大连市体育馆钢结构施工关键技术

《大连市体育馆钢结构施工关键技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大连市体育馆钢结构施工关键技术（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、 1.1 参 建 单 位 工 程 名 称 ： 大 连 市 体 育 场 及 配 套 服 务 设 施 工 程 钢 结 构 工程 建 设 单 位 ： 大 连 体 育 中 心 开 发 建 设 投 资 有 限 公 司 设 计 单 位 ： 哈 尔 滨 工 业 大 学 建 筑 设 计 研 究 院 监 理 单 位 ： 大 连 泛 华 工 程 建 设 监 理 有 限 公 司 施 工 单 位 ： 中 国 三 冶 集 团 有 限 公 司 1.2 钢 结 构 工 程 概 况 大 连 体 育 场 钢 结 构 由 68榀 镰 刀 形 主 桁 架 与 6圈 环 向 桁 架 组 成 空 间 曲 面 钢结 构 体 系 ， 围

2、绕 着 体 育 场 内 部 混 凝 土 碗 状 看 台 区 旋 转 而 成 ， 大 跨 度 钢结 构 大 量 采 用 无 缝 钢 管 焊 接 而 成 桁 架 ， 立 体 交 叉 布 置 的 主 结 构 与 屋 面 、立 面 的 次 结 构 一 起 编 织 成 “ 扁 轮 胎 ” 的 造 型 。 钢 结 构 屋 面 呈 曲 面 鞍 型 ， 最 高 点 高 度 为 53.945m， 最 低 点 高 度 为 39.169m；平 面 上 呈 椭 圆 形 ， 长 轴 为 319.792m、 短 轴 为 293.145m； 屋 盖 中 部 的 开 口内 环 呈 椭 圆 型 ， 主 结 构 由 68榀 经

3、向 主 桁 架 和 6环 纬 向 桁 架 组 成 ， 每 品 主桁 架 有 轴 销 铰 支 座 一 个 （ 底 部 ） ， 700*30半 球 支 座 一 个 （ 看 台 顶 ） ，单 榀 主 桁 架 最 重 65.4t（ HJ-1） ， 最 轻 48t（ HJ-18， HJ-19） ， 环 桁 架 每 榀810t， 最 大 悬 挑 为 39m。 主 结 构 管 桁 架 结 构 ， 上 弦 杆 、 下 弦 杆 截 面 基 本 为 500*30、 500*20、 450*20、 402*18等 不 同 规 格 的 无 缝 钢 管 ， 腹 杆 截 面 基 本 为 377*16、351*14、 29

4、9*12、 245*8等 不 同 规 格 的 无 缝 钢 管 ， 腹 杆 与 上 下 弦 杆相 贯 。 设 计 总 用 钢 量 约 9539t。 所 有 桁 架 管 材 为 Q345B无 缝 钢 管 ， 最 大 壁 厚 30mm， 檩 条 为 Q345B箱 形 截 面 。 此 外 ， 主 桁 架 与 半 球 支 座 转 换 处 及 环形 桁 架 -3的 多 管 相 贯 处 （ 多 达 14个 杆 件 相 贯 ） 采 用 G20Mn5n级 铸 钢 节 点 ，铸 钢 件 最 厚 达 140mm。 销 轴 材 质 为 40Cr。 1.3 效 果 图 2.1 施 工 区 域 划 分 大 连 体 育 场

5、 钢 结 构 工 程 按 伸缩 缝 共 分 两 个 施 工 大 区 ， 四个 施 工 区 段 ， 即 A-D与 B-C区。 施 工 顺 序 按 由 A到 D与 由 C到B两 个 作 业 顺 序 施 工 。 根 据 不 同 施 工 阶 段 ， 钢 结 构合 拢 缝 位 置 的 设 置 ， 划 分 为四 个 区 域 ， 八 个 合 拢 缝 。 四个 主 合 拢 缝 （ 在 正 常 温 度 摄氏 20左 右 合 拢 ） ， 四 个 次 合拢 缝 （ 在 施 工 过 程 中 合 拢 ）， 如 右 图 所 示 。 主 合 拢 缝 分 别 设 置 在 ： 1） C1A1之 间 的 环 形 桁 架 与 A1

