工程概況

天津市體育中心體育館工程,位于天津市南開區(qū)水上公園南側(cè),是天津市為承辦第43屆世乒賽而興建的主賽館。室內(nèi)場(chǎng)地為橢圓形,設(shè)有200m的田徑跑道,可進(jìn)行多種球類及體操、田徑比賽并兼用多種大型文體活動(dòng)的場(chǎng)地。

該館是目前我國跨度最大的室內(nèi)賽館。屋蓋采用雙層球殼、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。館體是圓形,沿圓周方向設(shè)有18m高的48根鋼筋混凝土柱,連同柱頂環(huán)梁支撐網(wǎng)殼支座;網(wǎng)殼跨度108m,覆蓋面積9160m2;外懸挑部分l3.5m,故平面投影直徑為135m,總覆蓋面積為14313m2。球冠矢高13.5m(從支座處球心至下弦中心球垂直距離),矢高跨比為l:8;球體本身內(nèi)半徑為114.75m,外半徑為117.75m,殼體厚度3m,殼厚是跨度的1/36。上弦從支座處向外呈切線延伸,將外懸挑部分構(gòu)成楔狀錐殼;球面頂點(diǎn)高度為35m。網(wǎng)殼節(jié)點(diǎn)球總數(shù)1906個(gè),桿件總數(shù)7441根;節(jié)點(diǎn)球全部采用焊接;焊口總數(shù)15212道;用鋼量約為42kg/m2,總重量約620t。

屋蓋呈飛碟狀的雙層網(wǎng)狀球殼,其網(wǎng)格布置為徑向、緯向和斜向桿系所組成的四向、三向和二向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。桿件布置成兩向正交狀,構(gòu)成梯形四角錐,從中心向外擴(kuò)散開;隨著網(wǎng)格尺寸的擴(kuò)大,在適當(dāng)位置均勻插入分割點(diǎn),填補(bǔ)三角形網(wǎng)格。桿長均勻,達(dá)到均勻傳遞空間力系(靜荷載、溫度就力及地震力)的目的。

網(wǎng)殼的高度和跨度為世界少見,僅次于世界最大的瑞典全球體育館(直徑110m)。

工程特點(diǎn)

工期緊:依合同要求,網(wǎng)殼的制作及安裝總工期僅為85d。

質(zhì)量要求高:尤其是中心圈、支座和網(wǎng)架底部大環(huán)梁等整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部位。

高空作業(yè)多:除制作外,整個(gè)結(jié)構(gòu)的安裝均為高空作業(yè)。

鋼構(gòu)件的加工規(guī)格多、數(shù)量大、質(zhì)量要求高。

現(xiàn)場(chǎng)安裝施工難度大:到土建交安時(shí),φ108m圓周外的附房及φ108m圓周內(nèi)的看臺(tái)等結(jié)構(gòu)均已施工完成,限制了吊裝機(jī)械的作業(yè)儉置及空間。

焊接工作量大:焊縫的總長度約6.2km,而且質(zhì)量要求高。

施工方案的確定

該工程于土建交安時(shí),土建工程已完成φ108m圓周的柱子及上環(huán)梁, φ108m圓周外的附房以及φl08m圓周內(nèi)的看臺(tái)等結(jié)構(gòu),因此根本無法采取地面整體制作、整體吊裝就位的方法;如若采取地面分片制作,分片吊裝就位的方法,由于條件的限制已沒有施工要求的吊裝機(jī)械站位場(chǎng)地,且局限于吊裝能力,施工難度極大。

通過對(duì)多種方案的分析比較,最后確定方案為:地面集中組對(duì)小單元,利用局部滿堂腳手架行離空組拼;中心區(qū)地面整體組拼、整體吊裝。

程序如下:

構(gòu)件(球和桿件)單獨(dú)加工制作。

將整個(gè)屋蓋網(wǎng)殼劃分為5個(gè)同心軸區(qū)域環(huán)2φ108m圓周外為」4區(qū), φl08m圓周內(nèi),自外向里依次劃分為A、C、D、E(中心區(qū))等4個(gè)區(qū)域環(huán)。

于施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置組裝平臺(tái),將網(wǎng)殼散件球和桿,集中分別組對(duì)成“田"字型或“日”字型空間小單元。小單元的重量控制在1~2.5t范圍內(nèi),并按要求進(jìn)行檢查驗(yàn)收。

依據(jù)分區(qū)情況,先搭設(shè)旦區(qū)及C區(qū)的腳手架。

用塔吊將A區(qū)的小單元吊到高空進(jìn)行組拼。組拼順序從A區(qū)開始,整個(gè)一環(huán)拼裝完畢后,統(tǒng)一進(jìn)行焊接。

B區(qū)全部焊完并檢查驗(yàn)收后,拆除腳手架倒入D區(qū)重新搭設(shè),以便進(jìn)行D區(qū)網(wǎng)殼的施工。依此工序使網(wǎng)殼的安裝逐漸向中心區(qū)收縮。

中心區(qū)(E區(qū)) φ35m網(wǎng)殼采取地面整體組拼,利用塔梳整體吊裝就位。

最后轉(zhuǎn)移至室外,進(jìn)行A區(qū)的施工。

網(wǎng)殼構(gòu)件制作

1.原材料的要求

鋼球的原材料為Q235鋼板。

桿件的原材料為20號(hào)鋼無縫鋼管。

所有原材料均應(yīng)符合GB700一88的規(guī)定,除應(yīng)有出廠合格證外,還必須嚴(yán)格地進(jìn)行物理性能及化學(xué)成分的復(fù)驗(yàn),不合格者嚴(yán)禁使用。

選用結(jié)422酸性焊條且必須符合GB5117和GB5118中的各項(xiàng)有關(guān)規(guī)定。施焊前,焊條應(yīng)在70~150℃的烘干箱內(nèi)烘干1h,而且同一焊條的反復(fù)烘干次數(shù)不得超過2次。

2.加工中的質(zhì)量要求

所有焊縫均按《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ205規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收。

抽出50%的焊縫作超聲波探傷。

嚴(yán)格控制焊接變形。

鋼球應(yīng)進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn):極限承載力的確定按JGJ752一91表1、表2的規(guī)定,其抽樣數(shù)量按規(guī)定。

加肋球中的肋板應(yīng)位于上、下弦自身平面內(nèi),以保證徑向、環(huán)向桿間均在同一脅板平面內(nèi)

單根鋼管件長度允許偏差為土0.5~0.8mm,軸線不直度為L/l200,且不大于3mm。

鋼管件端部坡口鈍邊厚度均應(yīng)控制在0.5~1mm范圍內(nèi)，坡口型式及尺寸按焊接工藝要求。

3.空心鋼球的制作

3.1、空心鋼球的規(guī)格及數(shù)量：見表7-1-1。

空心鋼球規(guī)格數(shù)量表????????????????????? 表7-1-1

3.2、鋼球加工的允許偏差：見表7-1-2。

鋼球加工允許偏差

3.3焊接空心鋼球的制作

3.3.1下料:

板材進(jìn)場(chǎng)后,必須經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格方可使用。

依據(jù)鋼球直徑并考慮齊邊余量,經(jīng)放樣確定下料尺寸,用氣焊切割下料。

3.3.2加熱:用加熱爐加熱到預(yù)定溫度。加熱速度應(yīng)均勻,溫度控制應(yīng)得當(dāng)(溫度過低成型困難,溫度過高會(huì)損傷鋼材的組織而影響其性能)。

