摘 要：本文通過對球形網架結構的研究，具體介紹了金屬鹵化物燈在球形網架結構安裝方法。
關鍵詞：網架結構；金鹵燈；定位；安裝；支架；焊縫
1金屬鹵化物燈具在網架結構中的應用
球形網架結構指的是由多根桿件按照一定的網格形式、通過球節(jié)點連結而成的多層網狀空間結構（見圖1），廣泛用于航站樓、體育場等建筑物，具有空間大、重量輕等優(yōu)點。
金屬鹵化物燈具具有光效高、顯色性好、使用壽命長等優(yōu)點，所以金屬鹵化物燈在球形網架結構的建筑物中獲得了最廣泛的應用。
2金屬鹵化物燈具在網架結構的安裝特點及流程
2.1安裝特點
球形網架結構空間要滿足規(guī)范要求的照度，設計一般選用大功率金鹵燈。金鹵燈的自重較大，安裝難度大。金鹵燈安裝位置高，一般需要搭設腳手架或利用提升機進行安裝，安全性要求很高。燈具的安裝的點位需要進行精確的定位，以滿足照度和防眩光的要求。
2.2施工流程（圖1）
圖1
3燈具在網架空間中的定位
3.1燈具位置的初步確定
球形網架以焊接球球為節(jié)點，采用弦桿、腹桿和焊接球相連構成多層網狀結構。根據建筑物的具體跨度及荷載，不同球形網架設計了數(shù)量不同網架層，部分網架有檢修用的馬道。安裝位置的初步確定就是確定燈具及燈具管線在網架結構內安裝層。
金鹵燈一般安設在網架本體結構或維修馬道結構上，維修馬道上的的金鹵燈安裝定位比較簡單，只需沿馬道按圖紙確定即可，而網架結構中的金鹵燈安裝位置的確定則要綜合統(tǒng)一考慮各專業(yè)的設備及管線，結合網架的結構統(tǒng)一分層定位。本著同專業(yè)同層、方便維護等原則，將各專業(yè)分布于網架各層內。電氣管線和燈具安裝承力點最好設在離燈具本體最近一層也即第二層的網架結構內，少量管線和承力點與其他專業(yè)排布沖突的，可以調整到其他網架層內或屋面檁條下方。
3.2燈具的定位
設計單位一般只在電氣施工藍圖上進行燈具的示意布置，而沒有出具和網架結構圖結構的燈具點位圖。這就要求施工單位按照燈具設計標高在網架結構內確定燈具的位置。構成網架的基本單元有三角錐、三棱體、正方體、截頭四角錐等，由這些基本單元可組合成三邊形、四邊形、六邊形、圓形等形狀的網格平面，施工單位即要在該網格平面上進行燈具的布設。
3.2.1燈具布設的數(shù)量及位置首先要滿足設計的要求。施工單位技術人員按照電氣施工設計圖的燈具布設，在第一層網格平面圖上初步布設所有的金鹵燈（見圖2）。燈具初步布設完成后，再按以下步驟對燈具的位置校核和調整。
圖2
3.2.2燈具高度的確定。燈具的作用是對網架結構下方的空間進行照明，燈具的投光面應該不受任何結構和其他專業(yè)設備管線的遮擋，這樣能有效的保證照明效果。燈具應該處于網架結構的最下層（即網架的第一層）或網架結構下方，并且燈具投射面要和結構下弦平齊或低于結構下弦。實際工程中，部分球形網架結構下方有吊車導軌或其他的設備，考慮這個因素，燈具的投射面應該不低于結構下弦。
3.2.3燈具布設的位置其次要滿足結構及散熱等要求。燈具的布設時要結合網架的結構施工圖，認真研究網架的空間構造，防止燈具和網架結構有空間位置上的沖突。燈具一般布設在網格正中央，這能夠不僅能使得燈具在工作時產生的熱量能較快散發(fā)出去，而且不會使附件的鋼構件受到熱烤。
3.2.4燈具水平布設的固定點位置再次要滿足在網架結構安裝的空間要求。根據網架的結構力學特點，桿件不能承受網架結構以外其他大的集中荷載，所以只能在焊接球上安裝燈具。施工單位應該結合網架結構圖，確定燈具所處的網架層的網格正上方是否有就近的焊接球作為安裝承力點或其他結構承力點，否則要在第二層網架內制作支架安裝或在第二層以上網架層內安裝。這樣會造成安裝成本的上升，也會帶來燈具安裝結構不穩(wěn)定的隱患。
3.2.5燈具布設的位置最后要滿足其他專業(yè)要求。網架內各專業(yè)管線和設備較多，在進行燈具的定位時要仔細察看其他各專業(yè)的圖紙，要能夠滿足其他專業(yè)的安裝要求。和其他專業(yè)共用一個焊接球的要出具該球的安裝大樣，個別處焊接球無法滿足燈具安裝要求的，要另外設計承力點或局部調整燈具的定位。
完成以上工作后，施工單位要統(tǒng)一繪制網架金鹵燈具安裝圖。安裝圖包括定位各燈具管線走向平面管路圖、燈具網格點位圖、管線在網架剖面圖、燈具的安裝節(jié)點的大樣圖。節(jié)點大樣圖上應標明焊接球的結構編號，方便安裝人員定位。
4燈具管線敷設
