北京某體育館空間巨型厚板桁架制作工藝

xx體育館空間巨型厚板桁架制作工藝摘要介紹xxx體育館空間間巨型厚板桁桁架鋼結(jié)構(gòu)制制作的特點。在在結(jié)構(gòu)超大和和制作要求高高的情況下，通通過深化設(shè)計計和針對性的的施工方案，最最終保證工程程的優(yōu)良品質(zhì)質(zhì)。關(guān)鍵詞鋼結(jié)構(gòu)桁架制作加工HJ-1HJ-1HJ-1HJ-1HJ-3HJ-3HJ-2HJ-2圖1三維模型圖圖1三維模型圖我公司于20004年承攬的北北京xx體育館是北北京市建設(shè)的的第一個奧運運場館。該工工程占地面積積225566m2，平面呈橢橢圓形，長軸軸256米，短軸125米。為xx自行車賽場場改建工程，在在原有的賽場場內(nèi)增加了兩兩層附屬用房房、鋼結(jié)構(gòu)屋屋蓋、室外環(huán)環(huán)形走廊、入入口平臺及鋼鋼結(jié)構(gòu)雨棚。xx體育館外觀觀造型獨特，遠遠看好似一艘艘美麗的帆船船，內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)雜，主次次鋼桁架加巨巨型桅桿斜拉拉索結(jié)構(gòu)，屋屋面高26米，最大桁桁架跨度達到到98米，重達630噸左右。鋼鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由由我公司進行行加工制作，總總工程量在4000噸左右，主主要是由鋼管管柱和巨型鋼鋼桁架組成。本本文中主要對對巨型空間鋼鋼桁架的制作作進行闡述。一、工程結(jié)構(gòu)概概況桁架由主桁架、次次桁架、環(huán)形形桁架及封邊邊桁架組成。主主桁架分為HJ-1、HJ-2、HJ-3，HJ-1、2、3各有2榀，次桁架架分為HJ-4~~HJ-9。。次桁架架共有89榀。圖2平面布置圖圖2平面布置圖二、本工程鋼桁桁架加工的特特點和難點：：1、本工程中桁桁架種類繁多多，構(gòu)成桁架架的桿件非常常多，因此，在進進行前期技術(shù)術(shù)準(zhǔn)備—深化設(shè)計的的時候，需要要進行周密的的安排和仔細(xì)細(xì)的審核。施施工中可能出出現(xiàn)的難點都都必須在詳圖圖中體現(xiàn)和解解決，通過詳詳圖的轉(zhuǎn)換，將將施工的難度度降到最低。2、本工程的主主桁架跨度及及重量均為北北京市當(dāng)時同同類桁架之最最。制作單元元的大小直接接影響到現(xiàn)場場的吊裝及制制作加工的難難度，因此，制制作單元的劃劃分成為了質(zhì)質(zhì)量保證的首首要控制因素素。加工前必必須合理的選選取分段單元元。3、本工程中的的主桁架材料料均采用Q345GGJC，并且部分分板厚有Z15要求。由于于沒有類似材材質(zhì)鋼材施工工經(jīng)驗，在材材料的檢驗、制制作、焊接等等方面需要進進行大量的探探討、研究、試試驗等準(zhǔn)備工工作，制定出出合理可行的的施工方法。如如何在沒有經(jīng)經(jīng)驗的條件下下做好新材料料的使用是本本工程的關(guān)鍵鍵。4、本工程中桁桁架部分的坡坡口焊縫均為為全熔透一級級焊縫。對于于這么大的一一個工程，如如何在大量的的全熔透一級級焊縫的施焊焊過程中保證證焊接質(zhì)量是是質(zhì)量控制的的關(guān)鍵因素。5、本工程桁架架整體結(jié)構(gòu)的的變形較大，為為了滿足建筑筑外觀，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)的外形尺尺寸精度顯得得尤為重要。構(gòu)構(gòu)件在下料、焊焊接、組裝、運運輸?shù)臅r候都都會產(chǎn)生變形形。