3.3.3加壓成型:

加熱好的坯料,用胎具熱壓成半球。若一次成型不理想,可在胎具上重新成型。

為防止壓制過程中的抱胎現(xiàn)象,應(yīng)預(yù)熱胎具并在坯料表面均勻散布煤粉等物質(zhì)。

壓制過程中應(yīng)防止出現(xiàn)鼓包、皺折、局部減薄量過大等缺陷。

3.3.4整邊及坡口加工:半球成型后,用立式車床齊邊并加工坡口,坡口參數(shù)依相應(yīng)的焊接工藝要求。

3.3.5組對(duì)焊接:

將兩個(gè)半球組對(duì)到一起,如有肋板也一起組對(duì)。組對(duì)間隙按相應(yīng)的焊接工藝要求。

組對(duì)完畢后,在球焊接轉(zhuǎn)胎上按規(guī)定的焊接工藝進(jìn)行焊接;焊接時(shí)如需要(肋板組對(duì))可在球上鉆工藝孔,最后按相同的焊接工藝要求,將孔堵死。

3.3.6表面修磨處理及檢驗(yàn):

鋼球成型后,應(yīng)按規(guī)范的要求打磨焊縫,并對(duì)其焊接質(zhì)量按規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)和超聲波抽檢。

用專用的樣板、胎具和量夾卡具對(duì)鋼球的成型尺寸、外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查,并做好檢查記錄。

按規(guī)范的要求進(jìn)行承載力抽檢。

檢測(cè)方法:在球體相應(yīng)的設(shè)計(jì)位置,按設(shè)計(jì)的角度依相應(yīng)的焊接工藝焊接短鋼管,按其受力狀態(tài)(拉或壓)做相應(yīng)的受力(拉或壓)試驗(yàn)。

3.3.7加工完畢并經(jīng)檢驗(yàn)合格的鋼球,按設(shè)計(jì)的要求做好除銹及防銹底漆,標(biāo)明規(guī)格及編號(hào)，分別堆放，加強(qiáng)保管。保管時(shí)應(yīng)墊離地面200mm,并做好防雨措施。

4.桿件制作

4.1桿件的規(guī)格及數(shù)量：見表7-1-3。

桿件規(guī)格，數(shù)量表??????????????????????????? 表7-1-3

4.2桿件的預(yù)制:

4.2.1材料:

各種材料進(jìn)場(chǎng)后,必須按規(guī)格型號(hào),依規(guī)范的要求進(jìn)行外觀質(zhì)量檢驗(yàn)和按規(guī)定對(duì)其進(jìn)行材質(zhì)復(fù)驗(yàn),合格者方可使用。

必須按規(guī)格型號(hào),分別堆放,做好標(biāo)識(shí)。

4.2.2進(jìn)行焊接收縮量測(cè)試:

將球和桿件組對(duì)到一起,按預(yù)定的焊接工藝焊接,測(cè)定其焊接收縮量;并將其匯總整理,供下料及組對(duì)時(shí)參考使用。

4.2.3依據(jù)圖紙及材料表,將桿件編號(hào)并編制下料清單。

下料單格式如下:

例:1號(hào)桿φ219×10,用于上弦,長度分別為4.6m、5.4m,其編號(hào)分別為1-S-1 1-S-2。

桿件的下料長度應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)長度、放樣長度和焊接收縮量等確定

4.2.4鋼管調(diào)直下料:

鋼管下料前,如其直度偏差超過規(guī)范的允許范圍,則需進(jìn)行調(diào)直。

鋼管的調(diào)直,在設(shè)計(jì)的專用胎具上進(jìn)行。

調(diào)直后的鋼管,按下料單的尺寸號(hào)料,用下料車床或磁力切割器下料,并按各自相關(guān)規(guī)定的坡口尺寸、鈍邊厚度加工好坡口。

如若用氣割下料,則下料后需用鏗刀或角向磨光機(jī)打磨掉氧化鐵及毛刺等,再加工好坡口。

4.2.5桿件下料后,應(yīng)嚴(yán)格檢查其長度和不直度、端面垂直度以及坡口加工質(zhì)量,不符合規(guī)范要求者剔除,重新加工,并填寫好檢查記錄。

4.2.6檢查合格的桿件,按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行噴砂除銹,并按要求進(jìn)行防腐處理。做防腐時(shí),焊口附近約25mm的范圍不做,待安裝完畢后補(bǔ)做。防腐的質(zhì)量按有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求檢查驗(yàn)收。防腐施工后,在桿件的表面做好明顯的編號(hào)標(biāo)記。7)按編號(hào)分別堆放。堆放時(shí)應(yīng)用道木墊離地面200mm高,不得沾染油污、泥垢等,并做好防雨設(shè)施,設(shè)專人管理,以防混亂。

小單元的組拼

1、小單元的劃分

依據(jù)施工圖,將屋蓋網(wǎng)殼劃分成若干個(gè)平面呈“田"字形或“日,字形的空間單體——小單元,并按區(qū)域和順序,依次做好明確的編號(hào)。劃分時(shí):A區(qū)以“田"字形為主,B、C、D區(qū)大部分劃為“日,,字形。單體重量約1~2.5t。

高空組拼時(shí),同區(qū)相鄰兩小單元之間、相鄰兩個(gè)區(qū)域的小單元之間,各以相應(yīng)的桿件進(jìn)行連接,組拼成整體。

2、于施工現(xiàn)場(chǎng)的指定位置,搭設(shè)10m×20m的鋼平臺(tái)2座,以用于小單元的組對(duì)與焊接。

3、小單元制作的質(zhì)量要求

焊接球節(jié)點(diǎn)的鋼管件允許偏差為土lmm。

單元附件高允許偏差為士2mm。

上弦對(duì)角線允許偏差為士3mm,下弦節(jié)點(diǎn)中心偏差為2mm。

分條或分塊的網(wǎng)架單元長度不大于20m時(shí),拼裝邊長度允許偏差士10mm;大于20m時(shí)為土20mm。

總拼裝時(shí)邊長和對(duì)角線允許偏差為萬分之一。

嚴(yán)格控制支座點(diǎn)板的平整度,其兩端的偏差應(yīng)<3mm。

4.關(guān)于三維空間坐標(biāo)的控制

三維空間坐標(biāo)的控制,是整個(gè)網(wǎng)殼按設(shè)計(jì)的球面形狀保證幾何尺寸的關(guān)鍵;而對(duì)于每個(gè)球節(jié)點(diǎn),它都必須滿足它所在的球面上的兩組方程式:

一是緯向輻射狀球節(jié)點(diǎn)的球面方程:

X2+y2+Z2=R2

二是徑向環(huán)狀球節(jié)點(diǎn)的圓的方程式:

X2+y2=R2

由于小單元是不規(guī)則體,節(jié)點(diǎn)必須按坐標(biāo)定位。如按設(shè)計(jì)給定的坐標(biāo)系施工,胎具大、高空作業(yè)施工難。為此采用坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換方法,將原設(shè)計(jì)的坐標(biāo)系平移后旋轉(zhuǎn)而改變成極坐標(biāo),以中心點(diǎn)轉(zhuǎn)角測(cè)距、高程定位的方法確定空間節(jié)點(diǎn)球的位置。這樣在組拼時(shí)就可以用經(jīng)緯儀測(cè)轉(zhuǎn)角及仰角、用遠(yuǎn)紅外線測(cè)距儀測(cè)距離、用水準(zhǔn)儀測(cè)高程,準(zhǔn)確測(cè)定出各球的空間位置。既減小了空間誤差,又方便了施工。

