江蘇某體育場鋼屋蓋加工制作施工方案

江蘇某體育場鋼屋蓋加工制作施工方案昆山市****體育中心體育場鋼屋蓋工程，位于昆山市**公園對側(cè)體育中心內(nèi)，建設(shè)面積35000m2。鋼結(jié)構(gòu)屋蓋最高點(diǎn)標(biāo)高達(dá)48.525m，總重約1300噸。體育場主體鋼結(jié)構(gòu)，由26榀徑向梁及其支撐桿、三圈環(huán)梁(由內(nèi)向外為環(huán)梁一、環(huán)梁二和環(huán)梁三)協(xié)同作用，組成雙向?qū)ΨQ、空間穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)體系，呈順滑的馬鞍形狀。膜結(jié)構(gòu)鋼骨架由拱梁和連梁組成，以主體鋼結(jié)構(gòu)為支撐，與主體鋼結(jié)構(gòu)組成本工程鋼屋蓋結(jié)構(gòu)體系。鋼屋蓋體系中，徑向梁與支撐桿組裝后形成一向內(nèi)懸挑的變截面懸臂桁架，22.5m～38m不等；內(nèi)圈環(huán)向梁(環(huán)向梁一)作為受壓構(gòu)件支撐徑向梁，并與外圈環(huán)向梁(環(huán)向梁二、三)共同增加鋼屋蓋整體穩(wěn)定性、整體剛度；膜結(jié)構(gòu)鋼骨架由拱梁與連梁組成，作為張拉膜受力支架，也是建筑造型很重要的部分。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面型式為：徑向梁為正三角形變截面桁架；環(huán)向梁一為倒三角桁架，環(huán)梁二為正三角桁架，環(huán)梁三為圓管；拱梁由不同長鋼管組拼，呈拱形，拱梁共242根，展開長度22.3m～29.5m；連梁截面亦為圓管。鋼屋蓋結(jié)構(gòu)連接形式為：主體鋼結(jié)構(gòu)桿件連接均為相貫焊接；支撐桿上端與徑向梁、下端與支座焊接連接；拱梁與連梁為栓接連接。1制作情況說明昆山****體育場鋼屋蓋工程，鋼結(jié)構(gòu)制作總量約為1300噸，由徑向梁及其支撐桿、三圈環(huán)向梁及膜結(jié)構(gòu)鋼拱、連桿、馬道、支座和預(yù)埋件組成。預(yù)埋件制作較為簡單，主要工作是保證與土建及時(shí)配合好。構(gòu)件結(jié)構(gòu)型式及截面見下述。1．徑向梁徑向梁為一變截面桁架，截面為正三角，其結(jié)構(gòu)型式如下：徑向梁結(jié)構(gòu)型式徑向梁結(jié)構(gòu)型式2．環(huán)向梁環(huán)梁一為倒三角形截面桁架，最長22.8m，為便于運(yùn)輸，從中間分兩段制作。結(jié)構(gòu)型式及截面圖如下：結(jié)構(gòu)型式圖結(jié)構(gòu)型式圖截面型式環(huán)梁二為正三角形截面桁架，最短21m、最長27.1m，需分二段制作。結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式截面型式環(huán)梁梁三為單根鋼管，最短26.2m，最長27.7m，需分二段制作。3．膜結(jié)構(gòu)拱梁、連梁拱梁共242根，拱梁由不同長度管成折線組成拱，拱長22.3m～29.5m，矢高4.0～4.8m不等，需從中分二段制作。連梁整段制作。膜構(gòu)拱梁結(jié)構(gòu)型式膜構(gòu)拱梁結(jié)構(gòu)型式4．馬道制作，底板在工廠焊接成片，每6m一片，扶手等散件制作。結(jié)合本工程的構(gòu)件形式及現(xiàn)場施工要求，工廠加工以“分段制作為主、散件制作為輔”，以適應(yīng)運(yùn)輸條件的限制，以配合現(xiàn)場電力不足的實(shí)際情況。具體分段長度見第6章和上文。2本工程鋼構(gòu)件制作難點(diǎn)1．