由于桁架架是分段制作作運輸至現(xiàn)場場進行拼裝，各各制作段需要要嚴(yán)格控制尺尺寸以保證現(xiàn)現(xiàn)場安裝質(zhì)量量，因此，如如何控制加工工精度將是本本工程的另一一大難點。三、針對工程特特點難點的控控制措施上述第二點已經(jīng)經(jīng)對本工程中中的特點和難難點進行了闡闡述，針對這這些特點和難難點，我們重重點從以下幾幾個方面來進進行控制以保保證質(zhì)量。1、深化設(shè)計由于本次工程中中存在著大量量的三維空間間構(gòu)件，為了了保證深化設(shè)設(shè)計的質(zhì)量，采采用專業(yè)的詳詳圖軟件STRUCCAD進行深化設(shè)設(shè)計。根據(jù)本本工程的特點點，深化設(shè)計計的步驟如下下：設(shè)計圖紙自審、會會審與設(shè)計溝溝通、解決問問題建模、檢檢查節(jié)點構(gòu)造造出圖、調(diào)圖圖報設(shè)計審核核修改、詳圖圖成形。通過過軟件制圖，可可以在三維模模型空間中檢檢查節(jié)點構(gòu)造造、各構(gòu)件之之間的拼裝、碰碰撞等問題，相相當(dāng)于整個結(jié)結(jié)構(gòu)體系在電電腦中預(yù)拼裝裝了一遍，最最大程度的降降低了構(gòu)件在在現(xiàn)場連接不不上的幾率，同同時也保證了了構(gòu)件的幾何何精度。圖3HJ1模型示意圖3HJ1模型示意桁架的外形都是是折線型的，在在折點處的處處理必須在詳詳圖設(shè)計的階階段體現(xiàn)。圖4桁架折線處示意圖4桁架折線處示意如圖4所示，根根據(jù)處理后的的節(jié)點給出單單件詳圖，這這樣的處理方方式還是會存存在很小的錯錯口問題。但但是由于相對對的錯口量非非常的小，可可以包含在此此處的焊接預(yù)預(yù)留間隙中，不不會對桁架的的外形尺寸造造成影響。在深化設(shè)計的時時候，我們嚴(yán)嚴(yán)格的按照現(xiàn)現(xiàn)行焊接標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)、設(shè)計要求求及公司內(nèi)部部的焊接工藝藝評定報告，針針對各種不同同的板厚、施施焊條件等選選取適當(dāng)?shù)钠缕驴谛问?，有有利于焊接質(zhì)質(zhì)量的保證。同時，在深化設(shè)設(shè)計的過程中中我們還發(fā)現(xiàn)現(xiàn)了設(shè)計圖紙紙中有些地方方對加工工藝藝考慮得不太太周全，通過過和設(shè)計院之之間的溝通，達達成了一致，使使施工更加方方便。2、制作單元的的劃分制作單元的劃分分遵循以下幾幾個原則：（1）單元重量量最大化利用用安裝現(xiàn)場的的吊裝能力；；（2）單元重量量和尺寸需要要考慮到加工工制作的起重重能力和場地地限制；（3）單元尺寸寸需要考慮到到構(gòu)件變形的的大??；（4）單元尺寸寸需要滿足運運輸?shù)某叽缦尴拗?。根?jù)上述四條原原則，我們有有針對性的對對不同桁架進進行了不同單單元的劃分。例例如HJ1，分段單元元長度在20m左右，重量量在70噸左右：圖5HJ1工廠制作分段示意圖圖5HJ1工廠制作分段示意圖3、新材料的焊焊接及焊接質(zhì)質(zhì)量控制本工程采用的高高建鋼缺少相相關(guān)的施工經(jīng)經(jīng)驗，并且坡坡口焊縫均為為熔透一級焊焊縫，為了保保證該種材質(zhì)質(zhì)的大量坡口口焊縫滿足設(shè)設(shè)計要求，主主要采取以下下幾個措施進進行控制：（1）在加工前前做好焊接工工藝評定報告告。本工程中中桁架弦桿均均采用Q345GGJC，大于等于40mm的板還有Z15的要求。根根據(jù)板厚情況況和焊接經(jīng)驗驗，采用的大大多數(shù)單V形坡口形式式。