胡杰，陈锋，蒋永扬，李中乔 （浙江中南建设集团钢结构有限公司，浙江 杭州 310000）

近年来，随着我国钢铁产量的不断增长及建筑行业的兴起为大跨度网壳结构提供了广阔的应用空间。大跨度网壳结构是以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间架构，具有以下特点：受力合理、跨度大、稳定性高、节省材料、应用范围广、安装简便快速，计算成熟。该类结构主要被应用到干煤棚、会展中心等大空间结构和大跨度结构设计中。

1 工程概况

某渐变横向跨径曲线型干煤棚工程全长400m，设两条伸缩缝划分为三个区域，最西侧区域长度方向两端跨径呈渐变趋势，跨度变化范围在88m至144m之间，全区域高度均为42.5m。钢网壳结构整体采用单层正放四角锥结构形式，主要采用螺栓球节点进行连接，网架顶端设置通风气楼，内部设置消防炮平台，网架下弦设置环形马道，马道高度约24m。整体结构效果图、分区示意图如图1、图2所示。

图1 某渐变横向跨径曲线型干煤棚工程效果图

图2 结构整体分区域示意图

其中A区为跨径渐变区，其结构平面投影呈梯形状且斜边处网壳结构与跨径较小的西侧面均为竖直设置，其余边网壳结构为弧形，其结构内部剖面图如图3、图4所示。网壳结构下部均设有4m高混凝土挡煤墙，通过挡煤墙上的预设支座埋件使混凝土结构与网架球节点进行连接。

图3 A区山墙端剖面图1-1

图4 A区剖面图2-2

2 施工关键点及所面临的问题

①网壳结构与底部混凝土挡煤墙之间采用单支座预埋连接，网壳单元底部内侧球节点在施工过程中需设置临时支撑。

②端面山墙及侧边竖直网壳结构随着安装高度增加，其面外稳定性控制重要性不断增加。常见方法采用拉设钢丝绳的方式，将钢丝绳缠绕于球节点及其连接杆件处紧固，另一端连接与地面锚固端。该方法在钢丝绳张紧过程中存在绳索滑动、杆件变形等隐患，不利于面外稳定性及竖直度控制。

③由于A区网壳结构呈现横向跨径渐变特点，且周围场地受限，其安装方式亦与后续对称拱形网壳结构不同。若采用网壳分段吊装后中部合拢的方式进行，易造成网壳分段外扩变形，降低后续安装精度。

图5 网壳组成单元示意图

3 实际施工方案

基于A区域网壳结构存在横向跨径渐变的特点及四周场地条件受限的实际情况，采用依靠窄端竖直山墙结构起步支撑，从两侧向中间补杆，并后退安装的方式进行该区域网壳结构的安装。

3.1 临时支撑及钢丝绳拉设

临时支撑经设计计算，在相应点位球节点下方设置，主要结构由四块可同步移动的顶紧板、滑槽及调节底板组成。调节地底板上设调节螺栓用以调整支撑板平整度。顶紧板同步移动用以契合球节点形状，为安装单元提供有效支撑。

在面外钢丝绳拉设方面，利用螺栓球在安装过程中的工艺孔，将其内部进行攻丝，插入拉设杆。通过拉设杆连接稳定钢丝绳，避免钢丝绳对球节点及相关杆件的破坏及变形的同时，保证垂直度的调节及面外稳定性控制（见图6）。

图6 临时支撑及钢丝绳拉设示意图

图7 步骤一结构安装示意图

图8 步骤二结构安装示意图

3.2 安装步骤

①为提高首批吊装单元面外及平面两维度稳定性，将首批吊装单元设计为包含侧边竖直结构及山墙竖直结构的夹角状安装单元，并与网壳底部球节点下方设临时支撑，在设计高度位置拉设面外稳定钢丝绳。

②吊装后续山墙面底部第一阶段高程分块单元，继续加设临时支撑架及稳定钢丝绳。对接完成后，采用仪器对垂直度及各节点位置进行观测。

③将另一侧曲线型网壳结构底部第一单元与山墙第一阶段完整结构进行连接。形成底部完整网壳结构后，逐步向上安装吊装单元至第四层外旋球节点时，在山墙结构跨度三等分位置处球节点工艺孔安插钢丝绳拉设装置，在竖直山墙内外侧，与地面呈45°角，分别拉设两道钢丝绳，另一端与地面锚固端进行连接，保证山墙面外稳定性。如箭头所示为补杆方向。

图9 步骤三结构安装示意图

④在逐段由下至上进行吊装的同时，在山墙两侧网壳结构，以单个球节点带弦杆为散装单元，实行由两侧向中间进行高空散装合龙的方式吊装，合拢时最终以一球六杆同时进行合拢，如箭头所示为后续安装方向。

图10 步骤四结构安装示意图

4 结语

本文阐述的渐变横向跨径曲线型钢网壳结构施工技术成功解决了某钢结构干煤棚在其施工过程中所遇见的问题，顺利完成了该项目施工。同时，本文对该安装技术中所涉及的横向跨径渐变曲线型钢网壳结构安装所需面外钢丝绳拉设装置及临时固定装置、安装步骤进行详细介绍，该安装技术及相关安装施工流程可以为该类建筑结构的安装提供参考。