桁架桿件相貫線節(jié)點(diǎn)的制作桁架構(gòu)件的成形，由不同的桿件相互相貫連接而成，桿件端部的相貫線切割及節(jié)點(diǎn)的焊接連接，是桁架構(gòu)件制作的重點(diǎn)，也是保證后期拼裝精度的先決條件。鑒于此，我們在前期準(zhǔn)確翻樣的同時(shí)，將充分應(yīng)用日本進(jìn)口的相貫線切割機(jī)的放樣軟件進(jìn)行放樣，全過程電腦控制，確保切割的精度。2．構(gòu)件加工精度控制工廠制作過程中，按“先制作散件，再在工廠拼裝焊接和預(yù)拼裝”程序制作。保證構(gòu)件加工精度、精確分段等是后期現(xiàn)場精確拼裝的前提條件。3工廠制作安排針對不同的構(gòu)件，分別安排三組生產(chǎn)流水線進(jìn)行加工。由徑向梁制作流水線工作組負(fù)責(zé)鋼屋蓋徑向梁、支撐桿、支座及預(yù)埋件制作；由環(huán)向梁制作流水線工作組負(fù)責(zé)環(huán)向梁一、二、三制作；由膜結(jié)構(gòu)流水線負(fù)責(zé)膜結(jié)構(gòu)拱梁、連梁制作，確保責(zé)職明確，分工清楚，保證專業(yè)性。所有構(gòu)件出廠以前，均由工廠的工藝科進(jìn)行工藝評定，工廠的質(zhì)檢科進(jìn)行構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)。制作進(jìn)度嚴(yán)格控制在預(yù)定的工期進(jìn)度計(jì)劃內(nèi)，由工廠的計(jì)劃科統(tǒng)一納入管理，確保宏觀進(jìn)度。原材料采購以前，由工作圖室核對工程量、明確構(gòu)件材質(zhì)、質(zhì)量要求、指定品牌，部分業(yè)主指定的材料，簽訂購貨意向書。4加工制作工藝4.1管桁架制作流程拋丸涂裝拋丸涂裝涂裝檢查腹桿下料主桿彎圓下料并開坡口附件制作主桿對接UT檢查入庫檢驗(yàn)發(fā)運(yùn)表面處理材料矯直材料檢驗(yàn)原材料放樣編制工藝圖紙審核施工詳圖號(hào)料檢查檢查4.2鋼管下料前工藝準(zhǔn)備1．確定工藝分段點(diǎn)加工時(shí)桿件分點(diǎn)在兩相鄰節(jié)點(diǎn)1/3處附近，且各弦桿應(yīng)錯(cuò)位，不能在同一截面上分段，拼裝時(shí)對接的間隙是兩側(cè)各占一半。徑向梁、環(huán)向梁弦管工藝分段點(diǎn)如下圖示：2．工藝試驗(yàn)用同類管子及節(jié)點(diǎn)形式，進(jìn)行三個(gè)節(jié)點(diǎn)以上的桁架段的工藝試驗(yàn)：焊接后，測量其收縮量。安裝時(shí)對接接頭的收縮量的測定，此舉主要由于現(xiàn)場安裝時(shí)的對接，在兩側(cè)耳板夾固情況下（耳板及連接板拋丸處理成摩擦面），進(jìn)行焊接，焊完冷卻后，卸下螺栓后測量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值：弦桿每段放焊接收縮余量3～5mm，對腹桿等桿件放焊接收縮余量1mm。4.3鋼管的下料鋼管相貫桿件的切割采用從日本進(jìn)口的HID-600EH和HID-900MTS六維數(shù)控相貫線切割機(jī)。它能根據(jù)事先編制的放樣程序在計(jì)算機(jī)控制下自動(dòng)切割，所以對相貫鋼管的切割來說，切割程序的編制極為重要。1．下料編程按照數(shù)控切割集成軟件PIPE-COAST、WIN3D、WINCAD等結(jié)合XSTEEL、AUTOCAD等軟件實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。