接固定：
3.2.5.6.1安装定位焊缝不需承受荷载时,焊缝厚度不少于设计焊缝厚度的2/3,且不大于8mm,焊缝长度不宜小于25mm,位置应在焊道内.定位后经检查无误后方可进行围焊.
3.2.5.6.2焊工必须有岗位合格证.安排焊工所担任的焊接工作应与焊工的技术水平相适应.
3.2.5.7焊接方法：
3.2.5.7.1平焊
3.2.5.7.1.1选择合适的焊接工艺,焊条直径,焊接电流,焊接速度,焊接电弧长度等,通过焊接工艺试验验证.
3.2.5.7.1.2清理焊口:焊前检查坡口,间隙是否符合要求,定位焊是否牢固,焊缝周围不得有油污、锈物.
3.2.5.7.1.3焊接电流:根据焊件厚度,焊接层次,焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。
3.2.5.7.1.4引弧:角焊缝起落弧点应在焊缝端部,宜大于10mm,不应随便打弧,打火引弧后应立即将焊条从焊缝区位开,使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧.
3.2.5.7.1.5焊接速度:要求等速焊接,保证焊缝厚度、宽度均匀一致,从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离(2～3mm)为宜.
3.2.5.7.1.6焊接电弧长度:根据焊条型号不同而确定,一般要求电弧稳定不变,酸性焊条一般为3～4mm为宜.碱性焊条一般为2～3mm为宜
3.2.5.7.1.7焊接角度:根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个方面,一是焊条与焊接前进方向的夹角为60～75°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊接厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角.
3.2.5.7.1.8收弧:每条焊缝焊到末尾,应将弧坑填满后,往焊接方向相反的方向带弧,使弧坑甩在焊道里边,以防弧坑咬肉.焊接完毕,应采用气割切除弧板,并修磨平整,不许用锤击落.
3.2.5.7.1.9清渣:整条焊缝焊完后,清除熔渣,经焊工自检确无问题后方可转移地点继续焊接.
3.2.5.8立焊:基本操作工艺过程与平焊相同,但应注意下述问题:
3.2.5.8.1在相同条件下,焊接电源比平焊电流小10%～15%.
3.2.5.8.2采用短弧焊接,弧长一般为2～3 mm.
3.2.5.8.3焊接角度: 根据两焊件的厚度确定,焊接角度有两个方面,一是焊条与垂直面的夹角为60～80°;二是焊条与焊接左右夹角有两种情况,当焊接厚度相等时,焊条与焊件夹角均为45°;当焊件厚度不等时,焊条与较厚焊件一侧夹角应大于焊条与较薄焊件一侧夹角.
3.2.5.8.4收弧:当焊到末尾,采用填弧法将弧坑填满,把电弧移至熔池中央停弧.严禁使弧坑甩在一边.为防止咬肉,应压低电弧变换焊条角度,使焊条与焊件垂直或由弧稍向下吹.
3.2.6涂装：
3.2.6.1基面处理:本工程除锈宜采用喷砂或酸洗方法,时间宜在构件拼装前进行.
3.2.6.2涂装顺序:钢梁成品加工完工后,先防锈底漆两遍,待构件安装完毕后,再涂面漆两遍.刷漆前应将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。
3.2.6.3底漆涂装：
3.2.6.3.1调合防锈漆,控制油漆的粘度、稠度、稀度，兑制时应充分的搅拌，使油漆色泽、粘度均匀一致。
3.2.6.3.2刷第一层底漆时涂刷方向应该一致,接槎整齐.
3.2.6.3.3刷漆时应采用勤沾、短刷的原则，防止刷子带漆太多
3.2.7天棚玻璃安装：
玻璃安装工艺流程为：
测量定位 不锈钢驳接爪安装 玻璃安装 注胶 质量控制 竣工验收
3.2.7.1按设计轴线及标高,在网架支托上放出钢爪中心线及检测用辅助线,以便钢爪定位。
3.2.7.2钢爪安装:通过辅助线校对钢爪中心线,确认无误后,方可安装2541型不锈钢爪,使钢爪臂位于玻璃夹角中间,安装过程中尚应经常检查其轴线情况.
3.2.7.3测量检验钢爪中心的整体平面度、垂直度、水平度，调至满足精度要求，不锈钢驳接爪允许偏差
3.2.7.3.1相邻两爪套水平间距尺寸允许偏差-3～+1mm
3.2.7.3.2相邻两爪套水平高差尺寸允许偏差1.5mm
3.2.7.3.3钢爪套水平度允许偏差2mm
3.2.7.3.4相同水平面标高内钢爪套高低允许偏差5mm
3.2.7.3.5相邻两爪套垂直间距尺寸允许偏差+2mm
3.2.7.3.6单个分格钢爪套对角线尺寸允许偏差+4mm
3.2.7.3.7钢爪套端面平面度允许偏差+6mm
3.2.7.3.8装上钢爪后端面相对于玻璃面平行度允许偏差1.5mm
3.2.7.4玻璃下料:根据施工图纸精确计算每块玻璃下料尺寸,特别应注意玻璃胶缝宽及钢爪孔位的预留量.
3.2.7.5玻璃检验:按照施工图及规范要求，检验玻璃成品的规格、型号、外形几何和表观质量情况。
3.2.7.5.1 外观质量：
a裂纹：不允许存在
b爆边：长度或宽度不得超过玻璃的厚度。
c划伤和磨伤: 不得影响使用
d脱胶 : 不允许存在
e气泡、中间层杂质有其他可观察到的不透明物等点缺陷不允许个数须符合下表的规定。
项目
指标
缺陷尺寸λ（mm）
1.0〈λ〈3.0
板面面积S（m2）
S<4
允许缺陷数（个）
1
3.2.7.5.2尺寸允许偏差
a玻璃加工时要精磨四边，玻璃尺寸L小于或等于2m，公差+1.0mm, L大于2m，公差+1.5mm,对角线公差+2.0mm.
b叠差:夹层玻璃最大叠差为3mm.
c弯曲度:平面夹层玻璃的弯曲度不得超过0.3%.
3.2.7.6玻璃安装:按设计位置及玻璃尺寸编号,自中间往两侧安装玻璃, 玻璃安装时,驳接爪与玻璃接触处应设置垫片,以防应力产生.玻璃接缝处宽度顺直及高低差必须符合要求.无误后用浮头连接件与钢爪连接,最后清理接缝并注胶.