1、焊接球网架施工质量控制摘要：结合工程实例就利用脚手架平台高空拼装焊接球网架，从原材料进，临时支撑节点承载力控制、工艺制定、焊工培训、球和杆件拼装和焊接顺序、无损检测、卸载等方面阐述网架拼装的质量控制要点 关键词：焊接球网架；焊工培训；节球和杆件拼装顺序；无损检测；卸载原则； 中图分类号：O213.1 文献标识码：A 文章编号： 0 引言 随着国民经济的发展，焊接球网架凭借大跨距、强度大、重量轻、造型美观、无需支撑空间受力好、抗震性能好、施工周期快等优点成为当今公用建筑的首选，尤其是最近几年，在一些新建、改建火车站、机场、体育馆等项目中的应用颇为广泛。本文通过具体工程实例，对影响火车站屋面钢网架
2、安装质量的相关问题进行探讨。 1 工程概况 新建石武客专安阳东站总建筑面积 52498.54，其中站台雨棚建筑面积 35110；建筑总长度 178.0m，宽度 52.0m；主体建筑两层，局部地下一层；建筑檐口高度 26.0m；站房主体结构形式为框架结构，中央候车厅屋面采用钢结构平板网架结构； 本工程网架设计采用的是正交正放四角锥平板型焊接球网架，网架结构厚度为 3.0m4.25m，节点形式为焊接球节点，支座节点采用固定铰支座、橡胶支座；其平面投影为矩形，轴线尺寸为 46.60m 100.50m ，投影面积为 4683.3。 该网架为下弦柱顶支承，共计 22 只支座，采用橡胶垫支座，支承柱项高度
3、为 22.50m，设计时因考虑屋面排水坡度 ，故将该网架上弦沿短向跨度方向布置成两向起坡，坡度为 5，结构剖面呈变截面状，支承边处结构矢高为 3.0m，跨中矢高为 425m。网格尺寸约为 4 米4 米，该网架结构形式如图 1、2 所示： 图 1 横断面剖面图示例 图 2 网架平面布置图示例 2 焊接球网架结构质量控制分析 2.1 图纸深化、优化阶段质量控制 图纸深化、优化阶段在了解设计意图及要求后，需在深化设计时重点考虑如下内容： 根据设计院提供的网架结构受力荷载进行重新建模，验算各杆件和支座的承载力，进行合理的优化，如材质、管径以及壁厚等，但是绝对不能出现以牺牲结构安全储备为前提的“简化”
4、； 节点做法及杆件加工详图； 考虑屋面檩托、室内精装吊顶、吊顶内管线以及灯具安装等与网架的连接方式、连接点； 考虑室外幕墙抗风桁架或钢骨架与网架连接方式； 最后深化、优化图纸必须经过原设计单位签字盖章确认，方可开始加工，避免由于理解上或沟通中的不一致给工程带来不必要的麻烦或不可估量的损失。 2.2 采购加工阶段质量控制 2.2.1 原材料 本网架采用的钢材品种、规格较多，为控制原材料质量，进货渠道选择正规的大中型企业并按照 ISO9001 标准对材料供应商厂进行评审； 严格材料的进厂检验，坚持每种每批材料检查出厂合格证、试验报告，并按规定抽样复验各种钢材的化学成份、机械性能，合格后方可使用；
5、2.2.2 焊接球加工及验收 钢板的放样和下料必须根据工艺要求考虑预留制作和安装时的焊缝收缩余量及切割、刨边和铣平等工作余量； 球组对时，应有胎位保持球的拼装直径尺寸、球的圆度一致；焊缝外观检查后，应在 24h 之后对钢球焊缝进行超声波探伤检查；其质量应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB502052001 中规定的二级质量标准； 成品球表面应光滑平整、无波纹、局部凹凸不平1.50mm，焊缝高度与球外表面平齐偏差0.50mm，球体的直径偏差2.50mm，量个半球对口错边量1.00mm； 2.2.3 杆件加工 钢管必须采用机械切割的方法，以确保其长度和坡口的准确度；杆件的下料长度要考虑
6、焊接的收缩量。影响焊接收缩量的因素较多，如焊缝的宽度、环境温度、电流强度、焊接方法等，焊接收缩量的大小可根据以往的经验，再结合现场和网架的具体情况通过试验来确定。通过焊接试验，并经分析和统计试验数据，我们确定：当杆件壁厚4mm 时焊接收缩量为 2mm，杆件壁厚4mm 时焊接收缩量为 3mm。壁厚4mm 的钢管要开坡口。 2.3 安装阶段的质量控制 网架安装方法对保证网架质量、施工进度、施工安全及经济性是十分重要的，经过对整体吊装、高空拼装、滑移、分条分块等多个方案的对比选择，根据结构设计形式、网架规模结合本工程的实际情况采用安全性可靠、施工速度快的满堂红脚手架原位高空散拼法。在安装过程中对如下
