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【摘 要】 通过对网壳结构螺栓球节点的技术改进，利用在套筒上加设观察孔，同时对传统螺栓浅槽区域部分进行荧光喷漆处理，套筒在原紧固螺钉孔同侧加设观测孔的技术，达到提高施工质量的目的。
【关键词】 网架结构螺栓球节点;改进;可视化
Net shell structure bolt ball node technology improvement research
LiuRuiCai
（Hebei N0.4 construction Engineering company，050051，Shijiazhuang）
【Abstract】 Through the bolt ball node net shell structure of technology improvement， using the adding observation hole on the sleeve， as well as the traditional bolt shallow slot area part of fluorescent paint， sleeve in the original fastening screw hole which is set on the same side aperture technology， achieve the purpose of improve the quality of construction。
【Key Words】 Space truss bolt ball node;Improvement;Visualization
引言：
目前水泥生产线均采用新型干法水泥，是以悬浮预热和预分解技术为核心，并以现代科学先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、生产管理信息化技术为基础，采用新工艺，新材料，节约资源和能源，充分利用废料、废渣，实现高效、优质、节约、清洁生产，是符合环境保护和循环经济发展要求的工艺装备大型化、生产自动化、实行科学管理的现代化生产方法。
水泥生产线的生产能力在不断提高，为了满足不断提升的生产能力的提高，一般将石灰石预均化堆场、煤堆场等堆场及部分熟料库库顶均较大的空间设计为网壳结构，这样即达到满足生产能力的需要，又能达到尽快投产的需要。这样一来，在每条水泥生产线中就出现了较多的网壳结构，在网架结构中螺栓球节点的施工就显得更加重要，更大的网壳结构也给螺栓球节点施工带来了更多、更大的难度，同时也给施工提出了更大的要求。
1 工程概况
山阴炫昂建材有限公司2500t/d熟料水泥生产线工程的石灰石预均化堆场，采用双层球面网壳，跨度85m，下部混凝土柱高6m，支座高250mm，上部网壳矢高25m，厚度2m。结构网格尺寸为3m左右，杆件最长不超过4.2m，最短不小于2.5m，同时满足工艺对结构内部使用空间的要求。结构杆件总数为4416根，节点总数为1140个，结构投影面积5627.8m2，展开面积7571.4m2，结构支座总数为32个。
网壳网格以四角锥为主，杆件采用圆钢管截面，钢材为Q235-B，网壳节点为螺栓球节点，选取情况如表1所示。
表1 双层球面网壳螺栓球节点直径
螺栓球节点直径（mm）
1 2 3 4 5
120 150 180 200 220
2 螺栓球节点施工
2.1传统施工方法
在传统的螺栓球节点施工中，由于螺栓球制作精度、螺栓孔开设存在一定的偏差，安装工人在安装过程中由于技术水平及制作偏差等的原因，且因为高强螺栓始终不可见，工人在安装中一般以拧不动即为拧紧的原则进行安装施工，但实际并没有拧紧，通常出现高强螺栓拧入螺栓球深度达不到要求，即“假拧紧”现象。在承受荷载时，假拧紧的螺栓由于拧入深度不够而很容易被拔出，进而导致结构破坏，给施工和建设单位均造成一定的经济损失。
2.2螺栓球节点加工改进
2.2.1初步改进
为了方便现场施工，对螺栓球节点进行了改进，制做为可视节点，即通过“可见的连接螺栓行进长度”来直观地判断是否有效连接。
