前言：尋找寫作靈感？中文期刊網(wǎng)用心挑選的穹頂單層鋁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，希望能為您的閱讀和創(chuàng)作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

摘要：

大型長球冠狀網(wǎng)殼盤式節(jié)點(diǎn)因其結(jié)構(gòu)的特殊性，傳統(tǒng)的整體提升或高空散裝法均難以有效地解決構(gòu)件在安裝過程中累積誤差產(chǎn)生及消除的難題，該技術(shù)運(yùn)用BIM建筑模型信息提出一套有效的安裝工藝，經(jīng)工程實(shí)踐證明該技術(shù)較大地提高了鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的安裝質(zhì)量和安裝效率，為大型單層鋁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)的提高提供了借鑒。

關(guān)鍵詞：

盤式節(jié)點(diǎn)；單層鋁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)；BIM技術(shù)；高空散拼

1工程概況

某工程設(shè)計(jì)鋁網(wǎng)殼平面投影面積約2487m2，鋁網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)重量約80t。網(wǎng)殼跨徑40m，長67m，中心高16.71m。網(wǎng)殼支座底標(biāo)高（屋頂女兒墻頂）為66.29m，網(wǎng)殼頂部標(biāo)高83m。該鋁網(wǎng)殼含構(gòu)件約3000多根，盤節(jié)點(diǎn)約1600個，螺栓組約11萬個。

2施工流程

3操作要點(diǎn)

3.1建立BIM模型

運(yùn)用建筑信息建模[1]（BIM）軟件建立三維結(jié)構(gòu)模型，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、桿件、支座牛腿等構(gòu)件的空間位置及構(gòu)件形式、尺寸信息的模型化，創(chuàng)建出與真實(shí)結(jié)構(gòu)完全一致的虛擬結(jié)構(gòu)。

3.2導(dǎo)出加工及安裝用圖表

輸出信息流程：打開三維模型→設(shè)置輸出條件→輸出構(gòu)件圖及零件圖或輸出報(bào)表。

3.3現(xiàn)場測量、放線

（1）清理屋面作業(yè)環(huán)境，在屋面清掃干凈后，將建筑物的十字控制軸線與標(biāo)高控制線引入屋面，作為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)控制軸線與標(biāo)高測量基準(zhǔn)點(diǎn)。（2）根據(jù)BIM模型中導(dǎo)出的節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)表，在屋面板上測放出鋁合金網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)底盤的定位十字軸的控制點(diǎn)的平面投影點(diǎn)，并用紅色油漆標(biāo)識節(jié)點(diǎn)編號、節(jié)點(diǎn)標(biāo)高等信息。此處需要注意的是，標(biāo)識的控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量不應(yīng)少于總節(jié)點(diǎn)數(shù)的1/3，且各標(biāo)識點(diǎn)應(yīng)均勻分布。

3.4滿堂支撐架搭設(shè)

編制鋁合金網(wǎng)殼安裝工程中滿堂支撐架安全施工的專項(xiàng)方案，對支撐架結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力驗(yàn)算，以確保施工安全。

3.5構(gòu)件加工及定位編碼

（1）構(gòu)件編碼。由于鋁合金桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤加工數(shù)量較大，各自的尺寸及標(biāo)識也不同，為了確保每個構(gòu)件安裝快速、準(zhǔn)確、便于辨識，必須對于鋁合金桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤進(jìn)行編碼標(biāo)識及位置確定。（2）構(gòu)件加工。鋁合金桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤的加工需在專業(yè)廠家的數(shù)控加工中心完成。利用加工中心自帶的圖形識讀轉(zhuǎn)化功能，把AutoCAD圖形文件轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工中心的操作指令，以控制鋁合金桿件節(jié)點(diǎn)和圓盤的加工。