5.小單元組拼

小單元組拼:小單元的組拼是在預(yù)制平臺(tái)上進(jìn)行的。操作順序如下:

將小單元的各節(jié)點(diǎn)位置投影在預(yù)制平臺(tái)上。

按投影位置設(shè)置好節(jié)點(diǎn)支座并點(diǎn)固。節(jié)點(diǎn)支座的高度按網(wǎng)殼弧度確定；下節(jié)點(diǎn)支座高度以保證方便焊接為原則。

將相應(yīng)規(guī)格編號(hào)的空心鋼球在支座上就位。

將相應(yīng)編號(hào)的桿件組對(duì)于鋼球之間,留出焊口間隙并點(diǎn)固好。點(diǎn)固時(shí)應(yīng)錯(cuò)開平仰位置;點(diǎn)固的長度控制在10~30mm;焊肉的高度為桿件壁厚的0.7,且<6mm;球體與桿件端面裝配間隙應(yīng)控制在3mm。

點(diǎn)固完畢后用焊口檢測(cè)尺檢查坡口角度、間隙、平直度,合格后方可進(jìn)行下一道工序。

按焊接工藝的要求進(jìn)行焊接。施焊時(shí),為控制焊接變形對(duì)小單元幾何尺寸的影響,采用對(duì)稱焊。焊接順序?yàn)橄葯M桿、后立桿,最后焊斜桿。每一個(gè)小單元上各球節(jié)點(diǎn),一次只能施焊1個(gè)桿件的焊縫,施焊完畢后轉(zhuǎn)移到另一個(gè)球節(jié)點(diǎn)上施焊,而且在任何情況下,都不允許同時(shí)施焊同一個(gè)桿件兩端的焊縫。每一個(gè)小單元在施焊時(shí),必須執(zhí)行同一種焊接工藝和同一種焊接參數(shù)。

小單元制作完畢后,按設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求對(duì)其外觀及幾何尺寸進(jìn)行檢查,并對(duì)焊接質(zhì)量按規(guī)定進(jìn)行元破損檢測(cè)。

檢測(cè)合格后,補(bǔ)做好焊口部位的防腐。

按劃分的小單元的順序編號(hào),于其上做好清晰明顯的標(biāo)記。

將組拼好的小單元吊離平臺(tái),并按預(yù)定的規(guī)則,依據(jù)方便運(yùn)輸和吊裝的要求墊起堆放。

小單元組拼時(shí),應(yīng)按劃分的施工區(qū)域及高空組拼的順序進(jìn)行。大的順序?yàn)?先組對(duì)B區(qū),然后依次向里循序進(jìn)行,最后組對(duì)A區(qū)。

小單元地面組拼情況見圖7-1-1。

(2)初焊發(fā)現(xiàn)缺陷及采取的補(bǔ)救措施:第一個(gè)小單元施焊完畢后,經(jīng)超聲波檢測(cè),發(fā)現(xiàn)有些焊縫出現(xiàn)了點(diǎn)狀未焊透和部分較長的未焊透的缺陷。經(jīng)過分析,我們認(rèn)為出現(xiàn)以上缺陷的原因是在焊口點(diǎn)固時(shí)的焊點(diǎn)過厚,在施焊過程中沒有熔化掉而造成的。經(jīng)與鉚工及焊工查詢和對(duì)幾個(gè)焊口的解剖,證實(shí)了上述的缺陷原因分析是完全正確的。

為了使上述的缺陷不再發(fā)生,在分析清楚原因后,我們采取了如下的措施:

在正式施焊點(diǎn)固部位時(shí),首先用手把砂輪將點(diǎn)固焊肉磨掉,再重新按焊接工藝的要求進(jìn)行施焊。

改變桿件的坡口,使鈍邊的厚度嚴(yán)格控制在0.5~1mm。

加強(qiáng)施焊全過程的質(zhì)量監(jiān)控。

高空單元組拼

1、高空單元組拼前的準(zhǔn)備工作

柱頂找平并做好雙向中心標(biāo)志:找平用樹脂砂漿進(jìn)行,要求相鄰支座的高差小于L1/500且≥10mm(L1為相鄰兩支座距離)

吊裝機(jī)械到位并經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)收。

所用小單元及構(gòu)件必須依吊裝順序分別加工完,且能有序地保證相應(yīng)區(qū)域的高空組拼一次順利完成。

按吊裝區(qū)域劃分,搭設(shè)好B區(qū)的環(huán)狀滿堂腳手架；滿堂腳手架的搭設(shè),需能滿足以下條件:

搭設(shè)的最大高度約32m。

施工作業(yè)層數(shù)為一層。

施工過程中,需能承受部分構(gòu)件的重量和施工荷載。

小單元高空組拼時(shí),腳手架能起到依托作用,以便進(jìn)行微量調(diào)整或反變形措施中作臨時(shí)支撐用。

搭設(shè)穩(wěn)固、安全可靠。

搭拆方便,以加快周轉(zhuǎn)使用的速度。

為滿足上述要求,選定鋼管腳手架并于施工前專門進(jìn)行了設(shè)計(jì),編制了搭設(shè)方案。

2、高空單元組拼按預(yù)定的分區(qū)方案,由B區(qū)開始,自外向里逐區(qū)進(jìn)行組拼。中心約Ф35m部于地面進(jìn)行整體組拼,利用塔梳整體吊裝,一次到位;最后組拼Ф108m圈外的A區(qū)。

(l)B區(qū)的高空組拼程序如下:

調(diào)整好腳手架上節(jié)點(diǎn)支座的坐標(biāo)及標(biāo)高。

將一個(gè)小單元和連接兩個(gè)小單元的桿件,吊運(yùn)到安裝位置,并安裝就位。

起吊并安裝就位相毗鄰的另一個(gè)小單元。

將兩個(gè)小單元用桿件組對(duì)連接,并按焊接工藝的要求點(diǎn)焊牢固。

依次組對(duì)該區(qū)內(nèi)的其它小單元。

當(dāng)B區(qū)內(nèi)整區(qū)的小單元組對(duì)完畢后,檢查該環(huán)的幾何尺寸。合格后,統(tǒng)一按焊接工藝的要求進(jìn)行施焊。

B區(qū)焊完后,重新檢查該區(qū)網(wǎng)殼的幾何尺寸,并和焊前加以比較,以確定焊接變形的傾向,制定出相應(yīng)的控制措施,用于后續(xù)的施工中。

對(duì)施焊的所有焊縫進(jìn)行外觀和按規(guī)定的無損檢測(cè),合格后補(bǔ)做好該部位的防腐。

網(wǎng)殼組對(duì)過程中,按規(guī)定的位置和數(shù)量,設(shè)置好固定觀測(cè)點(diǎn)并做好明顯的標(biāo)志,以用于隨時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)殼的變形情況,便于加強(qiáng)控制,避免造成誤差的積累。

