1. 项目概况
1.1某项目水处理车车间屋面网架，建筑面积3253.75平方米，为方锥焊接球网架，建筑平面尺寸为48m×69m，结构四边坡度均为8%，网架上下弦高为1800-4420mm。
1.2网架安装在高11.3m、支撑高0.40m的混凝土柱上，支撑为上弦多点支撑，纵向支撑间距为6.65m+6.9mx8+6.65m，跨向网架支撑间距为11.75m+12m*2+11.75m，拼装后总重量约90t。
1.3网架构件规格为∅88.5x4、∅114x4、∅140x4、∅159x6、∅159x8、∅180x6、∅219x8，采用高频焊接钢管或无缝钢管（规格大于∅159x6），材质为Q235B。
1.4焊球规格为∅220x8、∅260x10、∅300x12、∅350x12、∅400x14，材质为Q235B。
1.5屋面主檩条规格为C200X70X20X2.5，热镀锌，材质Q235B；沿上弦坡方向布置，焊接在网架支架上的檩条支撑板上，主檩条凸出墙体600mm；次檩条规格为C120X50X20X2.5，热镀锌，材质Q235B；沿上弦坡方向布置，焊接在网架支架上的檩条支撑板上，主檩条凸出墙体600mm；次檩条规格为C120X50X20X2.5，热镀锌，材质Q235B；镀锌，材质Q235B，与主檩条垂直设置，安装在同一平面，间距@1300mm，用M12螺栓连接。
1.6屋面板为150mm玻璃棉彩钢夹芯板，面板型号为960，峰高为35mm，纵缝处设有防水扣帽，屋面板高出墙体600mm，四周设排水散流，玻璃棉容重40kg/m3，钢板厚度0.6/0.5mm，屋面板采用M6X175mm自钻螺钉固定在屋面檩条上。
2.建设依据
2.1主要施工工序及规范
类别
姓名
序列号
设计
规格
建筑结构荷载规范
国标50009-2012
钢结构设计规范
国标50017-2003
《网架结构设计与施工规程》
JGJ7-91
验收
规格
《钢结构工程施工质量验收规范》
国标50205-2001
钢格栅检验验收标准
JG12-1999
《建筑钢结构焊接及验收规范》
国网81-2002
《网架结构工程质量检验评定标准》
国土交通省78-1991
材料
规格
碳素结构钢
国标/T700-1988
热轧槽钢
国标/T707-1988
热轧H型钢及部分T型钢
GB/T11263-1998
《优质碳素结构钢》
国标/T699-1999
《结构用无缝钢管》
GB/T8162-1999
《直缝电焊钢管》
GB/T13793-93
热轧钢板及钢带
国标/T709-1988
《优质碳素结构钢牌号和一般技术要求》
GB/T 3077-88
碳钢焊条
国标5117-85
安全规定
建筑施工高空作业安全技术规范
GJG80-91
2.2 主要标准
类别
姓名
序列号
超声波
缺陷检测标准
《钢焊缝手工超声波探伤方法结果分析》
GB11345
防腐工程
《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》
国标50224-95
《涂装前钢铁表面的锈蚀程度及除锈水平》
国标8923-88
测量标准
工程测量规范
国标50026-93
工程测量基本术语与标准
GB/T 50028-93
3.钢网架施工方案
3.1 电网建设部署
根据现场实际情况，由于工期紧、交叉作业多，钢网架不具备搭设全层脚手架并地面拼装整体吊装的条件，因此经反复论证后，拟采用局部搭设脚手架平台、分块拼装→空中滑移→整体到位的施工方法。
