西咸空港综合保税区事务服务办理中心钢结构工程球面曲肋安装技术

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 西咸空港综合保税区事务服务办理 中心钢结构工程球面曲肋安装技术 【摘要】西咸空港综合保税区事 务服务办理中心主体结构为全现浇钢+ 型钢混凝土+钢筋混凝土混合框架结构， 结构造型独特，传力复杂，结构外形由 68 道球面曲肋组成，球面曲肋倾斜角度 大，倾斜角度各不相同，球面曲肋安装 精度决定整个结构的安装位形能否满足 设计要求。 中国论文网 /1/view-12769997.htm 【关键词】钢结构；型钢混凝土 结构；球面曲肋；安装；焊接 1、工程概况 西咸空港综合保税区事务服务办 理中心位于咸阳国际机场西北侧，建筑 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 造型新颖，地下 1 层，地上 7 层；总建 筑面积 70203 平方米。结构采用全现浇 钢+型钢混凝土+钢筋混凝土混合框架结 构；整体结构采用了 8.400m8.400m 的 矩阵柱网布置。钢构件主要截面十字型 劲性柱、箱型劲性柱，钢骨柱类型多达 42 种，共计 259 根；钢骨梁有箱型、H 型劲性钢梁，总计 3568 件；结构外观 曲面由 68 道“ 日” 字型钢球面曲肋组成； 球面曲肋主要截面为 700mm500 L35mm，顶部变截面为 1000mm500mm35mm；球面曲肋最大 跨度 35m 并向内倾斜悬挑 6.500m；最 小跨度 10.747m 并向内倾斜悬挑 8.500m；球面曲肋最大倾斜角度 36， 最小倾斜角度 67；单榀球面曲肋最大 重量 70t，最小重量 25t；球面曲肋类型 多样。 2、工程特点及难点 1）球面曲肋传力在地下室顶板 进行转换，地下室顶板为结构转换层， 结构传力复杂； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2）球面曲肋曲率各不相同，结 点复杂，制作精度控制难度大； 3）球面曲肋跨度大，曲率大， 倾斜角度大，悬挑距离长，安装精度控 制难度大； 4）球面曲肋安装过程中稳定性 控制难度大，需采取大量的技术措施确 保施工过程中的结构安全； 5）整体结构面积大，层数少， 吊装机械需在地下室顶板上进行吊装作 业，地下室顶板支顶措施复杂； 6）球面曲肋曲率各不相同，安 装测量施工控制难度大； 7）焊接作业量大，焊接质量标 准要求高，对接焊缝要求全部达到一级 标准，部分焊缝要求达到特一级标准。 3、球面曲肋安装方法 3.1 球面曲肋分段加工 依据球面曲肋自身特点，结合施 工要求及构件运输条件对球面曲肋进行 分段加工：转换层顶混凝土设计标高- 0.850m，底部球面曲肋分段从标高- -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 1.100m 至+0.500m，转换层共有 122 根 底部球面曲肋，植根于转换层十字交叉 转换型钢梁交叉点上，转换型钢梁采用 1200mm700mm35mm 箱型截面，底 部球面曲肋主截面采用“ 日 ”字形 700mm500mm40mm 截面，拐点局部 加劲为“田”字形截面。底部球面曲肋需 要在转换层混凝土浇筑前安装完成。 3.2 球面曲肋安装流程 球面曲肋安装过程中，首先安装 底部球面曲肋，底部球面曲肋高出地下 室顶板转换层结构面 1.350m，地下室顶 板转换层施工完成，待混凝土达到设计 强度后，开始上部球面曲肋安装，安装 流程见图 7： 3.3 底部球面曲肋安装 底部球面曲肋拐点部分局部加劲 为“田”字形截面，构件结构复杂；板厚 40mm，焊接难度大；底部球面曲肋构 件安装精度直接影响上部球面曲肋安装 精度，其安装精度控制要求高。 3.3.1 底部球面曲肋安装 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 在地下室顶板“ 十”字交叉转换梁 上放出球面曲肋定位“ 十”字线，安装底 部球面曲肋；球面曲肋吊装前，清理构 件表面杂物，用手持砂轮机对焊接接头 进行除锈。 