可视螺栓球节点的螺栓球和网格杆件与现在使用的螺栓球节点完全相同，零件（连接螺栓、套管和紧固螺钉）数量也一样，只是零件的加工方式不同，图2-1中的（a）、（b）分别为一般使用的普通螺栓球节点和可视螺栓节点的对比。
（a）普通螺栓球节点零件 （b）可视螺栓节点零件
图2-1 两种螺栓球节点零件对比
图2-1中的（a）为传统节点，其紧固螺钉位于靠近杆端位置，高强螺栓始终不可见，即拧紧前后，没有任何直观的变化。（b）为可视节点，紧固螺钉位于靠近螺栓球位置，通过条形槽看见无螺纹螺栓杆，直观的通过紧固螺钉的行进距离判断高强螺栓进入螺栓球的深度。
可视化螺栓球节点的改进方法，成功解决了“假拧紧”现象，降低了工人施工技术要求，保证了施工质量。但由于可视化螺栓球节点在传统节点基础上改动较大，现有的标准尚未强制使用可视化螺栓球节点，造成了可视化螺栓球节点加工成本过高，在实际工程中大量应用比较困难的情况。
2.2.2二次改进
为了有效解决即能降低施工难度又能使成本增加量在可承受的范围内，使两者达到和协统一，组成了课题功关小组，对螺栓球可视节点进行了二次改进。将可视槽改为在套筒上加设观察孔，同时对传统螺栓浅槽区域部分进行荧光喷漆处理，套筒在原紧固螺钉孔同
侧加设观测孔，开孔大小与紧固螺钉孔大小相同，其与紧固螺钉距离等于高强螺栓开槽距离。如图2-2～5。
图2-2 二次改进后螺栓及套筒效果图
图2-3 二次改进后外观检测时的三维示意图
图2-4 二次改进后各零件的三维示意图
图2-5 二次改进后螺栓拧到位剖视示意图
1--套筒;2--加设观测孔;3--紧固螺钉;4--高强螺栓;5--高强螺栓浅槽涂设荧光漆;6--高强螺栓深槽;7--锥头;8--杆件;9--螺栓球。
3 螺栓球节点施工
螺栓球节点与杆件连接时，在杆件逐渐拧入螺栓球过程中，套筒跟随紧固螺钉沿螺栓开槽部分逐渐向杆件方向滑移。如果尚未达到规定深度，从观测孔无法看到浅槽涂设荧光漆，则需继续拧紧。因套筒在原紧固螺钉孔同侧加设观测孔，开孔大小与紧固螺钉孔大小相同，其与紧固螺钉距离等于高强螺栓开槽距离，故当高强螺栓进入深度达到要求后，从观测孔可以看到高强螺栓浅槽涂设的荧光漆。
4 结语
通过对螺栓球节点的改进，在加工成本低的情况下，无论在地面或高空作业中，通过加设的觀察孔可以直观判断高强螺栓拧入螺栓球有深度，有效的提高了螺栓的施工质量，降低了施工的安全风险。
【关键词】 网架结构螺栓球节点;改进;可视化
Net shell structure bolt ball node technology improvement research
LiuRuiCai
（Hebei N0.4 construction Engineering company，050051，Shijiazhuang）
【Abstract】 Through the bolt ball node net shell structure of technology improvement， using the adding observation hole on the sleeve， as well as the traditional bolt shallow slot area part of fluorescent paint， sleeve in the original fastening screw hole which is set on the same side aperture technology， achieve the purpose of improve the quality of construction。
【Key Words】 Space truss bolt ball node;Improvement;Visualization
引言：
目前水泥生产线均采用新型干法水泥，是以悬浮预热和预分解技术为核心，并以现代科学先进的环保、热工、粉磨、均化、储运、在线检测、生产管理信息化技术为基础，采用新工艺，新材料，节约资源和能源，充分利用废料、废渣，实现高效、优质、节约、清洁生产，是符合环境保护和循环经济发展要求的工艺装备大型化、生产自动化、实行科学管理的现代化生产方法。