3.2 电网建设流程
3.3 网格组装
3.3.1 格栅装配焊接顺序
1）在11-9轴线处搭建脚手架平台。平台平面尺寸为47.5m×17m，高8.7m。在平台上铺设钢架板，用起重机或塔吊分批吊装所需杆件、钢球。平台上材料不宜堆放过多，应采用一次连接、一次装车的方式组装。应充分考虑平台某点或某部位所能承受的重量。脚手架平台的施工计算及施工详见《脚手架专项施工方案》。
2）完成一格后进行统一焊接，同时组装下一格，焊接顺序由中间向两侧进行，有利于结构内应力的释放，焊接时先焊下弦球，再焊上弦球。组装焊接工艺示意图：
3.3.2格架脚手架平台拼装及精度控制
1）格栅组装工艺流程：成品杆、焊球运入→现场检验→格栅杆吊至平台→格栅组装→组装检验。
2）根据图中球节点计算下弦球的Z坐标及高差，然后根据中心区域所要组装的网格球尺寸在平台上放置液压千斤顶或钢支架，在钢支架上测量中心十字线。利用钢管定位环确定球节点位置，将节点间杆件连接起来，组成下弦四边形单元网格。再用三根腹杆定位上弦中心球，使上弦球中心与地面投影中心重合。另两根杆件组成小单元参考控制点。
3） 各区域网架组装时，应按照“下弦—腹杆—上弦”、“中间—两端（跨度方向）—两端（非跨度方向）”的组装顺序组装各区域网架。
4）放置钢球时，必须清楚钢球的规格和数量，避免数量与实物不符，造成不必要的工作或返工。组装时，先将下弦杆与钢球点焊在一起。方框成型后，用钢尺、水平仪检查网架的几何尺寸，确认无误后，方可继续组装网架。
5）在拼装下弦杆网的同时，可在地面点焊“人字形”，上弦杆安装完毕后，再安装“人字形”，再安装网架上弦杆，安装完一节网架后，用钢尺检查测量几何尺寸，无误后，按同样方法继续拼装下一节网架，直至网架拼装完毕。
3.3.3 组装夹具
本工程地面安装支架采用液压千斤顶或钢支架，支架位置采用经纬仪控制，高度采用水准仪控制，中心预拱，跨度高度100mm，最高跨度为支架标高400mm，拼装所用钢尺、卷尺、经纬仪、水准仪等仪器在拼装前必须经过准确校准。
为防止支撑位置下沉，施工前应观测该位置的标高，钢支撑固定后记录其标高，网架拼装后观测其下沉情况钢结构网架挠度允许值，每天派专人检查各支撑受力情况，采用液压千斤顶调整，确保各支撑均受力。
3.3.4 网格组装方法
1. 网格中心定位基准装配定位
根据图中球节点计算下弦球的Z坐标及高差，然后根据中心区域需组装的网格球尺寸在平台上放置液压千斤顶或钢支架钢结构网架挠度允许值，分别在钢支架上测出中心十字线，用钢管定位环确定球节点位置，并将组装节点间杆件连接起来，组成下弦四边形单元网格。再用三根腹杆定位上弦中心球，使上弦球中心与地面投影中心重合，两根杆件组成小单元参考控制点。
（2）将四个下弦球放在第一个圆中
（3）第一圈中心区域球杆定位方法及顺序图
2. 网格扩展拼接方法
中心区域组装焊接完成后，利用球棒间的相互定位，逐渐向外扩展组装，元件摆放顺序及方法如下图所示。
杆、球就位后进行点焊固定，每个单元关闭后，即可组装下一个小单元。
（1）放置下弦球和杆，并点焊固定位置
（2）安装腹杆与上弦球，并点焊固定
（3）以下部弦球为轴旋转，直到上部弦球到达位置
（4）安装上弦杆
（5）安装其他上弦杆
（6）安装上弦环杆
扩展拼接时球杆放置方法及顺序图
3.外扩组件精度保证