安裝好網(wǎng)殼下弦上吊頂用的吊點(diǎn)和網(wǎng)殼上弦上屋面結(jié)構(gòu)用的支撐點(diǎn),并做好防腐。

(2)上述所有工作結(jié)束后,在搭設(shè)的C區(qū)腳手架上,按以上程序高空組拼好C區(qū)的屋面網(wǎng)殼,同時(shí)使之與B區(qū)的節(jié)點(diǎn)連接好。以后循序向內(nèi)圈收縮,做好D區(qū)的屋面網(wǎng)殼，并依次拆除先行搭設(shè)且已使用完畢的腳手架向內(nèi)圈搭設(shè),周轉(zhuǎn)使用?；卷樞?yàn)锽—D,C—A。

(3)在B、C、D區(qū)的網(wǎng)殼高空單元組拼及連接施工結(jié)束后,進(jìn)行Ф108mm圓周外的A區(qū)高空單元組拼。其施工程序與B區(qū)相同。

小單元高空連接組拼見圖7-1-3。

3、中心區(qū)域施工

當(dāng)Ф108m圓周以內(nèi)B、C、D三區(qū)高空組拼完畢后,剩下的中心區(qū)域投影直徑約為Ф5m。該區(qū)域的施工,我們采取了:地面整體組拼,利用塔桅一次整體吊裝到位,在高空做好與D區(qū)的桿件連接;剩余的中心圈部位,待塔桅拆除后,再在高空組拼完成的施工方案。

整體吊裝部分的技影直徑約為26m,高約5m,總重量約32t。

(1)、地面整體組拼:該部分的地面整體組拼方法與小單元制作相同,誤差及質(zhì)量要求亦相同，其主要區(qū)別在以下兩方面

必須首先準(zhǔn)確的確定Фl08m圓的圓心,作為該部分地面組裝的控制中心及極坐標(biāo)的坐標(biāo)原點(diǎn)。

大部分組拼后,必須留有足夠的場(chǎng)地和通道進(jìn)行塔梳的組裝及安裝。待其結(jié)束后進(jìn)行剩余部分的組拼等施工。、

(2)整體吊裝:利用自行設(shè)計(jì)的斷面為1.200m×1.200m,總高度為45m的格構(gòu)式塔梳進(jìn)行組裝部分的整體吊裝。升高就位后,在高空用桿件與D區(qū)組對(duì)施工完畢。塔桅拆除后將中心圈和下弦吊桿及屋面支撐點(diǎn)施工完。

l)相關(guān)事項(xiàng)：

a.塔桅頂端采用雙吊耳(左右對(duì)稱布置)。

b.選用2組4門20t滑輪。

c.吊裝時(shí)用4根7/8"的等長鋼絲繩,分別對(duì)稱拴在下弦的4個(gè)鋼球和上弦的4個(gè)鋼球上(每根鋼絲繩的兩端分別系在上、下弦各一球上,以利平衡)。

d.選用2臺(tái)5t慢速卷揚(yáng)機(jī)作動(dòng)力,且對(duì)稱布置。其安設(shè)位置應(yīng)易于看清指揮信號(hào),并絕對(duì)安全。

e.正式起吊前應(yīng)做好各種施工準(zhǔn)備工作,設(shè)備經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)合格。

f.正式吊裝前,清除現(xiàn)場(chǎng)一切閑雜人員,并設(shè)好警戒線。

g.制定好起吊過程中的各種相關(guān)規(guī)則及信息傳遞體系,并落實(shí)到位、到人。

吊裝程序如下:

a試吊:將整體吊離地面1m左右停止,全面檢查各部分是否正常、可靠。

b.由架子工將高空組對(duì)時(shí)所需的架子及腳手板、組對(duì)桿件,固定到相應(yīng)的部位,并安全可靠。

c.以0.5m/min的速度進(jìn)行提升。每上升10m左右停車進(jìn)行全面檢查,無誤后再進(jìn)行下-個(gè)階段的提升。提升過程中應(yīng)保持同步。

d.提升到位后,利用事前固定在D區(qū)上的4個(gè)5t倒鏈對(duì)其進(jìn)行找正固定。同時(shí)將卷揚(yáng)機(jī)斷電、相應(yīng)電閘箱上鎖、鋼絲繩用繩卡固定。

e.將中心部位的腳手架和腳手板與D區(qū)的腳手架相連接,并安全固定。

f.用相應(yīng)的桿件將D區(qū)和中心區(qū)全部組對(duì)完畢。組對(duì)時(shí)按對(duì)稱的方式進(jìn)行且應(yīng)考慮工藝變形。

g.采用對(duì)稱的方式進(jìn)行焊口施焊。

h.檢測(cè)焊口質(zhì)量,合格后補(bǔ)做好防腐。

做好其他的相關(guān)工作,如吊桿和支撐點(diǎn)。解除吊裝索具。

(3)拆除塔梳及腳手架:全部吊裝工作結(jié)束后,利用兩臺(tái)吊車相配合,將塔梳拆除,連同卷揚(yáng)機(jī)及索具等全部運(yùn)走。

于高空將中心圈部分補(bǔ)做好。

拆除施工用的腳手架并運(yùn)離施工現(xiàn)場(chǎng)。

安裝完畢后的球殼全貌見圖7-1-5。

質(zhì)量評(píng)估

體育中心體育館屋蓋網(wǎng)殼工程,全部施工結(jié)束后,由建設(shè)、設(shè)計(jì)、學(xué)會(huì)及施工等單位,共同組織了全面的驗(yàn)收檢查,其質(zhì)量驗(yàn)評(píng)情況如下

l.幾何尺寸

驗(yàn)評(píng)結(jié)果見表7-1-4。

偏差情況一覽表?????????????????? 7-1-4

2.焊口無破損檢查情況

(1)本工程焊口共152l2道,外觀檢查全部合格。

(2)超聲波探傷7606道,其中球與桿件焊口7234道,超聲波探測(cè)結(jié)果,I級(jí)焊縫為7111道,占有比率為98%;其余為II級(jí)焊縫,共計(jì)123道,占2%;管材對(duì)接口372道,100%為I級(jí)焊縫。球與桿件焊口實(shí)際超聲波探傷比例為50.85%,管材對(duì)接焊口為l00%,均超過設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。

在此基礎(chǔ)上,監(jiān)理公司及與會(huì)的專業(yè)人員又任意選定我們已超探的焊口20個(gè)和任意選定沒超探的焊口20個(gè),進(jìn)行超聲波探傷復(fù)查,其結(jié)果100%為I級(jí)焊縫。

通過驗(yàn)評(píng)組的實(shí)際檢測(cè),最后的結(jié)論為:(1)外觀漂亮;(2)焊縫內(nèi)部質(zhì)量好。為此在天津電視臺(tái)及相關(guān)的報(bào)刊作了多次的報(bào)導(dǎo),并且被當(dāng)年的鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)認(rèn)定為目前國內(nèi)最大、質(zhì)量最好的網(wǎng)殼。

結(jié)束語

天津體育中心體育館屋蓋網(wǎng)殼工程,在總結(jié)了目前國內(nèi)外大跨度網(wǎng)殼施工中的高空散裝法、分塊分條安裝法、高空滑移法、整體吊裝法、整體頂升法、整體提升法等各種施工工藝的基礎(chǔ)上,進(jìn)行綜合分析,各取所長,揚(yáng)長避短,最終選定了:小單元地面預(yù)制、利用吊裝機(jī)械和局部腳手架進(jìn)行高空組拼,中心區(qū)域地面整體組拼、整體吊裝的方法進(jìn)行施工,既減少了高空作業(yè)的投入、降低了施工難度、減小了誤差的積累、節(jié)省了大型吊裝機(jī)具的投入和簡(jiǎn)化了復(fù)雜的施工工藝,同時(shí)又保證了三維空間的坐標(biāo)控制,使得直徑108m、平面投影為9160m2的目前亞洲第一、國內(nèi)最大的雙層網(wǎng)狀球殼,僅以2個(gè)半月的實(shí)際有效工期順利完成，并且以優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品交付建設(shè)單位，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

