邓海峰

摘 要：本篇文章主要以某城市广场为例，并且使用曲面单层网壳的方法对超高层建筑进行合理讨论，依据施工企业在安装中出现的问题做出相关分析，并且为了能够处理此类问题的发生，使用了桁架分段高空拼装的方法做好恰当的研究，从而给安装精度提供了保证。笔者依据自身经验结合实际情况，提出了合理建议提供给相关人员，互相学习交流，仅供参考。

关键词：超高层建筑；自由曲面；网壳结构；屋顶桁架分段拼装

在超高层建筑的不断发展中，相关企业采取自由曲面单层网的形式进行恰当的安装，从而能够从整体上提高建筑的整体品质，确保施工能够顺利进行。本篇文章主要以某城市广场为例，笔者依据自身经验结合实际情况，提出了合理建议提供给相关人员，互相学习交流，仅供参考。

1 工程概况

某城市广场工程位于某地区工业园区域以南，大道南向北，相关河流以被，总体建筑面积大约31.6万平方米。工程地下2层，地上由3撞塔楼以及有关裙房一起构成。办公塔楼45层，高度236.8米，通过利用核心筒钢框架的结构建造而成的；酒店塔楼40层，高度171.6米，时通过使用外框架劲性结构组成的。3幢塔楼的屋顶时采取自由曲面单层网壳结构的设计形式。

2 网壳屋架特点及组成

2.1 网壳结构特点

两塔楼屋顶时采取网壳的结构，其基本形状为下面的位置是采取椭圆形的形状，上面的部分是利用长方形的形状，并且下面总体的结构和上面的总体结构之间进行对比，是上部结构较小些，呈现出碗状的形态特征。相关人员在底部设置了一道类似椭圆形的钢圈梁，而且顶部外边和钢梁之间进行恰当的连接，在西南方向有混凝土柱进行支撑，东北方向没有环梁支撑，跨度32.7米，标准高度范围在151.369～166.548m之间，采取空间扭曲网壳体的形式作为建筑结构。

2.2 网壳钢构件组成

屋顶碗状网壳除了顶部的部分是采取箱型构件和对应的钢管进行有效结合的方式以外，其它都是应用空间弯曲钢管，由于钢管出现弯扭的现象，从而形成了恰当的网壳结构。西南向顶圈梁为550mm×300mm×40mm+Φ355mm×15mm（半圆管），东北向顶圈梁为550mm×300mm×40mm+Φ227mm×15mm（半圆管），次管为Φ105mm×9mm，主管为Φ205mm×12mm，底部环管为Φ221mm×13mm。

2.3 焊接材料

钢材材质主要以Q345B为主要材料，采取E5015的手工焊条，Φ3.2mm、Φ4.0mm。相关人员针对二氧化碳焊丝挑选时，应当使用药芯焊丝E501T-1，Φ1.2mm。

3 主要技术应用点

3.1 构件加工制作

因为网壳结构杆件存在很多种，并且相关的节点对构建加工有很多的要求，相关人员在对图纸进一步设计过程中，应当采取某一国家的机器设备，能够对数字化虚拟进行很好的建模，并且采取计算机的相关设计，将指令输出，从而达到无图纸化加工的效果，提高构件在加工过程中的整体品质。

3.2 测量技术

（1）满堂脚手架搭设前，按照设计图纸在楼层上确定投影基准点，投影基准点在选择时，应尽量确保垂直传递的视线通视，与楼层主梁相避让。在楼层面的四角设置4个投影基准点，并要保证每个基准点可通视相邻2个基准点。根据CAD放出的分块图投影1∶1在楼面放出实线。

（2）拼装过程中每个拼装单元，利用CAD模型图纸，确定各个节点坐标，现场根据CAD放样的三维坐标通过全站仪坐标测量法来控制网壳形状及位置。

4 施工工艺流程

施工工艺流程：钢结构深化设计→网壳结构分块编号→构件加工、运输→测量放线→安装底部环梁→满堂脚手架搭设→安装顶部环梁→分段桁架工厂拼装、运输→东西两侧主桁架對称安装、杆件补缺→南北两侧主桁架对称安装、杆件补缺→东西两侧桁架向南北两边对称扩展安装→焊接节点补漆→防火涂料施工→工程质量验收→拆除满堂脚手架。