由于网架结构是在脚手架平台上组装而成，在小组装单元组装完毕并检查其安装精度后，以同一个焊球所连接的三根杆件的长度为控制指标，进行下一个焊球的空间定位。
由于拼装单元在展开过程中面积发生变化，由于挂点位置不变，拼装结构整体会产生一定的弹性变形，不会产生局部变形，所以在向外展开时，以一个焊接球对应的另外三个焊接球作为定位基准，以杆件长度定位，不会对整体网格造成累积误差。网格杆件的下料长度需严格控制，下料时应充分考虑焊接间隙、焊接收缩对下料长度的影响。在一部分小单元拼装完成后，应及时在Autocad软件中对网格三维模型进行相应位置坐标的换算，并根据换算后的相对坐标位置来验证拼装小单元的安装精度，若出现偏差，应在下一个小单元中进行调整。
3.4 现场焊接
3.4.1焊接质量要求
（1）所有焊工均须持有合格证书才可上岗。
（2）本工程网架焊接时，为防止焊接对网架几何尺寸及挠度的影响，焊接采用先焊下弦、后焊上弦的顺序，并从中间向四周进行扩散焊。
（3）焊缝应整齐美观，不得有凹痕、漏焊、咬边、夹渣、气孔、未焊透等缺陷。
（4）除图样另有注明外，焊缝质量等级应符合下列要求：
a) 格栅钢管与空心球的连接焊缝、空心球的对接焊缝应符合二级质量检验标准的要求。
b) 角焊缝一般应符合三级焊缝质量检验标准的要求。
c) 其他钢构件的全焊透对接焊缝还应符合二级质量检验标准的要求。
d) 需要进行探伤的焊缝，应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法及探伤结果分级》（GB11345）和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001的有关要求。
e) 焊接钢印编号应打在距每条焊缝100mm处。
（5）格栅钢管与钢球连接采用等强度焊接。
3.4.2本工程焊接材料的选择
本工程钢材为Q235B，手工电弧焊按设计要求采用E4303系列焊条。
3.4.3球接头焊接工艺
（1）定位焊接
组件就位后点焊牢固，如下图所示。定位焊一般在2~4处进行。定位焊前应检查管端是否完全对位，坡口两侧是否有油污、杂质，清理干净后再点焊。定位焊缝必须满焊，长度一般为30mm左右，视管径而定。定位焊缝不宜过厚。
（2）成型焊缝焊接顺序
各节点的焊接顺序为：先焊弦杆，后焊腹板，在球节点上第一道焊缝焊完后，再进行每道焊缝的成型焊接，以防止焊接应力集中，使网格产生变形。不允许在焊缝的一半成型后再焊同一焊缝的另一半。
（3）成型焊缝焊接工艺
如下图所示，将环形焊缝在钢管的纵向中心处分成两个对称的半圆焊缝，按照仰焊-立焊-横焊的焊接顺序，在仰焊缝和横焊缝处均形成两个半圆焊缝。这种方法可以保证铁水和熔渣有很好的分离，熔深也比较容易控制。为防止仰焊和平焊位置产生焊接缺陷，在焊接的前半段，仰焊位置的起点和平焊位置的焊接起点必须超过管子圆周的一半，并超过中心线5～15mm。当电极到达点焊接头时，应减缓电极的前进速度，使接头部分充分熔化。（即超过中心线），必须将电弧坑填满后，才能熄弧。焊接后半段，移丝方法与前半段基本相同，但在移丝到仰焊和平焊接头时要更加注意。仰焊接头在焊接时容易产生气孔，也就是焊透等缺陷。接缝时，应先用电弧（长约10mm）切断始焊处的原焊缝，这样不但可以切断可能存在缺陷的焊缝，而且可以形成便于接缝的缓坡坡口。从尾部开始焊接。当电极移到接头中央时，不许立即熄弧，必须将电极向上推，使之穿透未熔化的根部，使接头完全熔合。在平焊接头处焊接时，选择适中的电流强度。当电极移到稍倾斜的立焊位置时，电极向前倾斜，保持顶弧焊接并稍作横向摆动，当接头离开3～5mm并闭合时，绝不可立即熄弧。将电极稍稍向内压。可以听到电弧突破根部并发出响声。然后在接头处来回摆动，延长停留时间，保证足够的时间，在电弧熄灭前，必须将弧坑填满，然后将电弧引到坡口边上熄弧。第二、三次送丝方法基本相同，主要是使接头重叠10～15mm。接头处的圆滑过渡保证了焊缝尺寸。