(1)焊接方法的選擇:航站樓鋼屋蓋結(jié)構(gòu)安裝中焊縫達(dá)13萬延長米,其中大量焊縫為厚壁錐管的環(huán)焊縫和相貫焊縫,焊口組對(duì)形狀復(fù)雜,單個(gè)接頭施焊量大,而且大多處于結(jié)構(gòu)下方、斜下方及懸空部位,焊接工期緊、工程量大、施工難度高,經(jīng)綜合比較手工電弧焊和C02氣體保護(hù)焊的優(yōu)缺點(diǎn)后,采用了手工電弧焊和C02氣體保護(hù)焊相結(jié)合的特殊焊接方法。

(2)焊接工藝:通過分析兩種焊接方法的特點(diǎn),并經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)模擬實(shí)驗(yàn),制定出本工程混合焊接的工藝指導(dǎo)書,包括接頭形式、焊接環(huán)境、焊前防護(hù)、焊前清理、焊前加熱、焊接、焊后處理等。

(3)焊接質(zhì)量保證措施:

采用手工電弧焊封底, C02氣體保護(hù)焊填充和蓋面。

選擇焊接電流時(shí),盡可能避開飛濺率高的電流區(qū)域,再匹配適當(dāng)?shù)碾妷骸?/p>

正式施焊時(shí)，焊槍盡量垂直,以獲得高質(zhì)量的焊縫。

氣體流量要適當(dāng)加大,以提高其抗干擾的能力。

搭設(shè)防風(fēng)雨棚以減少自然氣候?qū)缚p質(zhì)量的影響。

(4)焊接檢驗(yàn):焊縫探傷由具有直級(jí)以上檢測(cè)資格人員進(jìn)行,探傷儀為具有良好的穩(wěn)定性,適應(yīng)用室外檢驗(yàn)的脈沖反射式數(shù)值超聲波探傷儀,所有焊縫探傷檢測(cè)全部合格。

鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

1、工藝流程：

四叉柱帽桿是整個(gè)結(jié)構(gòu)直接承力桿件，其安裝形位的準(zhǔn)確，不僅有利于減少接點(diǎn)受彎，而且可以改善架下弦受力，避免各種水平荷載對(duì)整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生附加彎矩，為此先安裝上部桁架結(jié)構(gòu)，再安裝柱帽桿。

2、承重架搭設(shè)：

在建筑物14~15軸之間和15軸至塔吊軌道之間土0.00地面上,在架分段處搭設(shè)承重胎架。承重胎架在樓板處應(yīng)對(duì)樓板進(jìn)行加固。

承重胎架采用Ф48×3.5普通腳手架,搭設(shè)高度為桁架下弦下皮以下500~800mm,承重胎架底部滿鋪腳手板,并設(shè)掃地桿和剪刀撐。

3、具式小鋼架搭設(shè)：工具式小鋼架作為桁架定位用,架吊裝到小鋼架里定位后立即用腳手架加設(shè)剪刀撐后,才可以摘除塔吊吊鉤,防止小鋼架變形造成誤差。工具式小鋼架搭設(shè)示意見圖7-6-4。

4、鋼桁架吊裝:鋼桁架由設(shè)在胎架外邊的H3/36B行走式塔吊按四、五、六、三、二、一的順序進(jìn)行高空組對(duì),即從中間向兩邊吊裝,這樣從中間開始吊裝不僅可以減小整體誤差,而且可以避免由于曲線桁架分段兩端不等高,水平分力導(dǎo)致桁架移位,影響安裝桁度。

5、柱帽桿吊裝:

由于柱帽桿不能利用塔吊直接吊裝,因此采用塔吊-爭(zhēng)人工倒鏈傳遞的方法,利用人工倒鏈就位安裝柱帽桿,塔吊進(jìn)行下一道工序的吊裝,縮短安裝周期。

由于柱帽桿兩端是錐形管,而且留有加工余量,柱帽桿在桁架下弦桿上的就位非常困難,常規(guī)方法是在弦桿上劃線放樣給出相貫圓,但不適用于本工程。為此，采用定三個(gè)相貫圓中心,在桁架下弦-桿劃出相貫圓長徑和短徑,在柱帽桿上找出相垂直的兩條截面直徑并投影到柱帽桿外表面,安裝定位時(shí),柱帽桿外表面四條線應(yīng)對(duì)應(yīng)桁架下弦桿上相垂直的相貫圓長徑和短徑,方便、快捷、準(zhǔn)確。

(6)檁條和其它構(gòu)件安裝:

在柱帽桿安裝的同時(shí),利用塔吊以及操作胎架和工具式小鋼架,進(jìn)行檁條和其它構(gòu)件安裝

鋼街架單元整體滑移施工技術(shù)

滑移軌道的設(shè)計(jì)安裝

滑移軌道的造型及設(shè)計(jì):經(jīng)過反復(fù)的方案優(yōu)化和設(shè)計(jì)驗(yàn)算,本工程滑移軌道采用了雙工字鋼上下弦、槽鋼腹板組合鋼桁架軌道,在E、H軸支座處的滑移軌道側(cè)翼加大面積鋼管檁條翼緣,增加其側(cè)向剛度,抵抗桁架對(duì)該處滑移軌道產(chǎn)生的外推力。

滑移軌道沿A、E、H軸通長布置,并延伸至15軸外側(cè)?；栖壍婪侄沃谱鳌惭b,一個(gè)柱距為一段,固定在鋼筋混凝土支承柱的預(yù)埋鋼板上。滑移軌道示意見圖7-6-5。

施工階段的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

利用先進(jìn)的有限元設(shè)計(jì)軟件SUPER-84進(jìn)行施工階段的結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算,驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在不同的滑移單元、不同荷載狀況、不同施工約束條件下構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、整體桁架的下?lián)稀⑽灰?以及驗(yàn)算桁架支座在A、H軸預(yù)偏對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。

桁架的橫向穩(wěn)定控制措施

桁架在胎架上進(jìn)行組裝時(shí),A、H軸的半圓球底座在水平方向向內(nèi)預(yù)偏,落放時(shí)靠桁架重力作用產(chǎn)生的水平側(cè)移復(fù)位。

俯架單元滑移時(shí),在A、E、H軸每個(gè)支座點(diǎn)的柱帽桿半圓球底板后加導(dǎo)向凹凸?jié)L輪,用以限制桁架過大的水平位移,并將桁架的水平推力傳遞到軌道上。

在每榀俯架的AE軸、EH軸間牽位水平拉桿或鋼絲繩,限制桁架的外漲。

桁架的整體穩(wěn)定控制措施:

在桁架單元滑移前增設(shè)前后支撐,通過增加支承點(diǎn)的方式來增加其穩(wěn)定性。

同一軸線相臨柱帽桿底座及對(duì)應(yīng)的下弦桿位置用大剛度檁條沿水平方向焊接連接,使桁架、柱帽桿、水平拉桿形成穩(wěn)定的三角形剛體。

各軸均設(shè)多個(gè)牽掛點(diǎn)同時(shí)牽拉,以減小各牽掛點(diǎn)的局部牽拉力及柱帽桿、水平拉桿的拉力,增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

多頭牽拉同步控制措施:桁架單元滑移采用3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)在A、E、H軸同步牽拉系統(tǒng),滑移過程中三軸摩擦阻力及牽拉力不同嚴(yán)重影響其同步,因此采取如下措施來保證滑移同步。

采用改裝的3臺(tái)JJM-10卷揚(yáng)機(jī),設(shè)計(jì)專用的控制柜,3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)既可以同時(shí)啟動(dòng)又可以單獨(dú)工作及收編。

在3條滑移軌道上設(shè)置刻度標(biāo)尺,每50毫米一格,1m為一大格,柱距12.8m為一個(gè)控制單元,3條軌道不同步超出限值,即作相應(yīng)的?；幚?

