钢网架 制作 安装 控制

钢网架 制作 安装 控制

山东三一机械有限公司1号厂房前部分为展厅及办公楼后部分依次平行布置为1#、2#两个车间，展厅及两跨车间顶部为圆形钢网架所覆盖，网架直径较大，支撑柱既要满足网架的承重需要，还要满足展厅及车间的结构需要，整个支撑系统极不规则，施工难度大。 1 工程概况

1号厂房钢网架工程造型复杂，整体为圆形平板网架，长边直径98.175m，短边直径93.089m，柱网跨度为27.5m，网架矢高1.8m.

2 工程特点与难点

1、结构复杂:形状不规则、支点不规则，且是正方四角锥结构，对网架的拼装、吊装相对于规则正方四角锥都有特殊的要求。

2、网架杆件多、跨度大、杆件自重大、支托种类多、支座种类多，对安装工艺和施工场地都提出了更高要求。

3 钢网架制作

3.1主要制作工艺

①网架制作顺序

加工图设计检测钢管的预处理排版下料坡口检测

组装钢管检测焊接检测除锈油漆检测交付运输。

②焊接工艺

A.焊前除去接头及坡口两侧铁锈、氧化铁、油污及水分等。外场焊接有防风、防雨措施，焊接时严格按照焊接工艺评定执行，不得修改焊工艺参数。每焊完一道焊缝，清除熔渣、飞溅、修整焊瘤等缺陷，使焊缝与母材保持延缓过渡，并在离焊缝20mm处打上钢印代号。

B.手工焊接Q235B钢连接时采用E4301或E4303焊条，CO2气体保护焊采用H08Mn2SiA焊丝，焊条或焊丝均应符合《碳钢焊条》（GB/T5117-1995），《低合金钢焊条》（GB/T5118-1995），《熔化焊用钢丝》（GB/T14957-94）的规定。

C.施焊

a.主要焊缝和长焊缝采用CO2气体保护焊在自动焊机上焊接，次要焊缝和短焊缝采用CO2气体保护焊和手工焊焊接。

b.主要零部件焊缝组装后24小时内焊接。

c.当焊接环境出现下列任何一种情况，停止焊接或采取有效措施。

Ⅰ.风速大于4m/s。

Ⅱ.相对湿度大于85%。

Ⅲ.母材焊接区域湿润时。

Ⅳ.室内温度低于50C。

d.施焊时严禁在非焊缝母材处引弧。

e.施焊前检查定位焊缝是否有裂纹，如有裂纹铲除重新定位焊。

f.手工焊在每焊完一层后均彻底清除熔渣、飞溅。

D.焊接顺序

先点焊定位，后在自动焊机上施焊。

E.焊接工件

所有焊件平稳、可靠的放置在专用卡具上。

F.焊接检验

a.外观检验：所有焊缝均进行外观检查，不得有裂纹，未熔合夹渣、未填满弧坑等缺陷。 b.对接接头焊缝检测：按设计要求及《钢结构工程施工及验收标准》的规定使用超声波

探伤仪检测焊缝质量，经检查合格的焊缝进入下道工序；无损检测在焊接后24小时进行。对不合格的焊缝进行返工修补。修补用碳弧气刨将焊缝缺陷除掉，然后再重新施焊。一条焊缝修补不宜超过两次。

3.2钢网架制作

3.2.1杆件制作

钢管下料在带锯机和专用切管机上进行，然后和锥头、封板焊接。焊接前，在专用定位焊接胎具上进行长度定尺，并控制两端面的距离、钢管同轴度及锥头、封板端面的垂直度。夹具夹紧后进行点焊定位。杆件长度误差控制在１ｍｍ以内。锥头或封板两端面对钢管轴线垂直误差控制在０.２ｍｍ以内，杆件焊接后继续进行车间检验及半成品仓库检验。根据焊缝不同，焊缝分2-3次完成，每次焊后均由检验员检验，无焊接缺陷继续焊接，焊后打焊工号钢印。焊缝检验采用ＧＴＳ－２２型和GTS-12型超声波探伤仪进行无损探伤。每种类形按3%（且不少于3组）抽样进行成品破坏试验。杆件采用喷砂除锈达到Sa2级要求，除锈后立即进行涂刷防锈底漆。