3.3.2 底部球面曲肋定位与位形校 正 底部球面曲肋吊装就位后，先将 构件下部三面中线与转换梁上已弹出的 对位线对应重合，使用两台全站仪分别 对两个激光反光贴片进行三维坐标定位， 反复调整底部球面曲肋使两个激光反光 贴片的测设坐标满足理论计算坐标，焊 接过程中进行测量全过程监控，发现控 制点实测坐标值偏离控制点理论坐标值 时，及时进行纠偏。 3.4 上部球面曲肋安装 3.4.1 上部球面曲肋安装准备 上部球面曲肋形式多样，截面为 “日”字形截面，六层以下球面曲肋截面 尺寸为 700mm500mm35mm32mm， 六层以上截面尺寸为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 1000mm500mm35mm32mm。因进 行上部球面曲肋安装时，大型起重设备 需在地下室顶板上进行吊装作业，使地 下室顶板受力工况变得异常复杂，在安 装前需做以下准备工作： 1）对地下室顶板支撑系统进行 全面检查，对支撑系统、地下室顶板进 行应力监测； 2）对地下室顶板混凝土强度进 行检测，混凝土强度达到设计强度 95% 以上时，大型起重设备方可在地下室顶 板上进行吊装作业。 3.4.2 上部球面曲肋安装 1）安装顺序 各类单榀球面曲肋安装顺序，先 安装 A 段，再安装 B 段，最后安装 C 段。 2）安装方法 上部倾斜球面曲肋 A 段、B 段安 装，分别采用一台 QAY130t 汽车吊进 行吊装；C 段采用两台 QAY130t 汽车 吊抬吊，吊装最大重量为 43t。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 3）抬吊施工 上部球面曲肋抬吊段准确就位， 确认吊点绑扎无误后进行提升；高出胎 架 20cm 时暂停提升，抬吊司机分别报 告回转半径和起吊重量，对实际重量和 理论分配重量进行核对，以确定吊点位 置是否正确，如有偏差进行吊点调整； 吊点和起重量确认无误后双机同时垂直 起吊，每上升 5 米进行一次调平。当提 升到上方距安装平台 20cm 处暂停提升， 进行姿态调整；达到设计高度时，从接 口侧面就位。 4、安装控制措施 4.1 安装测量控制措施 球面曲肋安装测量控制采用三维 坐标测量方法进行空间定位。根据结构 特点选取结构中心点作为三维坐标系的 坐标原点，建立三维测量控制网。依据 建立的三维坐标控制网，计算出球面曲 肋粘帖的两个激光反光贴片的控制点理 论坐标，在安装过程中，采用全站仪进 行全过程实时监测，确保安装精度满足 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 设计位形要求。 4.2 焊接施工控制措施 本工程球面曲肋钢板厚度 35mm，局部钢板厚度 40mm，对口焊 缝最大长度为 4.8m，最小长度为 3.8m，焊缝长，焊接量大，焊接过程对 球面曲肋的安装位形产生较大影响。 4.2.1 焊接材料及工艺参数 球面曲肋钢材材质为 Q345B，采 用 CO2 气体保护焊，选取焊接材料 CJ501T-1 直径为 1.2mm 药芯焊丝；根 据焊接特点做焊接工艺评定，确定现场 焊接参数为焊接电流 250-300A，焊接 电压 27-30V，焊接速度 28-32cm/min。 4.2.2 焊前预热、焊后保温 在焊接前，钢板的温度较低，初 焊时，电弧温度为 1250-1300；在板 温骤变的情况下，温度分布不均匀，使 焊接热影响区产生淬硬，焊缝金属变脆 而产生裂纹。为避免裂纹的出现，厚板 焊接前要进行加热，要求焊前预热最低 温度为 60，焊接层间温度不大于 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 230。焊接完成后加热至 200-250， 采用石棉布包裹焊缝及热影响区，使焊 缝逐渐冷却至常温。 4.3 施工工况模拟分析 球面曲肋安装过程中由不稳定到 渐进稳定，最后到稳定状态的渐变过程， 是影响球面曲肋安装位形最显著的因素， 加之本工程为全现浇钢+型钢混凝土+钢 筋混凝土混合框架结构，球面曲肋与钢 骨体系不能成为一个独立的稳定结构体 系，因此采用了计算机辅助施工技术- 施工全过程工况模拟分析，对球面曲肋 安装全过程进行施工模拟，掌握结构体 系随球面曲肋安装进程的变化情况，提 出相应的安装位形保证措施，如安装球 面曲肋预调值、大跨度球面曲肋预拱值、 对结构体系薄弱点进行补强