設(shè)計(jì)滑輪組機(jī)構(gòu),在減小單繩牽拉力的同時(shí),也減小3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽拉力的差距。

滑移單元的組成:將16榀桁架分成4榀、5榀、5榀、2榀共4個(gè)滑移單元,由第15軸開始向第①軸方向牽拉,1~4榀為第一單元,5~9榀為第二單元,10~14榀為第三單元,15~16榀為第四單元。

滑移前準(zhǔn)備工作:

滑移軌道安裝完成,并經(jīng)砂紙打磨、均勻涂抹黃油。

限位凹凸?jié)L輪已安裝完畢。

牽拉系統(tǒng)已布設(shè)完成。

卷揚(yáng)機(jī)試機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無誤,控制開關(guān)正常使用。

10)滑移:

試滑移:

在拼裝平臺(tái)上進(jìn)行第一單元2榀桁架的拼裝、焊接、檢測(cè)無誤后,落放在滑移軌道上。

.加裝前后支撐,且用口360X200×8鋼管檁條連接支座及柱帽桿底座,形成剛性整體。

布設(shè)牽拉系統(tǒng)。

滑移前先啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)分閘系統(tǒng),拉緊鋼絲繩,經(jīng)檢查確認(rèn)元誤后,試滑移。

為保證滑移同步,在3條滑移軌道上派專人觀測(cè)軌道的刻度標(biāo)尺及水平偏差,并及時(shí)通知總控制臺(tái)。

f.滑移一個(gè)柱距即l2.8m,?；?在AE、EH軸柱帽桿間加裝鋼絲繩夾緊。

g.繼續(xù)滑移一個(gè)柱距即12.8m,將柱帽桿底板用限位卡的方式在13軸柱頭準(zhǔn)確定位以確保之后桁架柱帽桿的拼裝質(zhì)量。

第一單元滑移:

a.在拼裝平臺(tái)上進(jìn)行第3榀桁架的拼裝、焊接、檢測(cè),通過柱帽柱、檁條與前2榀桁架組成整體后落放在軌道上。

b.拆除前2揣桁架的后支撐。

c.在柱帽桿半圓球底座間加裝口360×200×8鋼管糠條連接,布設(shè)牽拉系統(tǒng)。

d.將第3榀俯架滑移一個(gè)柱距,在12軸處準(zhǔn)確定位,讓出拼裝平臺(tái)。

e.拼裝第4榀桁架,與前3榀俯架構(gòu)成第一滑移單元,進(jìn)行長距離滑移,每滑移2個(gè)柱距調(diào)整一次鋼絲繩、滑輪組,直至滑移到③軸位置。

f拆除前支撐,將牽拉點(diǎn)調(diào)整至后三榀銜架柱帽桿底座板處,重新布設(shè)鋼絲繩、滑輪組。

g.將第一滑移單元頂推到設(shè)計(jì)位置,準(zhǔn)確無誤后按設(shè)計(jì)要求固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。

第二、三單元滑移與第一單元基本相同。

第四單元拼裝:第四單元即第15榀、16榀桁架在拼裝平臺(tái)上拼裝、焊接、檢測(cè)后,直接落放就位,其安裝偏差控制在允許范圍內(nèi)后,固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。

(9)滑移過程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控:滑移是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),滑移過程銜架的約束條件、荷載情況、力學(xué)模型與使用階段的設(shè)計(jì)約束條件、荷載情況、力學(xué)模型均有很大區(qū)別,其受力比較復(fù)雜,影響因素很多,而這些影響很難通過計(jì)算得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此,非常有必要進(jìn)行滑移過程桿件內(nèi)力的連接監(jiān)控,以驗(yàn)證滑移施工的合理性,并通過監(jiān)控防止滑移過程中一些復(fù)雜因素對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

1)選最具代表性的10~12榀三榀桁架由12~13軸12.8m的滑移單元作為測(cè)試對(duì)象,進(jìn)行第l2榀桁架落放應(yīng)力測(cè)試,以及第1l、l2榀桁架滑移過程的應(yīng)力測(cè)試。

2)在最具代表性的10~12榀桁架60m跨的下弦桿、腹桿、柱帽桿、滑移軌道下弦及半圓球底座水平拉桿處布設(shè)24個(gè)測(cè)點(diǎn),在測(cè)點(diǎn)中心的平臺(tái)上設(shè)l個(gè)測(cè)控臺(tái)。

采用日本產(chǎn)TV08數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配彩色噴墨打印機(jī),單向應(yīng)變片若干。

測(cè)試步驟:

a.測(cè)點(diǎn)處貼好應(yīng)變片,封膠固定,用電源線引向測(cè)試監(jiān)控臺(tái),編號(hào)并接通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

b.測(cè)試第12榀桁架落放后各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值,符合設(shè)計(jì)計(jì)算值后開始滑移。

c.進(jìn)行滑移全過程的應(yīng)力監(jiān)控,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)每30s自動(dòng)采集一組數(shù)據(jù),如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力值超過限定值,停滑調(diào)整。

d.從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果看,桁架在滑移過程中應(yīng)力絕對(duì)值變化最大約占屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的13%左右,且滑移到位后桁架構(gòu)件應(yīng)力值恢復(fù)較好。

(10)滑移過程位移計(jì)算機(jī)監(jiān)控:滑移過程是一個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程,為了提高監(jiān)控精度,本工程采用計(jì)算機(jī)位移監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了滑移全過程的位移、牽拉點(diǎn)同步、支座水平偏移的測(cè)量控制。

1)在滑移單元的前方安置一個(gè)觀測(cè)臺(tái),在牽掛點(diǎn)的附近設(shè)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)臺(tái)上安置l臺(tái)瑞士產(chǎn)萊卡TC2000全站儀,每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處安1個(gè)棱鏡。

2)進(jìn)行從開滑到?；娜^程監(jiān)控,間隔30s掃描1次,測(cè)出3點(diǎn)的同步偏差，水平位移軌跡以及高程變化線,如發(fā)現(xiàn)觀測(cè)參數(shù)超過限定值,?；{(diào)整。

3)通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)滑移過程的偏差均小于限定值。

多頭牽拉同步控制措施

桁架單元滑移采用3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)在A、E、H軸同步牽拉系統(tǒng),滑移過程中三軸摩擦阻力及牽拉力不同嚴(yán)重影響其同步,因此采取如下措施來保證滑移同步。

采用改裝的3臺(tái)JJM-10卷揚(yáng)機(jī),設(shè)計(jì)專用的控制柜,3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)既可以同時(shí)啟動(dòng)又可以單獨(dú)工作及收編。