3.2.2螺栓球制作

螺栓球精加工在CA6140车床上进行，程序为：首先定位夹紧毛坯球，然后转动分度盘加工各弦杆孔，最后转动夹具加工各腹杆孔。夹具的转动定位偏差为5'，保证了各螺纹孔的夹角误差控制在5'之内（按GJ7-91规定为允差20'），加工后，用角度盘、角度尺和芯棒进行角度检测。螺纹孔加工精度按照GBG7-81《普通螺纹公差与配合》中《6H》（JGG7-91K中规定为满足三级精度）。螺纹孔端面，与球中心距离D，允差在D150mm时，为+0.26mm，用高度尺，芯棒，游标卡尺进行检测。

3.2.3六角套筒制作

M30以上的六角套筒用150Kg空气锤模锻，M30以下为精密铸造。六角套筒的精加工在CA6140车床上加工，两端面平行度偏差不大于0.5mm（JGJ7-91中无要求）。

3.2.4封板与锥头制作

采用Q235-A钢，毛坯由150Kg空气锤和300T磨擦压力机模锻而成。封板和锥头的精加工在CA6140车床上进行加工，三爪卡盘夹住端面和内孔。两端面平行度偏差不大于0.3mm，（JGJ7-91无要求）。

3.2.5支托制作

小立柱采用圆钢管制作，支托板采用200×8mm钢扳制作，钢扳周边用车床加工或砂轮磨光，保证边缘整齐。

3.2.6支座制作

采用加强肋板支座，过渡板、支座底板钢扳采用20mm厚钢扳，勒板采用14-18mm钢板。支座与球焊接时先在定位夹具上点焊定位，然后在转动架上转动烧焊，要求支座高度偏差不大于+1mm，使斜度偏差不大于2mm，中心偏移偏差不大于3mm，支座底板在焊前经磨光加工，保证边缘整齐。网架零部件喷砂除锈按GB8923-88标准执行，达到Sa2级表面粗糙度Rz25-35um。