本公司從日本丸秀公司進(jìn)口的“HID—600EH”型五維數(shù)控鋼管相貫線切割機(jī)自帶有的自動(dòng)制圖放樣下料軟件功能包Mdisystem，具備自動(dòng)制圖下料和自動(dòng)數(shù)控切割功能。桁架結(jié)構(gòu)主管段采用切管機(jī)和美國peddinghaus公司生產(chǎn)的數(shù)控九軸三維鋸床下料。支管采用日本丸秀公司生產(chǎn)的五維HID—600EH數(shù)控管子相貫線切割機(jī)直接下料；主管下料時(shí)，放焊接收縮余量2mm，同時(shí)在要焊接端用管子坡口機(jī)坡口，并在工裝上劃出縱向直線，相隔900mm打一個(gè)羊沖眼。2．桿件切割長度的確定通過試驗(yàn)事先確定各種規(guī)格的桿件預(yù)留的焊接收縮量，在計(jì)算桿件的鋼管的斷料長度時(shí)計(jì)入預(yù)留的焊接收縮量。3．切割相貫線管口的檢驗(yàn)先由技術(shù)科通過計(jì)算機(jī)把相貫線的展開圖在透明的塑料薄膜上按1：1繪制成檢驗(yàn)用的樣板，樣板上標(biāo)明管件的編號(hào)。檢驗(yàn)時(shí)將樣板根據(jù)“上、下、左、右”線標(biāo)志緊貼在相貫線管口，據(jù)以檢驗(yàn)吻合程度。根據(jù)長期實(shí)踐，證明為檢驗(yàn)相貫口準(zhǔn)確度的最佳方法。4．切割長度的檢驗(yàn)技術(shù)科放樣人員將PIPE-COAST軟件自動(dòng)生成的桿件加工圖形打印出來交車間及質(zhì)檢部門，車間操作人員和檢驗(yàn)人員按圖形中的長度對完成切割的每根桿件進(jìn)行檢查，并填表記錄。PIPE-COAST軟件自動(dòng)生成腹桿（交支情況）相貫線端頭。5．管件切割精度：采用等離子切割能使偏差控制在±1.0mm，從而來保證桁架的制作質(zhì)量和尺寸精度。6．切割件的管理加工后的管件放入專用的儲(chǔ)存架上，以保證管件的加工面。細(xì)部設(shè)計(jì)圖紙施工圖紙交底計(jì)算機(jī)放樣數(shù)控下料下料工場編制套料圖制作樣板細(xì)部設(shè)計(jì)圖紙施工圖紙交底計(jì)算機(jī)放樣數(shù)控下料下料工場編制套料圖制作樣板鋼板下料編制數(shù)控程序校對劃零件草圖型鋼數(shù)據(jù)專用機(jī)床下料下料鋼管相貫線下料焊接坡口切割手工下料光電下料送制造車間8．切割允許偏差加工后鋼管外形尺寸允許偏差（mm）序號(hào)項(xiàng)目允許偏差1直徑（d）±d/500，且且不大于±02構(gòu)件長度（L）±3.03管口圓度d/500，且不不大于04管徑對管軸的垂直直度d/500，且不不大于3.05彎曲矢高L/1500，且且不大于06對口錯(cuò)邊t/500，且不不大于3.0鋼板切割（氣割）允許偏差（mm）項(xiàng)目允許偏差（mm）零件的長度±3.0重要零件的寬度±1.0普通零件的寬度±3.0切割面平面度0.05t且不大大于2.0割紋深度0.3局部缺口深度1.0（但要求平平滑過渡）機(jī)械剪切的允許偏差（mm）項(xiàng)目允許偏差（mm）零件的長度、寬度度±3.0邊緣缺棱1.0型鋼端部垂直度2.04.4鋼管對接鋼管與鋼管之間的對接，內(nèi)設(shè)襯管，對接在專用的鋼管對接支撐架上進(jìn)行。支撐架的截面形狀見下圖。對接鋼管支撐架截面示意圖相同管徑的鋼管對接接頭形式見下表：序號(hào)厚度δ（mm）名稱符號(hào)坡口形式坡口尺寸mmα°bp1＜6I形帶墊板坡口-δ-26～12帶鈍邊單邊V形帶帶墊板坡口30°～45°6～90～23＞12帶鈍邊V形坡口10°～30°°6～9-不同厚度的鋼管對接時(shí)，應(yīng)作平緩過渡并符合下列規(guī)定：（1）不同厚度的鋼管對接接頭受拉時(shí)，其允許厚度差值(t1-t2)不超過下表的規(guī)定時(shí)，焊縫坡口的基本形式與尺寸按較厚板的尺寸數(shù)據(jù)來選取。