济南某大型体育场钢结构管桁架现场拼装、组装施工方案创鲁班奖(编辑修改稿)

济南某大型体育场钢结构管桁架现场拼装、组装施工方案创鲁班奖(编辑修改稿)内容摘要：

桁架的截面形状和结构特点，同时为保证桁架的拼装、吊装精度，设置通长的拼装胎架。 拼装胎架 的立柱均布置在桁架的上下弦节点处，直接支撑桁架的上下弦节点。 但为了避免胎架支柱与腹杆 件 相碰，胎架支柱统一偏移节点一定距离，桁架拼装胎架的布置如图所示。 23 主拱架的现场拼装胎架如下图所示： 桁架拼装过程中，选用路基箱作为拼装平台，拼装胎架与路基箱间采取焊接的形式进行连接。 24 拼装胎架支柱选用 18＃工字钢及Φ 300 的钢管，在支柱的侧面焊接14工字钢的牛腿。 桁架的上弦坐落在牛 腿上。 上 下 弦支柱的底部设置δ＝ 25 的劲板作为下弦管的支撑。 （三） 施工程序 胎架的复测 1）复测包含的内容 复测的内容包含三层：第一层，定位坐标测设的复核；第二层，胎架设计的复核；第三层，胎架本身的检查。 2）胎架复测的重要意义 杆件的精度靠胎架的精度来实现。 因此，胎架的精度务必要求精确。 杆件的验收及准备 1）杆件的配套 杆件必须配套，同时，杆件的放置要在吊机的作业半径范围内 2）进场杆件的验收程序 25 杆件运输临时周转场地杆件清理配套杆件标识检查杆件倒运至施工现场按序放置金属结构厂施工现场附近※NoYesNoYes 桁架拼装 拼装 机械 西北、东南角两个场外拼装场地各配 两台 NK250EV 型 25吨汽车吊 和一台 QY50 型 50 吨汽车吊 同时进行。 组装场地需要推平、夯实，上面铺设 200mm 厚碎石，进行抄平。 组装在组装胎架上进行，胎架根据桁架每个节间的断面尺寸设置，胎架找正、找平。 组装和工厂组装相同，根据每根杆件的组对顺序和管口标记组对，严格控制构件的几何尺寸。 先组对、点焊，经过检查确认后焊接，探伤合格后进行最终尺寸检查，并作为吊装时的参考数据，桁架组装流程见下图。 26 桁架组（拼）装流程图NONO桁 架 吊 装进 场 检 查 构 （杆）件OK资 料 整 理尺 寸 复 查探 伤 检 查焊 接OK胎架找正、找平检 查 确 认组 对 、点 焊胎 架 搭 设OK场 地 抄 平场 地 平 整 拼装过程 中的测量、放线 1）测设放线流程 2）测设放线工具 拼装过程中，测量放线选用一台全站仪和一台经纬仪。 3）定位点的测设方法 27 在拼装场地选一基准点计算拼装胎架定位点的相对坐标计算基准点到胎架定位点的距离及夹角将全站仪架在基准点处逐一测设各胎架定位点的平面坐标胎架定位点的垂直坐标通过胎架高度确定拼装胎架的测设定位 焊接 1）焊接要领 选择适当焊接材料 选择适当焊接方法 选择合适焊接参数 先做焊接工艺评定 焊前按照规定预热 焊后按照规定后热 小锤敲击消除应力 无损检测焊缝质量 2）焊接方法 采用手工电弧焊进行焊接。 直流反接。 此种电弧极性的选择适用于 28 低氢型焊条的焊接。 3）焊接材料 由于是 Q345B+Q345B，因此选用 E50 系列之 E5015低氢型焊条。 4）焊接参数 焊接电流 焊接电压 焊接速度 焊条直径 (mm) φ 100~130 22~24 10~15cm/min φ 160~180 24~26 10~15cm/min φ 170~220 24~28 10~15cm/min 5）焊接工艺评定 焊接工艺评定应以可靠的焊接性能为依据。 Q345B 具有良好的焊接性能。 焊接工艺评定的过程： 对焊接工艺指导书进行评定提出焊接工艺评定报告测定焊接接头性能检验试件与试样 施焊试件与制取试样拟订焊接工艺指导书 焊接工艺评定验证施工单位拟订的焊接工艺的 正确性，并评定施 29 焊单位能力。 焊接工艺评定所用的设备、仪表应处于正常工作状态，钢材、焊接材料必须符合相应标准，由本单位焊接熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。 