焊接分层接头
b.全位置焊接时电极角度的变化
3.4.4 焊接要求
（1）焊接前焊工应清除焊接部位的油污、杂质，检查定位焊缝是否有缺陷，如有缺陷应清除干净后再进行焊接。
（2）第一道打底焊完成后，应仔细检查是否有焊接缺陷，确认无误后，方可进行第二道焊接。
（3）焊接时，当杆件壁厚大于4mm时，焊缝厚度为壁厚的1.2倍。本工程部分杆件壁厚较大，整道焊缝应分3～4次成型。第一道为打底焊，必须满焊，不允许有夹渣、气孔、裂纹等缺陷。经认真清理、检查后进行第二道焊，以后每道焊工序相同，最后一道为成型焊。成型完成后的焊缝应表面平整，焊缝波纹均匀，不得有夹渣、气孔、焊瘤、咬边等缺陷，并应符合二次焊缝的要求。焊缝完成后焊缝周围不得有熔渣和金属飞溅。焊工在焊缝周围100mm范围内应打上自己的编号，以方便检验人员检查记录。
3.4.5焊接质量检查
质检员对所有焊缝进行100%外观检查，并做好记录。焊缝严禁出现漏焊、裂纹、咬边等缺陷。焊缝应按规范、设计要求进行超声波跟踪检验。焊缝应进行无损检测，内部缺陷超标的焊缝必须进行返修，同一焊缝只允许返修两次，返修后的焊缝必须重新进行检测，无误后方可认为合格。妥善保存探伤记录，提供探伤报告。
3.5 网格滑移
根据现场实际情况，由于工期紧、交叉作业多，钢网架不具备在地面搭设全层脚手架、整体结构拼装的条件。因此，经反复论证，拟采用局部搭设脚手架平台、边拼装边滑移的施工方法。其中，网架滑移是本工程的关键控制点。
3.5.1施工方法：
1）轨道安装
a)在A轴、L轴的1-11轴处，在标高11.3m的混凝土梁上铺设滑行轨道，轨道为14#槽钢，每条轨道长69m，按网跨轴线测量定位，焊接固定在网架支架上，在现有混凝土梁上，在轨道两侧预埋φ20钢筋，间距@1500mm，轨道定位后将轨道与预埋钢筋焊接固定，确保连接牢固。
b)由于混凝土梁表面不平整，采用钢板垫块调整轨道标高，保证轨道受力均匀。轨道及滑轮详见附图大图。
c)为保证滑行时能平行向前移动，滑轮安装后，网架支座与混凝土梁之间的高度约为650mm。为防止跨度方向拉力过大，滑轮可能倾翻造成整体偏移。跨度方向24m处脚手架平台上设置两条滑行轨道，确保网架滑行安全平稳。详见附图大样图（网架滑轮立面图）。
d)滑轮与格栅球轴承采用高强度螺栓连接，安装4个M27X100高强度螺栓，方便施工时轴承的拆装。
附件：支架连接螺栓计算表
已知：
格栅支撑及滑轮连接处钢板均为20mm钢板，材质为Q235B，许用应力[σ]
根据图纸测算，网架XY轴处最大支座反力为Rx=Ry=12KN，失稳系数为1.4。
计算：
1）连接螺栓为4-M27X100高强度螺栓，高强度大六角头初拧扭矩值为185-225KN，最小值为185KN，摩擦系数为0.1~0.15，最小值为0.1，所以摩擦力=185KN*0.1=18.5KN。>Rx=Ry=12KN，满足使用要求
2）螺栓承载力计算：F/s=12000N*1.4/20*30=28N/mm
