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【摘 要】 秦皇岛某基础设施工程为钢结构网架屋面，在网架全部安装完成，并卸载形成自然挠度后，接到设计变更；施工前通过优化施工方案，利用满堂脚手架，回顶球节点重新安装杆件，最终按期顺利完成施工，并节省了成本。
【关键词】 钢结构网架；换管补强；套管补强；回顶；焊接
1 工程概况
秦皇岛某基础设施工程为钢结构网架屋面，屋盖采用正方四角锥网架，节点采用常规的焊接球节点，网架长186.9m，宽48.7m，跨度42m；网架下旋标高23.1m，总重量约360t，四周悬挑。支座采用固定铰支座和单、双向滑移铰支座（长向为滑移方向），材质Q345B。
2 换管施工背景及变更内容
在网架全部安装完成，并卸载形成自然挠度后，考虑到安全因素，设计变更将网架四周挑檐装饰干挂石材改为仿石铝板，导致材料重量减轻，部分网架杆件在风吸力作用下不能满足安全性要求，故将原网架杆件进行局部替换或补强，补强部分材质与原网架材料材质同为Q345B。
网架补强杆件分布在上弦、下弦、腹桿位置，总计513根。其中杆件48×3mm、50×3.5mm、60×3.5mm、76×3.5mm、89×4mm、114×4mm、133×5mm、140×4mm需换管加强，共计474根（见附表1），剩余39根型号为159×6mm、159×10mm、180×10mm、180×12mm、203×12mm的杆件需外套管加强（见附表2）。安装补强构件前，将结构进行回顶，尽量将需替换或加强杆件内应力消除，以减少补强后的变形。补强杆件具体位置参照附图1。
3 施工方案
网架补强施工平台是利用原网架安装使用的满堂脚手架，杆件补强施工时，在原有脚手架的基础上搭设井字架，对补强区域进行回顶，杆件应力减小后再进行杆件补强。网架补强焊接采用手工电弧焊焊接，E50级焊条。
3.1网架回顶方法
由于西侧2～4轴、东侧13～15轴范围内为换管补强密集区，因此每个下弦球设置一个回顶点，共计210个回顶点；其余轴线因补强杆件位置分散，换管时采用局部回顶，安装位置四周均需全部回顶，共计134个回顶点。
以脚手架在球节点下方搭设400×400mm的井字架，井字架四根立杆通到脚手架底部，四根立杆上设置顶丝并在顶丝上放置450×450×10mm的钢板，在钢板上加螺旋千斤顶，回顶时各区域千斤顶同时操作，每次提高1cm，至提升到拼装标高为止，严禁使用油压千斤顶顶升，共计需要344个螺旋千斤顶。（见下图2-4）
3.2换管补强方法
回顶完成后，使用气割将需替换杆件切割，切割位置应距原焊缝10mm处，避免伤及球节点母材，切割后再用角磨机打磨清理。完成清理后再将替换构件安装上。部分构件因管径大无法就位的，采用导链或千斤顶将球节点间距加大，加大过程中应缓慢，严禁野蛮拉顶，间距不宜超过20mm。
更换杆件时应注意安装顺序，严禁相邻杆件连续更换，需合理分组跳点更换，同一方向不应同时更换杆件，以减少网架变形。
3.3套管补强方法
外套管加固方式只需回顶杆件两侧球节点即可，上弦可回顶对应下弦球节点。套管施工时在原构件上安装两个半圆管，将原构件包住，然后将两个半圆管焊接。安装补强结构前应检查半圆管的平直度，如有弯曲应校正后再进行安装。两个半圆管扣好后点焊对接处固定，然后分段焊接，局部降温后再进行补焊。
4 现场焊接方法
换管和套管材质均为Q345B钢材，采用E50级焊条焊接。焊条应在高温烘干箱中烘干，低氢型焊条烘烤温度为：焊条在高温箱中加热到350℃～400℃后保温1.5小时，再在高温中降温到110℃后保存；使用时从烘箱中取出立即放入100～110℃的焊条保温筒中，并须在4小时内用完。用剩余的焊条应重新放入高温中烘干后方可使用，焊条烘干次数不得超过两次，焊剩余焊条如未立即放回焊条保温筒中保存，则须重新烘干后方可使用。