3.6構(gòu)件運(yùn)輸

由于加工的各構(gòu)件具有不同的空間位置參數(shù)，為了便于安裝施工，構(gòu)件裝運(yùn)應(yīng)使得裝箱組合與空間位置的連續(xù)性一致，運(yùn)送順序與現(xiàn)在安裝施工用料次序相一致。

3.7主軸定位安裝

3.7.1鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)主軸定位安裝流程

網(wǎng)殼正中最高點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)圓盤及相連長軸桿件安裝→長軸線上桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤安裝及校核→短軸線上桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤安裝及校核。

3.7.2網(wǎng)殼正中最高點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)圓盤及相連長軸桿件安裝

（1）根據(jù)支撐架水平橫桿上的十字控制軸線與水平標(biāo)高控制線，初步校核正中節(jié)點(diǎn)圓盤的中心位置及相連桿件的軸線方向，通過拉直尺初步校核節(jié)點(diǎn)圓盤底標(biāo)高。架設(shè)鉛錘測距儀對正中節(jié)點(diǎn)圓盤底中心進(jìn)行精確測量，通過調(diào)節(jié)支撐架正中的可調(diào)托撐，使節(jié)點(diǎn)下圓盤中心標(biāo)高符合設(shè)計(jì)坐標(biāo)。（2）根據(jù)安裝施工圖和節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)表，找出待安裝位置處對應(yīng)的桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤（以對應(yīng)位置處桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤的編號及標(biāo)識方向確定，每組節(jié)點(diǎn)圓盤有上、下兩個鋁盤）。按照構(gòu)件安裝施工方案，將節(jié)點(diǎn)圓盤標(biāo)識方向朝向?qū)?yīng)桿件軸線方向，以使節(jié)點(diǎn)圓盤的螺栓孔群與桿件端頭翼緣板的螺栓孔群相吻合，并在節(jié)點(diǎn)圓盤上、下兩個方向分別用M10不銹鋼螺栓，采用不少于4顆將其連接，再對螺栓進(jìn)行初擰（采用手動扳手，以彈簧墊圈剛好著力為控制條件）。

3.7.3網(wǎng)殼長軸節(jié)點(diǎn)圓盤及桿件安裝

以安裝的首組構(gòu)件為中心，根據(jù)安裝施工圖和節(jié)點(diǎn)空間坐標(biāo)表，找出待安裝位置處對應(yīng)的桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤，參照網(wǎng)殼正中最高點(diǎn)處節(jié)點(diǎn)圓盤及相連長軸桿件的安裝方法，從高到低，按兩側(cè)對稱安裝的方式，依次安裝長軸上的其他桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤。

3.7.4網(wǎng)殼短軸節(jié)點(diǎn)圓盤及桿件安裝

待長軸桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤安裝完成后，短軸方向節(jié)點(diǎn)圓盤及桿件的安裝利用三角形穩(wěn)定性原理進(jìn)行對稱安裝。

3.8分區(qū)發(fā)散安裝

（1）鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)分區(qū)發(fā)散[2]安裝流程主軸安裝完成→從高到低，由中心向四周發(fā)散分塊安裝桿件、節(jié)點(diǎn)圓盤及校核→支座H型鋼牛腿安裝。（2）在短軸安裝完成后，沿長軸方向以基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行單向安裝，以增強(qiáng)主軸十字結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。（3）待長、短軸方向的節(jié)點(diǎn)圓盤及桿件安裝完成后，從高到低，由中心向四周分區(qū)域發(fā)散式安裝各桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤。（4）按上述安裝步驟將逐根桿件逐個節(jié)點(diǎn)依次進(jìn)行安裝，在多個基本安裝單元連接成線或成片后，須再次對各節(jié)點(diǎn)空間位置進(jìn)行校正，以將安裝誤差控制在允許范圍內(nèi)。（5）按上述步驟分塊發(fā)散安裝各鋁合金桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤，使十字控制軸網(wǎng)間的鋁合金桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤從高到低相連成整體，直至全部安裝至與鋼牛腿相接的節(jié)點(diǎn)圓盤處。