管路敷設在網架結構完成拼裝后開始。燈具的管線自重很小，而且屬于均布荷載，所以燈具管線可以緊貼網架結構的弦桿水平敷設。鋼管過焊接球處采用金屬軟管過渡連接，并在焊接球兩側各設置一個明裝接線盒，在燈具安裝焊接球點側設至安裝接線盒（見圖3）。鍍鋅管采用金屬抱箍或金屬拉緊扎帶固定。管路敷設完成后便可以開始進行線纜的穿管工作，線纜從燈具安裝的接線盒穿金屬軟管引出，并沿燈具吊件引下。
圖3
5燈具支架的設計及吊件的選用
5.1燈具支架的設計
燈具要通過支架在網架中安裝。根據網架焊接球和桿件力學特點，網架結構外的較大集中荷載由焊接球來承擔。金鹵燈的支架及吊件應該通過承力連接件和焊接球間接連接。這主要是考慮以下兩個因素：
（1）保證結構的整體安全，防止破環(huán)球體。
（2）燈具本體的支架或吊件和焊接球直接焊接的接觸面太小，不能保證受力的安全。燈具支架有如下圖兩種形式（見圖4）：
圖4
5.2支架連接件焊縫驗算以及支架受力驗算
連接件與焊接球采用角焊縫圍焊連接。受力方向與焊縫長度分方向平行。由于連接件與焊接球連接的焊縫長度與焊接球直徑相差加大，因此可將其視為T型連接。
5.2.1支架型式一的焊縫（圖5）驗算
圖5
焊縫為角焊縫，焊角尺寸為Hf=6mm，
連接件為10#槽鋼截面尺寸為100×48，
角焊縫計算長度Lw=100+48×2-6×2=184（mm），
角焊縫有效截面面積Af=He·Lw=0.7×6×184=772.8（mm2），
角焊縫有效厚度He=0.7Hf，
焊縫強度設計值f=160N/mm2，
則焊縫所能承受的最大力Nmax=f·Af=160×772.8=123648（N），合計12.62t。
5.2.2支架型式二的焊縫驗算
按以上型式一驗算方法得出Nmax=f·Af=160×285=45600（N），合計4.5t。
5.2.3支架型式一的受力核算
支架型式一采用等邊角鋼40×4，材質為Q235B，抗拉強度設計值fl為216N/mm2，角鋼截面As為309mm2，則角鋼所能承受最大拉力為：N=f·As=216×309=66744（N），合計為6.8t。
一般大功率的金鹵燈的自重為25～30kg。所以設計支架的完全滿足其受力要求。
5.3燈具吊件的選用
燈具吊件為設備配套，分吊索或吊桿兩種型式。吊掛件是燈具安裝的重要材料，要求根據燈具的荷載以及安裝高度選用。承力點離燈具懸掛點距離較小可以選用吊桿，這樣燈具安裝穩(wěn)固。網架結構各層間間距比較大，造成燈具懸掛點和承力點距離較大，這樣選用吊索能夠減少風力的影響，同時吊索的長度調整靈活，方便施工單位的安裝。
6燈具的安裝和調試
6.1支架的安裝
網架完成拼裝后，焊接球上的承力連接件已經焊接在球上，并且焊縫經過檢測合格后，將燈具支架焊接在預先制好的焊接連接件上。
6.2燈具安裝
網架內安裝的燈具要符合設計的安裝標高要求，根據不同網架形式采用不同的標高定位方法。
6.2.1安裝平面為水平的網架。施工單位要將處于連續(xù)相鄰的且安裝標高相同的燈具，用拉通長鋼絲的方法來確定安裝的高度。具體做法是先確定一定長度范圍內首尾兩燈具設計標高點，在這兩標高點拉一根通長鋼絲，以此鋼絲來校核該長度范圍內的燈具安裝標高。
6.2.2安裝平面為非水平面的網架。這種網架結構燈具的安裝標高通過相對標高的方法來確定。網架球節(jié)點各個均有設計標高，承力球節(jié)點的標高減去燈具安裝標高及本體的高度后便是燈具吊件的長度。確定了燈具吊件長度后，也就可以將燈具安裝到設計高度。
吊件安裝完成后，將燈具和吊件連接上，校核安裝標高，最后將線纜和燈具專用的端子壓接上，即完成了安裝（見圖6）。
圖6
網架的拼裝有工程實際中有兩種形式。一為高空拼裝焊接；另一種為在地面統(tǒng)一拼裝焊接完成后，再采用統(tǒng)一提升方法將網架整體頂升到設計標高。大跨度的網架結構一般采用后一種模式。第一種拼裝模式下，燈具安裝要在網架在空中拼裝焊接完成后，再利用腳手架或提升機進行安裝。第二種模式，施工單位在網架拼裝完成后、整體提升前完成燈具以及管線安裝及調試，燈具隨網架一起整體提升。
6.2.3燈具的調試
金鹵燈的調試要分成三個步驟。燈具進入現(xiàn)場庫房，進行全部燈具通電試亮。燈具在網架上完成后進行單個、單回路的通電調試。完成如上步驟后進行全部燈具運行調試
6.2.4有關安全問題
網架金鹵燈的安裝具備燈具自重較大，高空作業(yè)的兩個特點，施工單位尤其要注意高空作業(yè)的安全問題。施工人員要懸掛安全帶，并有專人看護。
7工程實例
海航集團新華航空基地工程的維修機庫為球形網架結構，跨度為112米×70米，采用地面拼裝、整體提升工藝。網架結構內共有112套金鹵燈，安裝標高為25米，和結構下弦平齊。本工程采用以上安裝方法進行金鹵燈安裝取得了良好的經濟技術效果。