换管焊接采用熔透焊，焊缝等级为一级，焊接方法与原网架焊接工艺相同，做好焊前和焊接过程中的清根，焊后药皮打磨干净，并作100%超声波探伤检测。
套管焊接焊缝等级为二级，焊接时为防止半圆管受热变形，应制作夹具将半圆管固定后进行焊接。
5 安全措施
网架钢结构补强高空作业多，危险系数大，必须采取严格的保证措施来保证施工的安全。
（1）检查电源是否满足焊机负荷要求，电路是否正确，有无偏线情况。
（2）钢结构是良性导体，四周应接地良好。施工用的电源线必须是电缆线，所有电动设备应装漏电保护开关，严格遵守安全操作规程。
（3）每个焊工配一个接火斗，作好焊接火花防护，避免焊花散落引起火灾。
（4）焊工必须按规定穿戴劳保用品，以免烫伤烧伤。
（5）焊机应放置在防雨通风的位置。
（6）焊接操作时，施工场地周围应清除易燃易爆物品或进行覆盖、隔离、下雨时应停止露天焊接作业。电焊机外壳必须接地良好，其电源的拆装应由电工进行，并应设单独的开关，开关放在防雨的闸箱内。焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作应站在绝缘板或木板上。更换场地或移动把线时应切断电源，不得手持把线爬梯登高。电焊工在动用明火时必须随身带好“二证”（电焊工操作证、动火许可证）“一器”（消防灭火器）“一监护”（监护人职责交底书）。
6 结束语
工程临时变更给本已卸载完成的钢结构网架施工带来了难度，但通过施工前的充分准备，在保证工期的前提下，安全顺利地完成施工，并通过方案优化，也为公司创造了良好的经济效益。
参考文献：
[1] GB 50205-2001. 钢结构工程施工质量验收规范[S]. 2002.
[2] JG12-1999. 钢网架检验及验收标准[S]. 1999.
[3] JGJ7-2010. 空间网格结构技术规程[S]. 2010.
[4] GB/T11345-1989. 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法[S]. 1989.
作者简介：孙喜亮，1981年5月30日，汉族，山东莒县，双硕士，工程师，中建交通建设集团有限公司铁路分公司，副总工程师，施工技术、BIM技术应用等。
【关键词】 钢结构网架；换管补强；套管补强；回顶；焊接
1 工程概况
秦皇岛某基础设施工程为钢结构网架屋面，屋盖采用正方四角锥网架，节点采用常规的焊接球节点，网架长186.9m，宽48.7m，跨度42m；网架下旋标高23.1m，总重量约360t，四周悬挑。支座采用固定铰支座和单、双向滑移铰支座（长向为滑移方向），材质Q345B。
2 换管施工背景及变更内容
在网架全部安装完成，并卸载形成自然挠度后，考虑到安全因素，设计变更将网架四周挑檐装饰干挂石材改为仿石铝板，导致材料重量减轻，部分网架杆件在风吸力作用下不能满足安全性要求，故将原网架杆件进行局部替换或补强，补强部分材质与原网架材料材质同为Q345B。
网架补强杆件分布在上弦、下弦、腹桿位置，总计513根。其中杆件48×3mm、50×3.5mm、60×3.5mm、76×3.5mm、89×4mm、114×4mm、133×5mm、140×4mm需换管加强，共计474根（见附表1），剩余39根型号为159×6mm、159×10mm、180×10mm、180×12mm、203×12mm的杆件需外套管加强（见附表2）。安装补强构件前，将结构进行回顶，尽量将需替换或加强杆件内应力消除，以减少补强后的变形。补强杆件具体位置参照附图1。
3 施工方案
网架补强施工平台是利用原网架安装使用的满堂脚手架，杆件补强施工时，在原有脚手架的基础上搭设井字架，对补强区域进行回顶，杆件应力减小后再进行杆件补强。网架补强焊接采用手工电弧焊焊接，E50级焊条。
3.1网架回顶方法
由于西侧2～4轴、东侧13～15轴范围内为换管补强密集区，因此每个下弦球设置一个回顶点，共计210个回顶点；其余轴线因补强杆件位置分散，换管时采用局部回顶，安装位置四周均需全部回顶，共计134个回顶点。