水泥生产线的生产能力在不断提高，为了满足不断提升的生产能力的提高，一般将石灰石预均化堆场、煤堆场等堆场及部分熟料库库顶均较大的空间设计为网壳结构，这样即达到满足生产能力的需要，又能达到尽快投产的需要。这样一来，在每条水泥生产线中就出现了较多的网壳结构，在网架结构中螺栓球节点的施工就显得更加重要，更大的网壳结构也给螺栓球节点施工带来了更多、更大的难度，同时也给施工提出了更大的要求。
1 工程概况
山阴炫昂建材有限公司2500t/d熟料水泥生产线工程的石灰石预均化堆场，采用双层球面网壳，跨度85m，下部混凝土柱高6m，支座高250mm，上部网壳矢高25m，厚度2m。结构网格尺寸为3m左右，杆件最长不超过4.2m，最短不小于2.5m，同时满足工艺对结构内部使用空间的要求。结构杆件总数为4416根，节点总数为1140个，结构投影面积5627.8m2，展开面积7571.4m2，结构支座总数为32个。
网壳网格以四角锥为主，杆件采用圆钢管截面，钢材为Q235-B，网壳节点为螺栓球节点，选取情况如表1所示。
表1 双层球面网壳螺栓球节点直径
螺栓球节点直径（mm）
1 2 3 4 5
120 150 180 200 220
2 螺栓球节点施工
2.1传统施工方法
在传统的螺栓球节点施工中，由于螺栓球制作精度、螺栓孔开设存在一定的偏差，安装工人在安装过程中由于技术水平及制作偏差等的原因，且因为高强螺栓始终不可见，工人在安装中一般以拧不动即为拧紧的原则进行安装施工，但实际并没有拧紧，通常出现高强螺栓拧入螺栓球深度达不到要求，即“假拧紧”现象。在承受荷载时，假拧紧的螺栓由于拧入深度不够而很容易被拔出，进而导致结构破坏，给施工和建设单位均造成一定的经济损失。
2.2螺栓球节点加工改进
2.2.1初步改进
为了方便现场施工，对螺栓球节点进行了改进，制做为可视节点，即通过“可见的连接螺栓行进长度”来直观地判断是否有效连接。
可视螺栓球节点的螺栓球和网格杆件与现在使用的螺栓球节点完全相同，零件（连接螺栓、套管和紧固螺钉）数量也一样，只是零件的加工方式不同，图2-1中的（a）、（b）分别为一般使用的普通螺栓球节点和可视螺栓节点的对比。
（a）普通螺栓球节点零件 （b）可视螺栓节点零件
图2-1 两种螺栓球节点零件对比
图2-1中的（a）为传统节点，其紧固螺钉位于靠近杆端位置，高强螺栓始终不可见，即拧紧前后，没有任何直观的变化。（b）为可视节点，紧固螺钉位于靠近螺栓球位置，通过条形槽看见无螺纹螺栓杆，直观的通过紧固螺钉的行进距离判断高强螺栓进入螺栓球的深度。
可视化螺栓球节点的改进方法，成功解决了“假拧紧”现象，降低了工人施工技术要求，保证了施工质量。但由于可视化螺栓球节点在传统节点基础上改动较大，现有的标准尚未强制使用可视化螺栓球节点，造成了可视化螺栓球节点加工成本过高，在实际工程中大量应用比较困难的情况。
2.2.2二次改进
为了有效解决即能降低施工难度又能使成本增加量在可承受的范围内，使两者达到和协统一，组成了课题功关小组，对螺栓球可视节点进行了二次改进。将可视槽改为在套筒上加设观察孔，同时对传统螺栓浅槽区域部分进行荧光喷漆处理，套筒在原紧固螺钉孔同
侧加设观测孔，开孔大小与紧固螺钉孔大小相同，其与紧固螺钉距离等于高强螺栓开槽距离。如图2-2～5。
图2-2 二次改进后螺栓及套筒效果图
图2-3 二次改进后外观检测时的三维示意图
图2-4 二次改进后各零件的三维示意图
图2-5 二次改进后螺栓拧到位剖视示意图
1--套筒;2--加设观测孔;3--紧固螺钉;4--高强螺栓;5--高强螺栓浅槽涂设荧光漆;6--高强螺栓深槽;7--锥头;8--杆件;9--螺栓球。
3 螺栓球节点施工
螺栓球节点与杆件连接时，在杆件逐渐拧入螺栓球过程中，套筒跟随紧固螺钉沿螺栓开槽部分逐渐向杆件方向滑移。如果尚未达到规定深度，从观测孔无法看到浅槽涂设荧光漆，则需继续拧紧。因套筒在原紧固螺钉孔同侧加设观测孔，开孔大小与紧固螺钉孔大小相同，其与紧固螺钉距离等于高强螺栓开槽距离，故当高强螺栓进入深度达到要求后，从观测孔可以看到高强螺栓浅槽涂设的荧光漆。
4 结语
通过对螺栓球节点的改进，在加工成本低的情况下，无论在地面或高空作业中，通过加设的觀察孔可以直观判断高强螺栓拧入螺栓球有深度，有效的提高了螺栓的施工质量，降低了施工的安全风险。