6、相 贯 的 位 置 ； 2） C14B1之 间 的 环 形 桁 架 与B1相 贯 的 位 置 ； 3） D1A20之 间 的 环 形 桁 架 与 A20相 贯 的 位 置 ； 4） D14B20之 间 的 环 形 桁 架 与 B20相 贯 的 位 置 。 次 合 拢 缝 分 别 设 置 在 ： 1） C7C8之 间 的 环 形 桁 架 与 C8相 贯 的 位 置 ； 2） D7D8之 间 的 环 形 桁 架 与 D8相 贯 的 位 置 ； 3） B10B11之 间 的 环 形 桁 架 与 B11相 贯 的 位 置 ； 4） A10A11之 间 的 环 形 桁 架 与 A11相 贯 的 位 置

7、。 2.2 施 工 流 程 -水 平 段 安 装 主 桁 架 水 平 段 （ 球 型 支座 处 到 悬 挑 端 ） 安 装 -主 吊 设 备 450t履 带 式 起重 机 （ 1） 安 装 应 从 有 水 平撑 杆 单 元 开 始 （ 每 两 榀主 桁 架 与 其 连 接 的 环 形桁 架 规 定 为 一 个 安 装 单元 ） ， 向 两 侧 安 装 ， 以便 减 少 安 装 过 程 中 累 积误 差 。 （ 2） 第 一 榀 安 装 调 整完 毕 后 应 用 缆 风 绳 固 定， 待 到 下 榀 安 装 完 毕 后安 装 其 间 的 环 形 桁 架 -3、 环 形 桁 架 -1、 构 环 形

8、桁 架 件 -2三 段 环 桁 架 （ 3） 形 成 一 个 稳 定 单元 后 方 可 进 行 下 一 单 元的 施 工 ， 依 次 推 进 。 如右 图 所 示 。 2.2 施 工 流 程 -垂 直 段 安 装 主 桁 架 垂 直 段 （ 球 型 支座 处 到 方 型 支 座 ） 安 装-主 吊 设 备 150t履 带 式起 重 机 （ 1） 安 装 从 有 水 平 撑杆 单 元 开 始 （ 每 两 榀 主桁 架 与 其 连 接 的 环 形 桁架 规 定 为 一 个 安 装 单 元） ， 向 两 侧 安 装 ， 以 便减 少 安 装 过 程 中 累 积 误差 。 （ 2） 第 一 榀 安 装

9、 调 整完 毕 后 应 用 缆 风 绳 固 定， 待 到 下 榀 安 装 完 毕 后安 装 其 间 的 环 形 桁 架 -5、 环 形 桁 架 -4、 构 环 形桁 架 件 -6三 段 环 桁 架 。 （ 3） 形 成 一 个 稳 定 单元 后 方 可 进 行 下 一 单 元的 施 工 ， 依 次 推 进 。 如右 图 所 示 。 2.2 施 工 流 程 -分 阶 段 安 装 3.1 管 桁 架 钢 结 构 深 化 设 计 技 术 难 点 剖 析 ： （ 1） 钢 结 构 管 桁 架 深 化 设 计时 间 紧 、 任 务 大 、 工 艺 复 杂 。 （ 2） 铸 钢 节 点 的 深 化 设 计

10、 及制 造 难 度 大 （ 铸 钢 节 点 最 多 三维 多 向 接 头 14个 ） 。 先 进 技 术 应 用 （ 1） 采 用 X-Steel软 件 进 行 钢结 构 管 桁 架 深 化 设 计 ： a.建 立结 构 整 体 结 构 三 维 线 框 模 型 ，对 重 要 部 位 的 复 杂 节 点 ， 进 行三 维 实 体 仿 真 放 样 。 b.合 理 选 正 确 的 结 构 节 点 形 式 ， 根 据 安 装 条 件 ， 确 定 桁 架 节 段 拼 接 位 置 ； 多 根 杆 件 相 贯 时 ， 为 保 证 节 点 施 焊 方 便 和 焊 缝 质 量 ， 确 定 节 点 工 作 点 的