以脚手架在球节点下方搭设400×400mm的井字架，井字架四根立杆通到脚手架底部，四根立杆上设置顶丝并在顶丝上放置450×450×10mm的钢板，在钢板上加螺旋千斤顶，回顶时各区域千斤顶同时操作，每次提高1cm，至提升到拼装标高为止，严禁使用油压千斤顶顶升，共计需要344个螺旋千斤顶。（见下图2-4）
3.2换管补强方法
回顶完成后，使用气割将需替换杆件切割，切割位置应距原焊缝10mm处，避免伤及球节点母材，切割后再用角磨机打磨清理。完成清理后再将替换构件安装上。部分构件因管径大无法就位的，采用导链或千斤顶将球节点间距加大，加大过程中应缓慢，严禁野蛮拉顶，间距不宜超过20mm。
更换杆件时应注意安装顺序，严禁相邻杆件连续更换，需合理分组跳点更换，同一方向不应同时更换杆件，以减少网架变形。
3.3套管补强方法
外套管加固方式只需回顶杆件两侧球节点即可，上弦可回顶对应下弦球节点。套管施工时在原构件上安装两个半圆管，将原构件包住，然后将两个半圆管焊接。安装补强结构前应检查半圆管的平直度，如有弯曲应校正后再进行安装。两个半圆管扣好后点焊对接处固定，然后分段焊接，局部降温后再进行补焊。
4 现场焊接方法
换管和套管材质均为Q345B钢材，采用E50级焊条焊接。焊条应在高温烘干箱中烘干，低氢型焊条烘烤温度为：焊条在高温箱中加热到350℃～400℃后保温1.5小时，再在高温中降温到110℃后保存；使用时从烘箱中取出立即放入100～110℃的焊条保温筒中，并须在4小时内用完。用剩余的焊条应重新放入高温中烘干后方可使用，焊条烘干次数不得超过两次，焊剩余焊条如未立即放回焊条保温筒中保存，则须重新烘干后方可使用。
换管焊接采用熔透焊，焊缝等级为一级，焊接方法与原网架焊接工艺相同，做好焊前和焊接过程中的清根，焊后药皮打磨干净，并作100%超声波探伤检测。
套管焊接焊缝等级为二级，焊接时为防止半圆管受热变形，应制作夹具将半圆管固定后进行焊接。
5 安全措施
网架钢结构补强高空作业多，危险系数大，必须采取严格的保证措施来保证施工的安全。
（1）检查电源是否满足焊机负荷要求，电路是否正确，有无偏线情况。
（2）钢结构是良性导体，四周应接地良好。施工用的电源线必须是电缆线，所有电动设备应装漏电保护开关，严格遵守安全操作规程。
（3）每个焊工配一个接火斗，作好焊接火花防护，避免焊花散落引起火灾。
（4）焊工必须按规定穿戴劳保用品，以免烫伤烧伤。
（5）焊机应放置在防雨通风的位置。
（6）焊接操作时，施工场地周围应清除易燃易爆物品或进行覆盖、隔离、下雨时应停止露天焊接作业。电焊机外壳必须接地良好，其电源的拆装应由电工进行，并应设单独的开关，开关放在防雨的闸箱内。焊钳与把线必须绝缘良好，连接牢固，更换焊条应戴手套。在潮湿地点工作应站在绝缘板或木板上。更换场地或移动把线时应切断电源，不得手持把线爬梯登高。电焊工在动用明火时必须随身带好“二证”（电焊工操作证、动火许可证）“一器”（消防灭火器）“一监护”（监护人职责交底书）。
6 结束语
工程临时变更给本已卸载完成的钢结构网架施工带来了难度，但通过施工前的充分准备，在保证工期的前提下，安全顺利地完成施工，并通过方案优化，也为公司创造了良好的经济效益。
参考文献：
[1] GB 50205-2001. 钢结构工程施工质量验收规范[S]. 2002.
[2] JG12-1999. 钢网架检验及验收标准[S]. 1999.
[3] JGJ7-2010. 空间网格结构技术规程[S]. 2010.
[4] GB/T11345-1989. 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法[S]. 1989.
作者简介：孙喜亮，1981年5月30日，汉族，山东莒县，双硕士，工程师，中建交通建设集团有限公司铁路分公司，副总工程师，施工技术、BIM技术应用等。