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)

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)内容摘要：

架靠上部拼装另一榀主桁架，二榀主桁架的相对位置为实际安装的相对位置，只是变为卧放。 第三步拼装两榀桁架之间的柳叶弦杆。 第四步在上部主桁架上拼装半片柳叶弦杆。 第五步拼装两支座杆件，至此一个拼装单元拼装完成。 由于土建工程已基本完成，无法整体吊装，拟将该拼装单元分成两 段吊装（见附图）。 本工程钢结构两单片罩棚，关于南北轴基本对称，仅上部支座高度 有所区别，主桁架有 32种类型，拼装单元有 16个类型，每种类型有四个，共 64个拼装单元为了满足工期的要求拟设两个场外拼装区同时进行拼装，分别负责东西两片罩棚带支座部分的拼装并设一场内拼装区，负责桁架悬挑部分的拼装及次桁架的拼装。 21 每个拼装单元整体试拼完成后，以分段点为界，按试拼胎架记录的各点的空间坐标，做两个支座部分的胎架。 一个在原拼装场地（西南角），一个在东北角，悬挑部分在体育场内的拼装 区制作，这样即保证了拼装的质量，又可以减少二次搬运，提高吊装效率，降低了成本。 两个场外拼装场地各配二台 25T汽车吊和一台 50T汽车吊，配合安装，场内拼装区配二台 25T汽车吊配合安装。 测量控制 遵循 “从整体到局部，先控制后施工 ”的测设原则。 即将桁架上下弦上的每个支撑点由空间位置水平投影到地面上，并将其空间三维坐标在 Z 轴方向上转换到地面。 采用全站仪在地面上分别测量出每个支撑胎架的位置。 质量控制 控制影响质量的各个因素。 同时，将诸因素进行分类，有侧重点的进行质控。 （二）主桁架拼装胎架设 计 根据现场场地条件、吊装方案及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。 22 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。 23 拼装胎架支柱选用 18＃工字钢及 Φ300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 24 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。 25 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 26 拼装胎架的测设定位 计算拼装胎架定位点的相对坐标 在拼装场地选一基准点 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 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 27 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 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： 拟订焊接工艺指导书 检验试件与试样 测定焊接接头性能 提出焊接工艺评定报告 对焊接工艺指导书进行评定 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 28 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 29 铲除油漆破损部位的油膜并适度扩大成过渡区域手动除锈至 ST3 级焊缝部位表面打毛 检查验收 低漆（层间间隔）中间封闭漆 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基底重新处理油漆涂刷质量检查油漆质量处理验收合格 30 （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。 31 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。 （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： 32 （ 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。 33 （ 5）埋设允许偏差见下表（参照 GB 50205。