11、 定 位 以 及 允 许 偏 心 量 。c.对 三 维 的 曲 线 桁 架 ， 将 其 弦 杆 进 行 二 维 弧 形 展 开 ， 展 开 放 样 时 充 分 考 虑 桁 架拼 接 节 点 的 安 装 精 度 与 难 度 ， 选 用 合 理 的 拼 接 节 点 形 式 。 （ 2） 铸 钢 节 点 的 深 化 设 计 及 制 造 :采 用 X-Steel进 行 铸 钢 节 点 的 建 模 及 深 化 ； 采用 消 失 模 铸 造 工 艺 （ EPS） 。 3.2 管 桁 架 预 拼 装 及 其 精 度 控 制 技 术 难 点 剖 析 ： 管 桁 架 预 拼 装 是 保 证现 场 的 安 装 精

12、 度 首 要条 件 。 先 进 技 术 应 用 针 对 本 工 程 主 桁 架 结构 特 点 及 现 场 吊 装 要求 ， 将 其 分 成 2个 吊装 单 元 ， 5个 制 作 单元 。 每 段 主 桁 架 的 制作 单 元 在 工 厂 预 拼 装完 成 后 ， 在 现 场 组 成吊 装 单 元 。 拼 装 采 用 全 站 仪 进 行 控 制 ， 构件 连 接 端 采 用 连 接 板和 样 冲 点 进 行 定 位 安装 。 3.3 多 管 相 贯 节 点 下 料 用 X-Steel建 立 三 维 线 框 模 型， 将 此 模 型 转 换 成 DXF格 式 ，输 入 WIN3D设 计 软 件 进

13、 行 对 相关 杆 件 进 行 相 关 分 析 。 用 分析 后 的 数 据 确 定 加 工 设 备 、切 割 速 度 等 元 素 并 形 成 放 样程 序 单 下 发 车 间 ， 分 批 切 割下 料 。 3.4 主 桁 架 杆 件 冷 弯 工 艺 钢 管 的 冷 （ 压 ） 弯 工 艺 钢 管 压 弯 采 用 压 力 机 与 吊 车 配 合 ，从 一 端 向 另 一 端 逐 步 煨 弯 ， 每 次 煨弯 量 约 为 500mm， 根 据 钢 管 的 曲 率 半径 控 制 压 制 时 下 压 量 ， 分 为 五 次 压制 成 形 ， 每 次 下 压 量 控 制 如 下 ： 第 一 次 :1/

14、3L;第 二 次 :1/3L;第 三 次:1/5L;第 四 次 :1/10L;第 五 次 :1/20L（ L为 压 制 长 度 钢 管 范 围 内 的 理 论 拱高 ） 。 下 压 量 标 杆 控 制 法 在 钢 管 侧 立 面 立 一 根 带 刻 度 的 标 杆 ， 下 压 量 通 过 与 标 杆 上 的 刻 度 线 进 行 对 比 来 控 制 。 冷 （ 压 ） 弯 管 后 的 检 验 成 品 弯 管 后 表 面 不 得 有 微 裂 缝 缺 陷 存 在 ， 表 面 应 圆 滑 、 无 明 显 皱 褶 ， 且 凹 凸 深 度不 应 大 于 1mm； 壁 厚 减 薄 率 ： 10%或 实 际

15、壁 厚 不 小 于 设 计 计 算 壁 厚 ； 波 浪 率（ 波 浪 度 h与 公 称 外 径 Do之 比 ） 不 大 于 2%， 且 波 距 A与 波 浪 度 h之 比 大 于 10。 3.5 39m大 悬 挑 构 件 安 装 及 变 形 控 制 工 艺 吊 装 单 元 的 确 定 针 对 钢 结 构 主 桁 架 结 构 特 点 及 设 备情 况 ， 将 其 分 成 2个 吊 装 单 元 ， 5个制 作 单 元 。 每 段 主 桁 架 的 制 作 单 元在 工 厂 预 拼 装 完 成 后 ， 在 现 场 组 成吊 装 单 元 。 吊 装 过 程 中 变 形 控 制 考 虑 多 种 吊 装 方