3.9鋼牛腿支座安裝

（1）H型鋼牛腿為工廠預(yù)制構(gòu)件，安裝時(shí)需注意其無孔一端為自由端（長50～100mm），可根據(jù)鋁合金網(wǎng)殼底部的桿件與其搭接情況，進(jìn)行后加工。（2）鋼牛腿安裝流程牛腿處節(jié)點(diǎn)圓盤初固定→實(shí)際需要長度測量（翼緣板四邊末端與孔群距離）→自由端按測量長度劃線修割、打磨→拆開外節(jié)點(diǎn)圓盤→放入鋼牛腿并與內(nèi)盤初固定→蓋上外節(jié)點(diǎn)圓盤→穿入安裝螺栓并緊固→組裝肋板并施焊牛腿、肋板與預(yù)埋板間的焊縫。

3.10節(jié)點(diǎn)螺栓復(fù)擰

節(jié)點(diǎn)螺栓復(fù)擰是在構(gòu)件空間位置校正完畢后，對已組裝不銹鋼螺栓進(jìn)行復(fù)擰。其流程為：構(gòu)件位置初調(diào)→同孔群剩余螺栓穿入并初擰→構(gòu)件位置精調(diào)→終擰螺栓。擰緊力控制：以經(jīng)調(diào)試的氣動扳手扭矩為準(zhǔn)（對于M10不銹鋼螺栓的扭矩調(diào)定值為26N•m）。節(jié)點(diǎn)圓盤外圈螺栓復(fù)擰完成后，再從內(nèi)向外檢查一次。

3.11滿堂支架卸荷及拆除

在滿足拆除條件的情況下，滿堂支撐架按照“先卸載、后拆除，從高到低，從內(nèi)到外，先搭后拆，后搭先拆”的原則進(jìn)行拆除。卸載應(yīng)從中間向兩端對稱進(jìn)行。

3.12鋼牛腿面防腐處理

鋼牛腿表面應(yīng)在加工廠進(jìn)行清潔并涂刷底漆，其工藝流程及操作要求按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50755-2012的規(guī)定執(zhí)行。

4質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）熟悉施工設(shè)計(jì)圖紙，采用BIM建筑信息模型技術(shù)進(jìn)行二次升華施工設(shè)計(jì)。（2）對于工廠加工完成的構(gòu)件，在裝運(yùn)至施工現(xiàn)場前，應(yīng)對加工構(gòu)件進(jìn)行預(yù)拼裝，在滿足加工精度要求的情況下，方可進(jìn)行裝運(yùn)、安裝。（3）依據(jù)BIM模型提供的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，放線、定位鋁合金網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)的平面位置及標(biāo)高，并在安裝施工過程中對已安裝節(jié)點(diǎn)的空間位置進(jìn)行校正，邊安裝、邊測量、邊校正，實(shí)現(xiàn)由局部到整體的控制安裝精度。（4）安裝過程中，依據(jù)構(gòu)件編號校核所有桿件及節(jié)點(diǎn)圓盤的安裝位置，杜絕錯位安裝。（5）采取先裝配調(diào)校、后緊固受力的安裝工藝，防止網(wǎng)殼構(gòu)件因緊固受力而發(fā)生位移。

5結(jié)論

此技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了鋁網(wǎng)殼安裝工程設(shè)計(jì)、加工、安裝一體化信息施工技術(shù)，有效地提高了操作效率、安裝工程質(zhì)量和進(jìn)度，降低了管理成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

作者：盧光位 楊彬 余政兵 劉興勝 單位：重慶建工第四建設(shè)有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn)：

[1]夏峰林.杭州大劇院鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工與檢測[J].建筑施工，2003（04）:278-281.

[2]薛慶.大跨度單層鋁合金網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)[J].建筑施工，2011（12）：1097-1099.