當(dāng)超過下表的規(guī)定時(shí)應(yīng)將較厚板的一面在焊接前加工成斜坡，其坡度一般取1:4。較薄鋼材厚度t22≥2～5＞5～910～12＞12允許厚度差t1-t21234（2）鋼管外徑相同壁厚不同，當(dāng)壁厚差大于3mm時(shí)，根據(jù)本工程設(shè)計(jì)的要求按下圖所示進(jìn)行過渡處理。鋼管外徑相同壁厚不同時(shí)平緩過渡示意圖4.5徑向梁、環(huán)梁分段組拼及預(yù)拼裝1．分段組拼徑向梁、環(huán)向梁由散件組拼成分段，應(yīng)據(jù)桁架特點(diǎn)搭設(shè)拼裝支撐架，桁架分段或桿件分段在支撐架上拼裝、焊接。具體為：(1)根據(jù)圖紙尺寸在預(yù)先測平的平臺(tái)上設(shè)置支撐點(diǎn)；(2)將弦桿放在固定的托架上，并在弦桿上劃出腹桿的位置點(diǎn)；用千斤頂輕頂微調(diào)弦管高度。工廠組裝徑向梁圖(3)將腹桿按圖紙裝配在固定的位置，并進(jìn)行焊接。工廠組裝徑向梁圖工廠組裝環(huán)向梁二圖工廠組裝環(huán)向梁一圖2．分段桁架預(yù)拼裝工廠組裝環(huán)向梁二圖工廠組裝環(huán)向梁一圖據(jù)現(xiàn)場吊裝方案及分段，徑向梁、環(huán)向梁及拱形梁分段制作后，應(yīng)在工廠進(jìn)行預(yù)拼裝工序，以測定桁架的加工質(zhì)量及精度是否符合精度要求。預(yù)拼裝方法及支撐架圖同第7章現(xiàn)場分段組裝圖。4.6膜結(jié)構(gòu)拱梁分段的組拼按設(shè)計(jì)圖，拱梁由五到六根不同長度鋼管組裝成拱形，拱梁分兩段制作，分段要先在工廠組拼。拼裝方法按臥拼，即在地面鋪設(shè)一平臺(tái)，拼裝步驟如下：1．拼裝平臺(tái)找平，在控制點(diǎn)處劃線標(biāo)志；2．為便于焊接和操作，在拼裝臺(tái)上墊高度相等的鋼墊板；3．從一端頭向另一端頭拼裝，其拼裝流程如下示：(1)拼裝第一根管。拱梁第一段拱梁第一段拼裝平臺(tái)鋼墊板2．拼裝第二根管。3．拼裝第三根管，完成工廠分段拼裝。4.6分段構(gòu)件的焊接本工程設(shè)計(jì)要求相貫焊縫全熔透，鋼管以不同的角度相貫，等強(qiáng)焊接，焊縫質(zhì)量等級(jí)要求較高，因此相貫線端部的坡口的加工尤為重要，HID-600EH和HID-900mTS數(shù)控相貫線切割機(jī)的坡口程序是按美國標(biāo)準(zhǔn)AWS中的要求進(jìn)行設(shè)定的，割出的成形坡口完全滿足焊接需要。支管管端當(dāng)壁厚≥6mm及支管與主管間的夾角＞45°時(shí)應(yīng)開坡口，當(dāng)壁厚＜6mm及支管與主管間夾角＜25°時(shí)可不開坡口。5鋼構(gòu)件拋丸、除銹與涂裝拋丸、除銹與涂裝要求詳見第10章。7包裝、運(yùn)輸、裝卸、堆放7.1包裝鋼構(gòu)件按規(guī)定制作完畢檢驗(yàn)合格后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分類貼上標(biāo)識(shí)；按編號(hào)順序分開堆放，并墊上木條，減少變形、磨損。鋼構(gòu)配件應(yīng)分類標(biāo)識(shí)打包，各包裝體上作好明顯標(biāo)記，零配件應(yīng)標(biāo)明名稱、數(shù)量、生產(chǎn)日期。螺栓等應(yīng)有可靠的防水、防雨淋措施。1．常規(guī)要求(1)包裝的產(chǎn)品應(yīng)經(jīng)產(chǎn)品檢驗(yàn)合格，隨車文件齊全，漆膜完全干燥。