在3條滑移軌道上設(shè)置刻度標(biāo)尺,每50毫米一格,1m為一大格,柱距12.8m為一個(gè)控制單元,3條軌道不同步超出限值,即作相應(yīng)的?；幚?。

設(shè)計(jì)滑輪組機(jī)構(gòu),在減小單繩牽拉力的同時(shí),也減小3臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)牽拉力的差距。

滑移單元的組成

將16榀桁架分成4榀、5榀、5榀、2榀共4個(gè)滑移單元,由第15軸開始向第①軸方向牽拉,1~4榀為第一單元,5~9榀為第二單元,10~14榀為第三單元,15~16榀為第四單元。

滑移前準(zhǔn)備工作

滑移軌道安裝完成,并經(jīng)砂紙打磨、均勻涂抹黃油。

限位凹凸?jié)L輪已安裝完畢。

牽拉系統(tǒng)已布設(shè)完成。

卷揚(yáng)機(jī)試機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無誤,控制開關(guān)正常使用。

滑移

1、試滑移:

在拼裝平臺(tái)上進(jìn)行第一單元2榀桁架的拼裝、焊接、檢測(cè)無誤后,落放在滑移軌道上。

加裝前后支撐,且用口360X200×8鋼管檁條連接支座及柱帽桿底座,形成剛性整體。

布設(shè)牽拉系統(tǒng)。

滑移前先啟動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)分閘系統(tǒng),拉緊鋼絲繩,經(jīng)檢查確認(rèn)元誤后,試滑移。

為保證滑移同步,在3條滑移軌道上派專人觀測(cè)軌道的刻度標(biāo)尺及水平偏差,并及時(shí)通知總控制臺(tái)。

滑移一個(gè)柱距即l2.8m,停滑,在AE、EH軸柱帽桿間加裝鋼絲繩夾緊。

繼續(xù)滑移一個(gè)柱距即12.8m,將柱帽桿底板用限位卡的方式在13軸柱頭準(zhǔn)確定位確保之后桁架柱帽桿的拼裝質(zhì)量。

2、第一單元滑移:

在拼裝平臺(tái)上進(jìn)行第3榀桁架的拼裝、焊接、檢測(cè),通過柱帽柱、檁條與前2榀桁架組成整體后落放在軌道上。

拆除前2揣桁架的后支撐。

在柱帽桿半圓球底座間加裝口360×200×8鋼管糠條連接,布設(shè)牽拉系統(tǒng)。

將第3榀俯架滑移一個(gè)柱距,在12軸處準(zhǔn)確定位,讓出拼裝平臺(tái)。

拼裝第4榀桁架,與前3榀俯架構(gòu)成第一滑移單元,進(jìn)行長距離滑移,每滑移2個(gè)柱距調(diào)整一次鋼絲繩、滑輪組,直至滑移到③軸位置。

除前支撐,將牽拉點(diǎn)調(diào)整至后三榀銜架柱帽桿底座板處,重新布設(shè)鋼絲繩、滑輪組。

將第一滑移單元頂推到設(shè)計(jì)位置,準(zhǔn)確無誤后按設(shè)計(jì)要求固定支座,割除軌道,安裝屋面板等。

3、二、三單元滑移與第一單元基本相同。

4、第四單元拼裝:第四單元即第15榀、16榀桁架在拼裝平臺(tái)上拼裝、焊接、檢測(cè)后，直接落放就位,其安裝偏差控制在允許范圍內(nèi)后,固定支座,割除軌道,安裝屋板等。

滑移過程結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控

滑移是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng),滑移過程銜架的約束條件、荷載情況、力學(xué)模型與使用階段的設(shè)計(jì)約束條件、荷載情況、力學(xué)模型均有很大區(qū)別,其受力比較復(fù)雜,影響因素很多,而這些影響很難通過計(jì)算得到準(zhǔn)確的結(jié)果。因此,非常有必要進(jìn)行滑移過程桿件內(nèi)力的連接監(jiān)控,以驗(yàn)證滑移施工的合理性,并通過監(jiān)控防止滑移過程中一些復(fù)雜因素對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。

選最具代表性的10~12榀三榀桁架由12~13軸12.8m的滑移單元作為測(cè)試對(duì)象,進(jìn)行第l2榀桁架落放應(yīng)力測(cè)試,以及第1l、l2榀桁架滑移過程的應(yīng)力測(cè)試。

在最具代表性的10~12榀桁架60m跨的下弦桿、腹桿、柱帽桿、滑移軌道下弦及半圓球底座水平拉桿處布設(shè)24個(gè)測(cè)點(diǎn),在測(cè)點(diǎn)中心的平臺(tái)上設(shè)l個(gè)測(cè)控臺(tái)。

采用日本產(chǎn)TV08數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配彩色噴墨打印機(jī),單向應(yīng)變片若干。

測(cè)試步驟:

測(cè)點(diǎn)處貼好應(yīng)變片,封膠固定,用電源線引向測(cè)試監(jiān)控臺(tái),編號(hào)并接通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

測(cè)試第12榀桁架落放后各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力值,符合設(shè)計(jì)計(jì)算值后開始滑移。

進(jìn)行滑移全過程的應(yīng)力監(jiān)控,計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)每30s自動(dòng)采集一組數(shù)據(jù),如發(fā)現(xiàn)應(yīng)力值超過限定值,停滑調(diào)整。

從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果看,桁架在滑移過程中應(yīng)力絕對(duì)值變化最大約占屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的13%左右,且滑移到位后桁架構(gòu)件應(yīng)力值恢復(fù)較好。

滑移過程位移計(jì)算機(jī)監(jiān)控

滑移過程是一個(gè)連續(xù)的運(yùn)動(dòng)過程,為了提高監(jiān)控精度,本工程采用計(jì)算機(jī)位移監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了滑移全過程的位移、牽拉點(diǎn)同步、支座水平偏移的測(cè)量控制。

在滑移單元的前方安置一個(gè)觀測(cè)臺(tái),在牽掛點(diǎn)的附近設(shè)3個(gè)觀測(cè)點(diǎn),觀測(cè)臺(tái)上安置l臺(tái)瑞士產(chǎn)萊卡TC2000全站儀,每個(gè)觀測(cè)點(diǎn)處安1個(gè)棱鏡。

進(jìn)行從開滑到?；娜^程監(jiān)控,間隔30s掃描1次,測(cè)出3點(diǎn)的同步偏差，水平位移軌跡以及高程變化線,如發(fā)現(xiàn)觀測(cè)參數(shù)超過限定值,停滑調(diào)整。

通過測(cè)試發(fā)現(xiàn)滑移過程的偏差均小于限定值。

鋼結(jié)構(gòu)測(cè)控技術(shù)

桁架組裝測(cè)控技術(shù)

激光控制點(diǎn)位的布置：根據(jù)土0.00層測(cè)放的建筑軸線,利用直角座標(biāo)法,選定4個(gè)激光控制點(diǎn),其平面構(gòu)成一矩形,四邊具對(duì)稱性,便于引測(cè)時(shí)進(jìn)行角度和距離閉合,提高控制精度。

測(cè)量操作平臺(tái)鋪設(shè)：在每個(gè)承重架上用木枋、七合板鋪設(shè)操作平臺(tái),保持平穩(wěn)。

下弦中心線的投測(cè):把激光鉛直儀分別架設(shè)在四個(gè)激光控制點(diǎn)上,并做好點(diǎn)位標(biāo)記,再用全站儀進(jìn)行角度和距離閉合,邊長誤差控制在l/30000范圍內(nèi),角度誤差控制在6"范圍內(nèi),然后將中心線測(cè)設(shè)在每個(gè)測(cè)量平臺(tái)上,作好標(biāo)記。