4 钢网架安装

4.1安装准备

4.1.1对柱子的安装测量结果进行复查，并记录，确认无误交监理单位签字认可。

4.1.2杆件分类：根据施工图中杆件的分布情况将杆件以方便记忆、方便施工的原则分区摆放。

4.1.3对安装工人、吊车司机的培训：主要向安装工人、吊车司机进行安装技术、安装工艺以及安全方面的交底工作。作到心中有数、配合默契。

4.2总体安装顺序

总体安装顺序根据现场情况进行，在现场具备施工安装条件的区域组织人员施工；依据施工区域划分对构件进行分区堆放、分区拼装小单元。

钢网架制作构件油漆运输杆件、球分类钢网架拼装安装、吊装安装自检、报验竣工

4.3安装质量精度要求

ａ、上(下)弦网架尺寸偏差不大于±2mm（JGJ7－91的规定要求允许偏差不大于±2mm）；

b、纵横长度偏差不大于±30mm

（一）、网架工程常见质量事故

(1)．杆件弯曲变形或局部断裂；

(2)．杆件封板或锥头焊缝连接破坏；

(3)．节点变形或断裂

(4)．焊缝不饱满或有气泡、夹渣、微裂缝超过规定标准；

(5)．高强螺栓断裂或从球节点中拔出；

(6)．杆件在节点相碰，上弦支撑时支座腹杆与支承结构相碰；

(7)．支座节点位移；

(8)．网架挠度过大，超过了设计规定相应设计值的1.15倍。

二、主要原因

(一)设计原因

（1）．结构形式选择不合理, 杆件截面匹配不合理，忽视构件初弯曲、初偏

心和次应的

影响，设计时．荷载低算和漏算或荷载组合不当；

（2）、材料选择不合理；

（3）、计算方法选择、假设条件、电算程序有误未能发现；

（4）、结构设计计算后，不经复核就进行材料代换，导致超设计值强度构件出现；

（5）、图纸错误或不全。如尺寸标注混乱，设计说明不清，对材料、工艺要求、施工程

序及特殊要求部位有遗漏；

（6）、节点构造有误，细部考虑不全面。

(二)加工原因

（1）、管理混乱，不同规格、钢号、材质材料混杂使用；

（2）、构件下料尺寸有误，构件长细比不符设计要求；

（3）、网架杆件剖口未打、对接时焊缝不加衬管或不按设计要求焊接；

（4）、连接高强螺栓不合格；

（5）、构件加工有缺陷，螺栓球孔角度偏差大；

（6）、焊缝质量差，焊角尺寸未达到设计要求；

(三)网架安装原因

（1）、地面拼装时支撑点不均匀，受力不合理，拼装时误差积累，个别杆件错

误，导致受力改变，造成网架或个别杆件变形。

（2）、焊接工艺、焊接顺序有误，产生焊接应力，导致变形。

(3)、整体吊装时，吊点选择不合理，没有对吊点进行反力验算、杆件超应力验算、挠度验算、对超应力处进行必要加固措施。

(4)、整体吊装时，各吊点起升速度不同，位移、高差超过允许范围，导致变形、破坏。

(5)、施工方案选择错误，没有根据网架结构形式、现场施工条件合理选择方案，

安装时不能形成几何不变体系，导致变形、破坏。

(6)、网架支座预埋件、预埋螺栓或柱顶偏移较大，就位困难，强迫就位，导致改变支座

受力条件，杆件变形。

(7)、安装人员粗心大意，杆件位置、球角度有误。

(8)、上弦支撑时，误差积累过大，导致支座位移，腹杆与支撑面相碰。

五)使用及其他原因

(1)使用荷载超过设计荷载。

（2）使用环境变化。

（3）基础发生不均匀沉降。

（4）自然灾害。

三、工程实例

工程实例一：某工厂，跨度31.5米,长78米，上弦支撑正放四角锥螺栓球网架，在主厂房屋顶网架施工期间的主体结构突然整体坍塌，造成重大事故。

现场调查发现：不少下弦杆件断裂、弯曲，部分高强螺栓断裂，腹杆压曲、螺栓弯曲或断裂较普遍，球杆连接断裂，网架支座坠落。

原因分析：（1）、加工原因，材料管理混乱，没有对进场材料进行必要的检测，个别杆件含碳量偏低、个别高强螺栓强度达不到合格标准；

（2）、施工原因，施工不按照施工组织设计进行施工是造成网架整体塌落的主要原因。网架安装时先整体吊装，然后由一端向另一端高空散装。拼装形成稳定单元体系时，没有对完成部分网架支座位移、挠度进行观察、测量，没有对网架支座调整和固定，没有对网架跨中做必要支撑就进行高空散装、屋面施工，导致网架个别螺栓紧固不到位，网架挠度大，整体尺寸变化，杆件及螺栓球节点受力与设计工况不符，节点螺栓剪切力过大，螺栓断裂，导致网架坍塌。

支座处腹杆与螺栓球连接时，个别螺栓孔不对应，采用简单焊接，其承载力仅达到设计值的40%左右。

施工没有按程序、规范进行，因工程工期紧，在网架主体没有完工、支座没有焊接的情况下，屋面施工班组开始进行屋面作业，屋面荷载加大，加速了网架的整体坍塌。

工程实例二：某工业厂房结构为门式钢架，长120米，宽72米，跨度24米，三联跨结构，檐高12米，柱距6米，柱脚为铰接，主体钢架施工期间，突然整体倒塌，导致已安装部分主体结构倒塌变形，起重机械被砸。

原因分析：（1）、设计原因，因主要考虑节约成本，梁、柱截面相对较小，没有充分考虑施工荷载的影响，导致个别构件失稳压曲整体坍塌。对于这种大跨度刚架，施工阶段设计非常重要，要适当考虑到施工组织的不合理性性。另外对于这种大跨度刚架，中柱采用摇摆柱 ，虽说规范没有禁止，但在实际工程中是不可取得，这样设计对梁的平面内、平面外稳定都很不利，尤其是在施工阶段，整个结构的支撑系统不完整，中柱刚接就显得意义重大。

（2）施工原因，从施工上分析吊车梁都已经安装上了，但整个支撑系统却极不到位，系杆和隅撑都没有安装。由于支撑不完整，造成了设计状态与实际状态的巨大差异，尤其体现在平面外计算长度上。安装两跨后应及时校正、安装好檩条和支撑----剪刀撑,水平支撑,隅撑,形成一整体框架．也就是说，其倒塌前的状态，是处于不稳定状态，这时候不需要有太大的横向力，就足以使其彻底倾覆。

四、结语

轻型钢结构工程，在设计阶段，要考虑到加工制作、施工安装阶段的不利因素，在加工、施工阶段，也要考虑到设计阶段的各种设计假设，各个环节严格把关。这就要求做到合理、严谨的设计、施工交底，预防质量事故发生。