16、 式 ， 择 优 选 用 ，并 制 定 详 细 的 吊 装 措 施 ； 在 吊 装过 程 中 队 吊 具 进 行 计 算 分 析 ， 满 足吊 装 的 承 载 力 。 在 吊 装 前 进 行全 方 位 模 拟 计 算 分 析 。 确 定 桁 架 起 拱 值 计 算 确 定 桁 架 的 下 扰 值 ， 使 其 卸 载后 悬 挑 端 部 标 高 与 设 计 标 高 吻 合 。预 起 拱 值 =恒 载 +0.5活 载 。 3.6 结 构 分 区 卸 载 及 卸 载 同 步 性 控 制 卸 载 原 则 变 形 协 调 、 卸 载 均 衡 。 卸 载 分 区 体 育 场 钢 结 构 根 据 不 同 施

17、工 阶 段 ， 钢 结 构 合 拢 缝 位 置 的 设 置 ， 划 分 为 四 个 区 域 ，八 个 合 拢 缝 。 其 中 四 个 主 合 拢 缝 和 四 个 次 合 拢 缝 。 卸 载 条 件 卸 载 前 条 件 安 装 条 件 、 焊 接 完 成 条 件 及 焊 接 责 任 划 分 、 支 座 -2处 的 临 时 加 固 拆除 、 卸 载 设 备 准 备 、 卸 载 人 员 等 条 件 ； 卸 载 过 程 注 意 事 项 每 次 卸 载 量 控 制 在 5-10mm， 每 卸 载 一 次 要 进 行 一 次 悬 臂 端 标 高 的 测 量 ， 检 查 桁 架 、 腹 杆 、 临 时 支

18、撑 架的 变 形 情 况 ， 检 查 焊 缝 变 化 情 况 ， 每 释 放 一 次 下 降 量 的 时 间 为 1天 ； 卸 载 后 要 求 卸 载 完 成 后 必 须 “ 养 护 ” 3-5天 后 拆 除 临 时 支 撑 架 ， 卸 载 后 对 焊 缝 全 面 检 查 （ 重 点检 查 部 位 是 主 桁 架 高 空 对 接 焊 缝 、 环 桁 架 两 端 与 主 桁 架 相 贯 焊 缝 及 受 拉 焊 缝 ） 。 卸 载 过 程 1） 在 预 先 做 好 标 记 的 桁 架 下 临 时 支 座 板 上 做 好 标 记 ， 标 记 出 每 次 下 降 量 的 标 记 线； 2） 在 预 备

19、 好 的 千 斤 顶 支 点 用 千 斤 顶 支 撑 于 桁 架 下 ； 3） 切 割 、 剔 除 标 记 在 桁 架下 临 时 支 座 板 ， 第 一 阶 段 下 降 量 切 割 ； 4） 调 整 千 斤 顶 高 度 ， 让 桁 架 落 于 支 座 板 ；5） 检 查 桁 架 焊 缝 质 量 ， 监 测 桁 架 整 体 下 降 情 况 ， 与 计 算 结 果 对 照 ； 6） 切 割 、 剔除 标 记 在 桁 架 下 临 时 支 座 板 ， 第 二 阶 段 下 降 量 切 割 ； 7） 重 复 4） ； 8） 重 复 5） 3.7 “ 跳 仓 法 ” 焊 接 顺 序 及 合 拢 温 度 的

20、选 择 主 合 拢 缝 位 置 主 合 拢 缝 分 别 设 置 在 1）C1A1之 间 的 环 形 桁 架 与 A1相 贯 的 位 置 ； 2） C14B1之间 的 环 形 桁 架 与 B1相 贯 的 位置 ； 3） D1A20之 间 的 环 形桁 架 与 A20相 贯 的 位 置 ； 4）D14B20之 间 的 环 形 桁 架 与B20相 贯 的 位 置 。 合 拢 顺 序 根 据 现 场 实 际 情 况 本 工 程 的合 拢 顺 序 为 “ 同 一 合 拢 线 的各 合 拢 口 同 时 、 同 步 合 拢 ” 。 合 拢 温 度 四 个 主 合 拢 缝 （ 在 正 常 温 度摄 氏 20

21、5 合 拢 ） ， 四 个次 合 拢 缝 （ 在 施 工 过 程 中 合拢 ） 。 “ 跳 仓 法 ” 焊 接 顺 序（ 1） 焊 接 顺 序焊 接 总 顺 序 是 ： 控 制 起 点 和 固 定 点 ， 由 中 间 向 两 侧对 称 焊 接 ， 单 杆 双 焊 、 双 杆 单 焊 ， 逐 渐 向 合 拢 点 逼 近 。焊 接 区 域 顺 序 是 ： 采 用 “ 跳 仓 法 ” 施 焊 ， 以 一 榀 主桁 架 为 焊 接 单 元 ， 主 桁 架 之 间 相 间 施 焊 接 。（ 2） 焊 接 应 力 控 制 点起 始 点 是 焊 接 残 余 应 力 最 小 、 但 变 形 最 大 的 地 方