7、几个方面进行控制： 2.3.1 脚手架平台和临时支撑点的承载力控制 脚手架平台的搭设和临时支撑点的设置应编制专项方案及受力计算；架体搭设完成后应组织验收，确保实物与方案的一致性，尤其是临时支撑点必须位置准确、结构合理。 2.3.2 焊工工艺培训和考核 由于焊接球节点焊接技术难度大,质量要求高,涉及平、立、仰、横焊等工艺，故在大面积拼装作业前必须对现场所有的焊工进行工艺培训和考核；取得焊工合格证方能上岗。典型培训试件见图 3 图 3 典型培训考核试件 2.3.3 拼装顺序和焊接质量控制 2.3.3.1 拼装顺序控制 为了减少网架在拼装过程的积累误差，整体网架下弦杆的组装应从中间开始,先组装纵横轴
8、，随时校正尺寸和空间位置，认为无误后方能依次向四周发展； 整体下弦杆组装结束后，对几何尺寸进行检查，必要时用经纬仪进行校正同时用水准仪抄出各点高低差进行调整，并做好记录； 腹杆和上弦杆的组装应要下弦全部组装结束并经测量无超差的基础上进行组装，其方法同下弦杆； 网架组装时的电焊以三点为宜，管径大的以四点为宜，电焊时不得随意在杆件与节点的结合处以外的地方引弧； 2.3.3.2 焊接质量控制 杆件与球的焊接是整个网架施工的关键工序之一，焊接的强度和质量对于保证整个网架的安全是至关重要的。 网架焊接的顺序同网架的拼装顺序，应从中间网格开始先焊下弦,再焊腹杆和上弦杆； 制定合理的焊接工艺，其内容包括合理
9、选择坡口形状、焊条直径、焊接电流、焊件形式、焊件清理，确定焊接顺序、操作重点及注意事项。工艺制定完成后，组织焊工学习，熟记工艺操作要求； 球管焊接。每条焊缝分两层焊完但最关键的是第一层焊缝，既要保证根部焊透，又要保证背部成型良好。将每条焊缝分为 4 段，首先焊对称 1/4 圆弧，再焊剩余的 2 个 1/4 圆弧，第二遍施焊次序与第一次相同，周而复始完成整个网架的焊接工作。 无损检测。钢网架拼装焊接后对焊缝外观质量进行检查,咬肉深度不得超过 0.5mm,焊缝 24h 后，按照规定使用超声波探伤仪对 30%的网架节点进行探伤检查，并用焊缝高度卡检查焊缝高度。质量标准应符合钢结构工程施工质量验收规范
10、 （GB50205-2001）中所规定的的二级焊缝的要求。 焊缝实名制管理。为确保焊接质量，加强对现场施焊焊工的质量管理，要求每个施焊焊工在其本人焊接的焊缝上打上自己的编号，以便质量追溯并配合奖惩制度，使每个施焊焊工在施工时时刻绷紧焊接质量这根弦不放松，确保了所有的焊缝都一次焊接成功。 2.4 卸载阶段的控制 网架卸载过程是无盖网架缓慢协同空间受力的过程，此间，网架结构发生较大的内力重分布，并逐渐过渡到设计状态，因此，网架卸载工作，至关重要，必须针对不同结构和支撑情况，确定合理的卸载顺序和正确的卸载措施，以确保网架安全落位。因此，要遵守以下原则和规定：“变形协调，卸载均衡”的原则；卸载实际就是
11、荷载转移的过程，在荷载转移过程中必须遵循“变形协调，卸载均衡”的原则。不然有可能造成临时支撑超载失稳，或者网架结构局部甚至整体受损。因为施工阶段的受力状态与结构最终受力状态完全不一致，必须通过施工验算，制定确实可行的技术措施，确保满足多种工况要求，这是空间网架施工的要求和特点； “中间向四周，中心对称”的原则；卸载由中间向四周，中心对称进行，通过放置在支架上的可调节点支撑装置（千斤顶） ，经多次循环微量下降来实现荷载平衡转移； “分区、分阶段按比例下降” 的原则；为防止个别支撑点集中受力，宜根据各支撑点的结构自重挠度值，采取分区、分阶段按比例下降或每步不大于 10mm 等步下降法拆除支撑点；
12、“精确计算，严格监控” 的原则。在卸载过程中由于无法做到绝对同步，支撑点卸载先后顺序不同，其轴力必然造成增减，应根据设计要求或计算结果，在关键支架支撑点部位，应放置检测装置（如应变片）等，检测支架支撑点处的轴力变化，确保临时支架和网架的安全。 根据以上卸载原则，为了确保钢网架的安全性，本工程采用了“整体分段、逐步卸载”的方法。 3 结束语 焊接球网架施工质量与深化设计、原材加工、现场安装及已最终卸载等因素密切相关。因此对关键步骤需要重点把控，才能保证整个网架安装的安全、质量有可靠保证。希望通过本文分享自己的一些经验和总结,能够给广大工程施工技术人员一些启发,以期对各位读者提供一定的帮助。 参考文献： 1 JGJ61-2003. 网壳结构技术规程 2 JGJ7-91. 网架结构设计与施工规程 3 GB50205-2001.钢结构工程施工质量验收规范 4 JG112009.焊接球节点