5 主要施工阶段

5.1 网壳结构实线引测

第1步：放实线方法：取四角点定位，形成一个长方形。以投影分块线逐条放投影实线等基准测量线，将每片网壳桁架的控制点投影到楼板上。

第2步：安装顶部四周钢梁，钢梁位置确定使用全站仪将轴线引至顶部，控制钢梁水平与标高位置。

第3步：四边以中间分块为中心，逐块向上安装至顶部，形成四边中间形成网壳，整个网壳初步形成稳定体。逐块安装测量，安装时用全站仪测量安装网壳桁架主杆的空间位置，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。

第4步：由于中间分块到顶已形成稳定体、两边分块从下往上安装有了依靠，安装分块时全站仪引线向上，只控制单边一头上下两点的空间位置，逐块到顶，并用垂准仪或线锤复核桁架端部是否与楼层上投影点相符。最后补缺四角，形成整体。

5.2 网壳结构安装流程

（1）安装底环梁，满堂脚手架搭设；（2）安装顶环梁（东西侧顶环梁脚手架局部加强）；（3）对称安装东西两侧主桁架；（4）安装东西两侧主桁架之间的补缺构件；（5）对称安装东西两侧扩展桁架及补缺构件；（6）自下而上对称安装南北两侧主桁架及补缺杆件；（7）东西两侧桁架向南北两侧扩展安装，与南北两侧主桁架对接，补缺杆件。

5.3 网壳结构钢管焊接施工

（1）钢管对接焊缝：钢管对接采用全熔透、双面坡口对接焊缝，焊缝质量等级为一级；（b）钢管相贯线焊缝可以理解为是主管和支管之间的连接焊缝就是钢管相贯线焊缝，相关人员应当沿着全周进行不间断的焊接并且要保持平滑过渡，相关焊缝等级也存在一定的不同，依据有关焊缝标准而定；（c）倘若不同的支管一起交于一节点的情况下，并且支管同时处于相贯的状态，相关人员应当先对管壁厚或者是支管直径大的进行焊接；（d）圆钢管相贯时，支管端部的相贯线焊缝位置沿支管周边分为A（趾部）、B（侧面）和C（踵部）3个区域。相贯线焊缝按以下原则处理：当支管壁厚≤6mm，采用全周角焊缝；当支管壁厚>6mm时，所夹锐角θ≥75°时，采用全周带坡口的全熔透焊缝；当支管壁厚>6mm时，所夹锐角θ<75°时，A、B区采用带坡口全熔透焊缝，C区采用带坡口部分熔透焊缝（θ<35°时，可采用角焊缝），各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡；多管相贯时，其轴线相交点与主轴线的允许偏心值应≤d0/4，（d0为主管直径）。

6 结束语

总而言之，某城市中的主塔楼在利用网壳结构的条件下，通过使用上述所说的桁架高空拼装的形式进行安装以后，分段桁架采取运输的方式能够在现场直接进行吊装，避免现场出现混乱的情况。将网壳结构杆件数量较多、焊接工作量难度大等一些方面的问题做出了恰当的处理。分段桁架通过工厂拼装的形式，能够在一定程度上提高焊接的整体水平。相关企业将加工软件以及相关设备应用到了构件加工中，不但可以对网壳杆件的加工品质做出保障，而且还加强了安装的品质。

参考文献

[1]陈志华，陈滨滨，闫翔宇，刘红波，于敬海.空间桁架拱支单层椭球面网壳结构设计与分析[J].建筑结构，2014（10）.

[2]李放.某双层球面网壳结构设计[J].山西建筑，2014（07）.

[3]李焕龙.自由曲面网壳合理壳面及其应力控制研究[J].山西建筑，2014（09）.