(2)產(chǎn)品包裝應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，保證產(chǎn)品能夠經(jīng)受多次裝卸、運(yùn)輸無損傷、變形、降低精度、銹蝕、殘失，能安全可靠的抵達(dá)目的地。(3)構(gòu)件裝運(yùn)使用卡車，平板車等運(yùn)輸工具。裝車時(shí)構(gòu)件與構(gòu)件、構(gòu)件與車廂之間應(yīng)妥善捆扎，以防車輛顛簸而產(chǎn)生構(gòu)件散落。2．捆包方式本工程的包裝主要采用框架夾緊式：包裝材料采用截面50×100和100×100的木材及1×30的鋼帶。鋼管以一段為包裝單位；桁架散件可以采用多層為一運(yùn)輸單位，但最多不得超過三層，盡量相近尺寸的構(gòu)件包裝在一起。分段構(gòu)件用倒鏈及鋼絲繩捆綁，鋼絲繩與構(gòu)件管接觸處應(yīng)用100×100的木方墊，以免損傷漆膜。3．構(gòu)件上的標(biāo)記主標(biāo)記（圖號(hào)、構(gòu)件號(hào)）：為提高產(chǎn)品的出庫正確率，保證出庫構(gòu)件的完整性，在進(jìn)行深化設(shè)計(jì)時(shí)對構(gòu)件進(jìn)行編碼，便于工程材料的可追溯性，以及工地材料的管理科學(xué)和使用方便。方向標(biāo)記：桁架、支撐為左側(cè)。安裝標(biāo)記：桁架弦桿的端頭，柱的1m標(biāo)高線。重心點(diǎn)和吊運(yùn)標(biāo)志：構(gòu)件重量超過20噸時(shí)，應(yīng)在構(gòu)件頂面、兩側(cè)上用40mm寬的線，劃150mm長的“十”字標(biāo)記，代表重心點(diǎn)。在構(gòu)件側(cè)面標(biāo)起吊位置及標(biāo)記。構(gòu)件油漆后，各類標(biāo)記用醒目區(qū)別底漆的油漆在構(gòu)件上寫出。字母大小為50mm×40mm。7.2運(yùn)輸鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)輸時(shí)捆扎必須牢靠，防止松動(dòng)。鋼構(gòu)件在運(yùn)輸車上的支點(diǎn)、兩端伸出的長度及綁扎方法均能保證構(gòu)件不產(chǎn)生變形、不損傷涂層且保證運(yùn)輸安全。1．待運(yùn)待運(yùn)物件堆放需平整穩(wěn)妥墊實(shí)，擱置干燥、無積水處，防止銹蝕。鋼構(gòu)件按種類、安裝順序分區(qū)存放，底層墊枕應(yīng)有足夠的支撐面，應(yīng)防止支點(diǎn)下沉。相同構(gòu)件的鋼構(gòu)件疊放時(shí)，各層鋼構(gòu)件的支點(diǎn)應(yīng)在同一垂直線上，防止鋼構(gòu)件被壓壞或變形。2．發(fā)運(yùn)裝車時(shí)，必須有專人監(jiān)管，清點(diǎn)上車的箱號(hào)及打包件號(hào)，并辦好移交或交接手續(xù)。嚴(yán)格按照中華人民共和國公路法第四十九條，要求運(yùn)輸單位參與運(yùn)輸?shù)能囕v進(jìn)行全面檢查、檢修。嚴(yán)格按照中華人民共和國公路法第五十條，與縣級(jí)以下地方人民政府交通主管部門、公安部聯(lián)系，取得主管部門和公安部同意，并對指定路線進(jìn)行沿途公路、橋梁、彎道查看，清除障礙。構(gòu)件制作必須符合運(yùn)輸安全要求和現(xiàn)場拼裝進(jìn)度、質(zhì)量要求。構(gòu)件按安裝順序成批供貨。3．運(yùn)輸方式根據(jù)構(gòu)件尺寸和施工現(xiàn)場需求，本工程計(jì)劃采用以公路為主的運(yùn)輸方式，力求快、平、穩(wěn)的將構(gòu)件運(yùn)抵施工現(xiàn)場。在構(gòu)件運(yùn)輸前10天制定可靠的運(yùn)輸計(jì)劃，