22、 ，合 拢 点 是 变 形 最 小 而 残 余 应 力 最 大 的 地 方 。 这 是 两 处 焊接 应 力 监 控 的 关 键 点 。 第 四 章 过 程 控 制 4.1 事 前 控 制 -人 管 理 体 系 及 特 种 人员 上 岗 作 业 4.1 事 前 控 制 -机 施 工 机 械 的 选 用 450t/400t履 带 起 重 机 使用 减 少 空 中 对 接 焊 缝 4.1 事 前 控 制 -料 材 料 采 购 、 检 化 验 知 名 厂 商 与 第 三 方 检 测 4.1 事 前 控 制 -法 施 工 组 织 设 计 、 施 工 方 案中 涉 及 的 质 量 控 制 点 1） 施

23、工 测 量 控 制 网 的 建 立 2） 关 键 技 术 应 用 （ ） 3） 深 化 设 计 方 案 的 优 选 （ 檩条 立 柱 的 转 换 支 座 的 设 计 、吊 装 单 元 的 设 计 、 沉 降 量 控制 的 理 论 计 算 等 ） 4.1 事 前 控 制 -环 施 工 环 境 施 工 道 路 平 面 布 置 等 4.2 事 中 控 制 -测 量 支 座 安 装 精 度 控 制 1） 全 站 仪 、 水 准 等 2） 控 制 精 度 主 桁 架 安 装 偏 差 的 控 制 1） 全 站 仪 、 水 准 等 2） 控 制 精 度 卸 载 变 形 量 的 控 制 1） 理 论 计 算

24、2） 起 拱 高 度 3） 实 际 下 沉 量大 连 体 育 场 钢 结 构 A、 B、 C、 D四 个 区 卸 载 结 论 ： a、 原 方 案 确 定 的 510mm切 割 方 案 可 行 ； b、 在 实 施 过 程 中 切 割 量 可 取 上 限 值 ； c、 实 际 下 沉 量 控 制 在 原 方 案 理 论 计 算 下 沉 量 （ 5065mm） 之 内 ， 实 际 下 沉 量 A区最 大 42mm、 B区 最 大 65mm、 C区 最 大 37mm、 D区 最 大 37mm。 4.2 事 中 控 制 -焊 接 管 桁 架 对 接 焊 缝 1） 控 制 精 度 2） 控 制 方 法

25、 责 任 确 认 ： 一 级 焊 缝 施 焊 的 焊 工 号 和 焊 缝 一 一对 应 ， 并 划 区 域 签 字 确 认 。 检 查 验 收 ： 质 量 检 查 员 、 第 三 方 UT检 测 验 收 。 焊 接 变 形 控 制 1） 焊 接 顺 序 焊 接 总 体 顺 序 是 ： 控 制 起 点 和 固 定 点 ， 由中 间 向 两 侧 对 称 焊 接 ， 单 杆 双 焊 、 双 杆 单 焊 ，逐 渐 向 合 拢 点 逼 近 。 焊 接 区 域 顺 序 是 ： 采 用 “ 跳 仓 法 ” 施 焊 ， 以 一 榀 主 桁 架 为 焊 接 单 元 ， 主 桁 架 之 间 相 间 施焊 接 。 2） 焊 接 应 力 控 制 点 起 始 点 是 焊 接 残 余 应 力 最 小 、 但 变 形 最 大的 地 方 ， 合 拢 点 是 变 形 最 小 而 残 余 应 力 最 大 的地 方 。 这 是 焊 接 应 力 监 控 的 关 键 点 。 4.2 事 中 控 制 -加 工 钢 管 冷 弯 减 薄 量 、 变形 的 控 制 4.3 事 后 控 制 主 结 构 沉 降 的 长 期 观 测 质 量 缺 陷 的 修 复 质 量 事 故 预 案 及 处 理