6）焊前预热与焊后后热 焊前预热的温度为 120~1300C；层间温度为 120~2020C；预热范围不小于焊缝宽度的 3 倍且不小于 100mm；焊接完成后立即进行后热；后热温度为 220~2500C，恒温 2 小时，然后缓冷；电热片加热，自动温控。 7）小锤敲击消除残余应力 锤高不超过 3cm。 每分钟 100 次；锤击密度为 15~20 次 /cm2；锤击时恒温不低于 预热温度。 8）焊缝的无损检测 无损检测方法：超声波检测、磁粉检测 焊缝质量等级：对接焊缝 为一级焊缝， 100%UT；管管相贯焊缝A 区 100%UT。 无损检测要在焊接热处理后进行，焊缝冷却至常温，然后再进行检测。 涂装 1） 环氧云铁中间漆和 氯化橡胶 面漆要在拼装过程中进行施工。 同时，还要进行焊接节点的补漆工作。 2）面漆施工前，要用高压水龙冲洗构件表面。 3）根据实际情况选用施工方法，建议采用刷涂。 4）补漆的施工程序 30 面漆施工（保证油膜质量）中间封闭漆低漆（层间间隔）焊缝部位表面打毛手动除锈至ST3级铲除油漆破损部位的油膜并适度扩大成过渡区域 检查验收 31 装配精度检验焊缝表面质量检验焊缝内部质量的无损检测涂装基低质量检查油漆涂刷质量检查精度调整油漆质量处理表面质量处理缺陷清除，重新焊接。 基底重新处理验收合格 （四） 拼装变形控制措施 增加拼装预变形 1）补偿焊接收缩量 由于焊口较多，焊缝金属填充量较大，因此，拼装过程中的焊接收缩量很大。 必须在焊接之前加以补偿。 2）补偿加载后的挠度 由于 主 桁架上下弦主管 腹杆 组成一悬挑 28— 米 的空间结构 挠度 较大 ， 因此，要在拼装时加以补偿。 组装技术保证措施 1）焊接收缩量的补偿措施 在 车间 进行无余量预组装，即杆件的下料长度不考虑焊缝根部间 32 隙，此时的控制尺寸为设计尺寸；在吊装现场进 行有余量拼装，即留有焊缝根部间隙。 2）补偿加载挠度的技术措施 建模后，可以计算不同点处的挠度变形值，在整体拼装胎架搭设的过程，将挠度补偿值加以考虑。 （五） 组 装技术保证措施 桁架组装前 ,应对胎架的布置进行检查，相临两片胎架之间的距离不宜过大，胎架上部与主桁架连接的连接板定位尺寸应正确。 桁架组装时，先按照事先放好的定位线安装好下弦杆，然后安装上弦杆，安装时应保证桁架 杆件轴线 在同一平面上。 通过调节预设的平顶螺栓来对弦杆间的相对位置进行调整 ,使其符合设计的要求。 桁架弦杆的平面 位置由在胎架顶部连接板上的定位轴线确定 ,调节到位后 ,用预设的防侧倾螺栓进行定位。 主弦杆安装就位后，应对其尺寸、位置等进行复测。 然后，进行腹杆的安装。 腹杆安装时应保证其轴线在主弦杆的中间。 主桁架组装时应考虑起拱，以防止桁架在自重作用下的下挠。 为减少焊接的变形，主桁架在组装好后，焊接时应对称施焊。 33 （六） 预埋件的施工 预埋件的施工流程及方法 根据招标设计图纸，本工程桁架支座需在混凝土施工时预埋，具体 施工流程详见下图 ： 地脚螺栓制作熟悉设计图纸 材 料 采 购与土建测量交接支座测量放线螺栓支架制、安模板定位、焊接地脚螺栓安装交土建砼浇注螺栓位置复测钢结构安装测 量 配 合三方检查交接支座垫板配置 预埋件埋设 （ 1）预埋件（锚固件）埋设应在基础混凝土浇注前完成。 （ 2）土建钢筋网绑扎完毕后，根据设计图纸要求，将预埋件按照图纸位置及定位尺寸埋设。 （ 3）为防止预埋件在混凝土浇注过程中发生位移，对后期钢结构安装 34 造成不利影响，埋设过程中需要对预埋件及模板进行永久性固定。 具体做法可采用型钢或钢筋制作固定支架 ，与钢筋网（最好是主钢筋）焊接。 其后将埋件与固定支架焊接固定。 （ 4）在预埋件（锚固件）定位之后，立即进行测量复核。 在满足规范和设计允许偏差要求后，即可移交下道工序进行混凝土浇注施工。 （ 5）埋设允许偏 差见下表（参照 GB 502052020）： 项 目 允 许 偏 差 支承面 标 高 177。 水平度 L/1000 位 移 177。 （ 七 ） 支撑塔架的施工 临时支撑胎架的作用 （ 1）桁架分段吊装的高空就位临时支撑胎架； （ 2）桁架安装定位的基准； （ 3）大跨度桁架实现安装的保证。 临时支撑胎架布置原则 （ 1） 安全、可靠，方便施工（包括胎架本身的施工和钢屋盖的施工）。 （ 2） 尽量符合设计意图，即施工时的结构受力状况与最终结构本 身的受力状况大致一致。 （ 3） 尽量减少安装时的 变形，便于安装精度的控制。 （ 4） 尽量简化结构的受力和支撑胎架的受力情况。 （ 5） 尽量减少对下部混凝土看台结构的影响。 35 （ 6） 卸载要安全、可行，方便施工。 临时支撑胎架的设计 （ 1） 临时支撑胎架的设计依据 1）桁架的临时支撑胎架根据桁架吊装分段重量、胎架的设置高度确定； 2）《钢结构设计规范》（ GB500172020） 3）《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB502052020） 4）《建筑钢结构焊接规程》（ JGJ812020） （ 2） 主 桁 架支撑胎架的设计 1）主 桁 架支撑胎架形式 临时支撑胎架 主要用在分段吊装时，对 体育场内的 桁架 悬挑部分 起支撑作用。 根据自身受力特点和桁架的截面要求，临时支撑胎架的形式设计成格构式支撑柱。 36 路基箱主弦管δ =30钢 板揽风绳42020L63 63 6角 钢 横 缀条L50 50 5角 钢 斜 缀条L100 100 10角 钢 主 肢临时支撑胎架螺栓工字钢 安装用临时支撑胎架 采用 60 塔吊塔架标准节组装到需要的高度 ，上端不足一标准节的高度，现场制作（选用同规格、同材料的型钢），胎架顶部的托座由 20工字钢及δ =30 的钢板组成。 临时支撑胎架与路基箱之间采取焊接的连接方式， 底部荷载保证传递到看台下 的砼柱上， 吊装过程中在临时支撑胎架四周拉设揽风绳。 （ 3） 桁 架支撑胎架验算 37 胎架结构布置图 胎架断面布置图 材质： Q235 强度及刚度验算： 38 胎架竖向变形图 立柱应力图 39 腹杆应力图 临时支撑胎架的加工 临时支撑 需现场加工部分与原塔架尺寸、材料的材质、规格型号完全一样， 遵照《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB502052020）验收。 临时支撑胎架的安装 （ 1 ） 临时支撑胎架的安装 1） 安装流程 40 底 板 锚 固底 面 找 平放 线 定 位支承台架吊装找正、临时固定稳定支撑安装最 终 找 正固 定 2）安装方法 支撑胎架采用桁架吊装吊机 7150 型 150 吨履带吊进行安装，支撑胎架 位置 见平面示意图。 3）安装质量 支撑胎架的安装质量按照《钢结构施工质量验收规范》（ 502052020）检查验收。 41 检查的内容： ※地脚锚固牢靠； ※平面位移 ≤ 3mm； ※标高 ≤ 20mm； ※垂直度 ≤ H/1000mm，整体不大于 10mm； ※标高、位移标志线≤ 2mm； ※稳定体系安装可靠。 临时支撑 胎架的拆除 支撑胎架在屋盖卸载完成后分段拆除，拆除用吊机为 150吨履带吊，卷扬机和手拉葫芦进行配合。 拆除时要注意以下事项： a）在确认拆除段与下段或锚固件（预埋件）彻底脱离后，才能起吊和移动； b）拆除过程中，拆除段拉设溜绳，防止与已安构件或混凝土结构发生碰撞； c）未拆除段及时拉设风缆绳，防止倾翻。 六 、 工程质量控制及管理措施 （一） 质量保证总体规划 工程施工质量控制总体思路 （ 1） 全面按照 ISO90012020 质保体系规范质量管理 1）按照 ISO90012020 标准确定的本项目的质量方针和质量目 标，编制质量计划，确定质量检验项目和质量控制点，在工程施工过程中，严格实行自检、互检、专检制度，确保一切质量要素符合要求。 2）建立以项目经理为主的质保体系，确保各质量要素处于受控状 42 态。 3）制订质量管理制度，奖罚分明，对不遵守操作规程、违反质量规定的行为要批评教育，对造成质量事故问题的给予处罚。 4）严格遵循现。