對典型板板厚進行了對對接、T型連接等埋埋弧自動焊、CO2氣體保護焊焊和手工焊的的焊接工藝評評定。根據(jù)一一次一次的焊焊接評定和試試驗，最終選選取了恰當(dāng)?shù)牡暮覆?、坡口口設(shè)置、操作作方法等。（2）對于本工工程中的厚板板焊接作為重重點控制點。執(zhí)執(zhí)行嚴(yán)格的過過程監(jiān)控制度度，提高焊接接人員素質(zhì)。選擇正確的焊接接順序，最大大程度的減小小變形，本次次工程中鋼桁桁架在拼裝焊焊接的過程中中，為了減小小焊接應(yīng)力和和便于調(diào)整尺尺寸，從中間間向兩邊或者者是從中間向向四周發(fā)展。并并且在焊接組組拼的時候嚴(yán)嚴(yán)格禁止形成成封閉圈。在在單片桁架焊焊接的時候先先焊下弦，使使下弦收縮而而略上拱，然然后焊接腹桿桿及上弦，即即下弦→腹桿→上弦。嚴(yán)格的按照焊接接工藝評定報報告的各項焊焊接工藝參數(shù)數(shù)執(zhí)行。做好焊前預(yù)熱、焊焊后保溫工作作。為了減小殘余應(yīng)應(yīng)力，在焊接接的過程中采采取了必要措措施，例如焊焊前可增加臨臨時支撐、焊焊后采取整體體的熱處理等等等。（3）焊接完成成之后，嚴(yán)格格的按照國家家規(guī)范和設(shè)計計要求進行檢檢查。對于不不合格的進行行返修。（4）由于沒有有相同材質(zhì)的的焊接經(jīng)驗，在在施工的時候候進行了全程程監(jiān)控，根據(jù)據(jù)實際情況隨隨時對焊接方方案進行修改改。4、變形的控制制變形的控制是大大型桁架制作作控制的重中中之重。制作作中變形主要要來自以下幾幾個方面：（1）桁架組裝裝焊接時產(chǎn)生生的變形；（2）桁架的弦弦桿由折線段段構(gòu)成，在組組裝焊接的時時候容易產(chǎn)生生偏差；（3）工廠制作作的時候吊裝裝翻轉(zhuǎn)產(chǎn)生的的變形。對于上述這幾種種變形，我們們采取了如下下的措施進行行控制：（1）在焊接的的時候，采用用合理的焊接接工藝及焊接接參數(shù)、正確確的焊接順序序、減小焊接接應(yīng)力。在焊焊接制造的過過程中，隨時時監(jiān)控，并且且能及時根據(jù)據(jù)實際情況對對焊接方案進進行調(diào)整。（2）弦桿在單單件制作的時時候，根據(jù)焊焊接經(jīng)驗加上上一定的預(yù)拱拱值，保證在在焊接之后的的幾何尺寸。（3）對于桁架架的分段單元元，通過計算算選擇合理的的吊點，使之之在吊裝翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的過程中保保證構(gòu)件的變變形最小。變形的影響因素素很多，我們們在制作的時時候從各個環(huán)環(huán)節(jié)進行控制制，通過電腦腦放樣，保證證底樣和必要要的組裝胎架架的正確；通通過精密切割割，保證尺寸寸的精度；通通過質(zhì)量環(huán)節(jié)節(jié)的監(jiān)控，做做到及時發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題及時整整改糾偏。為了保證桁架在在現(xiàn)場安裝時時的尺寸符合合要求，在制制作的時候還還考慮了安裝裝對構(gòu)件帶來來的影響，現(xiàn)現(xiàn)場安裝出現(xiàn)現(xiàn)的及時反饋饋到制造廠內(nèi)內(nèi)，廠內(nèi)根據(jù)據(jù)信息調(diào)整桿桿件的長度，盡盡可能的消除除現(xiàn)場安裝的的偏差。所有桁架在廠內(nèi)內(nèi)的制作都需需要和現(xiàn)場安安裝的實際情情況結(jié)合起來來，例如柱與與柱之間的實實際尺