下弦控制節(jié)點(diǎn)的投測(cè)：根據(jù)桁架分段情況,必須對(duì)每段的最下端下弦節(jié)點(diǎn)控制,把13軸線作為控制基線,采用經(jīng)緯儀將控制節(jié)點(diǎn)的投影與基線的交點(diǎn)投測(cè)到平臺(tái)上,并與下弦桿中心線投影線相交,得到榀架下弦控制節(jié)點(diǎn)在水平面上的投影點(diǎn),這樣桁架直線控制就以測(cè)量平臺(tái)上所測(cè)設(shè)下弦中心線為依據(jù),組拼時(shí)桁架縱向偏差則以控制節(jié)點(diǎn)為依據(jù)。

桁架標(biāo)高控制：通過高精度水準(zhǔn)儀將后視標(biāo)高逐個(gè)引測(cè)至各個(gè)測(cè)量操作平臺(tái)上,再測(cè)出平臺(tái)上相應(yīng)下弦控制節(jié)點(diǎn)實(shí)際標(biāo)高,得出實(shí)際與理論之相應(yīng)控制節(jié)點(diǎn)之高差值,用此作為桁架分段組裝標(biāo)高的依據(jù)。

上弦平面水平控制：采用自制的裝有高精度管水準(zhǔn)器的3m多長水平尺,配合支承于上弦桿的液壓千斤頂?shù)奈⒄{(diào)作用進(jìn)行控制。

變形觀測(cè)

桁架下?lián)献冃斡^測(cè)：在街架下弦桿上設(shè)7個(gè)觀測(cè)點(diǎn),在每榀桁架組裝完畢之后進(jìn)行第一次標(biāo)高觀測(cè),待桁架脫離承重架二之后再進(jìn)行第二次標(biāo)高觀測(cè),比較桁架變形情況。

承重胎架沉降變形觀測(cè)：由于桁架及腳手架自重影響,承重胎架必然出現(xiàn)不同程度的沉降,根據(jù)觀測(cè)結(jié)果相應(yīng)地對(duì)桁架標(biāo)高進(jìn)行補(bǔ)償,以保證桁架空間位置的準(zhǔn)確性。

承重胎架傾斜變形觀測(cè)：:每次桁架組裝滑移完畢之后,必須對(duì)承重胎架傾斜情況進(jìn)行觀測(cè),以保證測(cè)量平臺(tái)上中心線及控制節(jié)點(diǎn)在水平位置的準(zhǔn)確性。

同步滑移的測(cè)控：在滑移軌道側(cè)面每50mm一格刻度并編號(hào),滑移時(shí)通過焊接在支座上的指標(biāo)器進(jìn)行刻度比較,進(jìn)行同步滑移的控制。

工期控制

(l)科學(xué)管理:建立科學(xué)管理的組織體系,嚴(yán)格按項(xiàng)目法組織施工,項(xiàng)目與各工段簽訂工程量定額承包合同,明確責(zé)、權(quán)、利,最大限度地調(diào)動(dòng)了全體員工的積極性和責(zé)任感。

(2)嚴(yán)格網(wǎng)格計(jì)劃,實(shí)施動(dòng)態(tài)管理:根據(jù)施工進(jìn)度總體網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃,制定了月進(jìn)度計(jì)劃、周進(jìn)度計(jì)劃及日工作計(jì)劃,為了配合月、周、日計(jì)劃的實(shí)施,還根據(jù)工程的特點(diǎn)配套制定了每榀桁架吊裝計(jì)劃機(jī)械設(shè)備的配備計(jì)劃、勞動(dòng)力分布安排計(jì)劃等,及時(shí)圍繞計(jì)劃達(dá)到的目標(biāo)解決制約工期的各種問題,如本工程僅有一臺(tái)H3/36B行走式塔吊,吊能不足,制約了工期,項(xiàng)目就制定了塔吊使用的計(jì)劃申請(qǐng)制度、動(dòng)態(tài)管理,用活用足了塔吊吊能。

大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備,提高科技含量,加快了施工進(jìn)度。

質(zhì)量控制

(l)建立嚴(yán)密有效的質(zhì)量保證體系:根據(jù)GB/T19000一IS09000系列標(biāo)準(zhǔn)的要求,建立了組織、職責(zé)、程序、過程和資源五位一體的質(zhì)量保證體系。由項(xiàng)目經(jīng)理直接負(fù)責(zé)、項(xiàng)目副經(jīng)理中間控制、專職質(zhì)檢員作業(yè)檢查、班組質(zhì)量監(jiān)督員自檢互檢,將每個(gè)崗位、每個(gè)職工的質(zhì)量職責(zé)都納入項(xiàng)目承包的崗位合同中并制定嚴(yán)格的獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn),使施工過程中的每一道工序、每一部位都處于受控狀態(tài)。

(2)建立明確的質(zhì)量目標(biāo)和計(jì)劃:根據(jù)設(shè)計(jì)和國家有關(guān)規(guī)范要求,本工程制定了質(zhì)量要求更嚴(yán)的控制目標(biāo),作為施工指南。

(3)狠抓工序質(zhì)量控制:根據(jù)質(zhì)量控制目標(biāo),把質(zhì)量指標(biāo)落實(shí)到工序,對(duì)影響質(zhì)量的關(guān)鍵工序編寫作業(yè)指導(dǎo)書,作為指導(dǎo)施工的技術(shù)文件,各工序的施工及驗(yàn)收均按指導(dǎo)書的規(guī)定執(zhí)行,并配備先進(jìn)的檢測(cè)儀器、機(jī)具進(jìn)行檢測(cè)校核,保證了質(zhì)量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

實(shí)施效果

航站樓鋼結(jié)構(gòu)屋蓋工程采用高空分榀組裝、單元整體滑移工藝,僅歷時(shí)100d,完成所有鋼桁架及檁條的安裝、滑移、定位工作,為深圳機(jī)場(chǎng)提前投入使用創(chuàng)造了條件。

(2)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋8000根桿件,2萬余條焊縫,超聲波探傷檢查100%通過,質(zhì)量全部優(yōu)良,達(dá)到創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工程的條件。

(3)無重大傷亡責(zé)任事故。

(4)設(shè)備投入少,僅用1臺(tái)塔吊、2榀桁架的組裝胎架、3臺(tái)10t卷揚(yáng)機(jī)即完成整個(gè)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)將架的安裝、滑移、定位工作。

(5)厚壁曲線鋼管對(duì)接T、K、Y形接頭焊縫焊接及超聲波檢測(cè)技術(shù)、將架的橫向穩(wěn)定控制、整體穩(wěn)定控制、同步控制、結(jié)構(gòu)應(yīng)力監(jiān)控、計(jì)算機(jī)位移監(jiān)控措施以及桁架安裝測(cè)量控制技術(shù)等,將為今后規(guī)范的制定、修訂提供依據(jù),為類似工程的施工提供借鑒作用。

鋁浮頂?shù)闹饕|(zhì)量要求

鋁浮頂?shù)闹饕|(zhì)量要求見表5-1-1所示。

鋁浮頂安裝質(zhì)量要求??????????????????????????? 表5-1-1