某体育馆钢桁架的制作与安装

***中心体育馆和休闲中心钢桁架的制作与安装【摘要】大跨度钢桁架的制作与安装工艺，阐述详图设计、预拼装和低应力状态下焊接质量控制等方法；运用ansys计算软件分析大跨度桁架吊装时应力变形及支架模型的应力变形，确保结构安全。【关键词】大跨度；桁架；制作；安装；1工程介绍休闲中心和体育馆钢结构屋盖部分采用双向斜交平面桁架拱系，桁架拱采用管管相贯焊接。屋盖桁架由平行的主桁架（XZHJ-*）及放射状的次桁架（XHHJ-*）两两相交组成。屋盖边界处有一道环向边桁架（XBHJ-*）进行封闭，结构形成一个稳定刚体。主桁架（XZHJ-*）为平面弧形桁架,上下弦杆管为φ273*7mm，腹杆为180*5mm，下弦杆为弯弧杆件。次桁架（XHHJ-*）为平面折弯桁架,上下弦杆管为φ273*7mm，腹杆为180*5mm。钢管均为无缝钢管，材质为Q345B。本工程的显著特点及难点：整体设计新颖。屋架整体成平滑的曲线形，屋架十字支撑构造新颖，安装后需保持与屋架一致的曲线形。结构跨度大，施工现场吊装情况复杂，休闲中心最大跨度达106米，体育馆跨度也达到85米，现场吊装难度非常之大，这也是此工程的最大一难点。施工标准高、焊接难度大。标准高表现在杆件加工精度要求高。为了保证屋架的艺术效果，各杆件不仅下料长度偏差小，而且杆件接头处曲面应严丝合缝，全是相贯接口，因此焊接又是此工程的又一难点。图1钢结构屋盖效果图2桁架制作2.1详图设计根据设计院提供的外形尺寸、节点坐标和杆件表，使用X-steel钢结构详图设计软件和Autocad计算机绘图程序，对桁架进行了合理分割以及节点设计。将整个主体结构分解成各个单独的杆件和单元件，并分别进行绘制。施工图设计主要包括以下内容：节点拼装总图、节点拼装顺序图、杆件图、节点图及材料明细表等。2.2下料切割本工程屋面主体结构部分为钢管，且构件节点处的杆件均为相贯连接节点，所以钢管的相贯线切割是本工程的一个重要部分，根据工期要求及切割工艺的要求，采用2台先进数控管子马鞍形切割机，该设备具有切断与开坡口一次完成的全自动切割功能，大大提高了相贯焊缝的坡口质量。为后期桁架组对焊接提供了保障。2.3构件拼装编制拼装作业指导书。桁架全部采取平放位置拼装，制作出与其相合拢的桁架侧面样板，检查合拢情况。拼胎座采用临时刚性胎架，以坐标点为转换基准进行放线及靠模定位；用正式连接板进行构件连接固定。检查项目包括：轴线偏差；接口的间隙与错边量；杆件的长度、侧弯与翘曲；牛腿的长度与角度；拼装单元的长度。平面桁架组拼，需在胎具上用卡具固定平面桁架组拼，需在胎具上用卡具固定两端设置固定模板，保证主弦杆尺寸精度图2组拼大样2.4焊接蝇①展焊接顺夫序刮票盲对上下弦杆按稀立焊扔->牺平焊表->为仰焊的顺序进地行；对上下弦予杆与腹杆的接袜口依据测量结尊果安排焊接次榜序，通常先进窄行腹杆与下弦被的焊接，再进秃行腹杆与上弦航的焊接，并跟树踪测量，以便最通过调整焊接栋顺序控制变形跟。挎②肉焊缝坡口主要狡形式显对于管管相贯蕉焊缝，当支管鄙与主管夹惑角搬α掀在各55°~12年5°吨时撞，许为全熔透焊缝激，雀选用单锄边牛V三型坡口，轿当支管与主管用夹角士α释<55宵°说或古α周>125皱°驴时，胀部分采用熔透覆焊缝、部分采析用角焊缝，熔奇透焊缝坡口汉，猾状及尺寸如图野：愧图箭3堡相贯坡口形式贱③筐焊接质量控制焦依据焊接工艺羊评定结果对不外同焊缝进行远休程电流调节，皱采用多层多焊悉道和分段退焊率工艺，减少焊妻接应力；采取显对称焊、连续蜡焊、预热、焊占后石棉布包裹貌等措施，避免垂焊接时延迟裂路纹的产生；对着于刚度大、板身厚、焊接空间魔狭窄等特殊部坑位，选择优秀授焊工，并在焊清接工程师的监着控下进行焊接古，减少不必要其的返修。3桁架安装谦最为本工程的平最大的一个难扣点，度选用合理优化絮的安装方案柳是此工程的重晨中之重。慌本工程屋盖外闷形为弧形屋冈盖岗,曲为空间大跨度股曲面，整个屋浴盖的长度、宽约度都非常之大辰，整个屋盖在帅现场若需进行共整体吊装是不畏可能的。所以槽，确定合适的唱安装方案将显鼻得格外重要，规根据屋盖结构译的特殊性以及怪现场的具体施缴工条件并结合蕉以往用于其它薪类似大型钢结词构的实际施工稿经验，我们将功采用现场懂拼剧装议，分段吊装的闷方案来完成整血个屋盖的现场蒸安装。守3.1遣眯模型计算朋运疤用揭ansy圣s远计算软件分析容构件的应力妹及敬变形，从而确库定桁架最合理叙的分段位置吧以及临时安装懂支承胎架阅（观TJ已*粮）的位置。匪①夹起洒吊状态验算徒图塔4聪起吊状态计算粉模型威图桑5切桁架竖向变形符验算叛（得m脏m黎）断图间6皮桁架面外变形冶分布图疤（最m丙m希）犹图指7窃桁架构件应力程分布图尾（登N/mm薯2袭）聋图窑8烦桁架构件稳定痒验算应力比分质布图邮图之9吴吊索拉力计算饱结果权（旱k杜N达）死②店桁架就位状态毅验算结果立（方法类吨似暂①脚）结论:科本工程最长桁含架为睬10遥6狐米娃，最大分段的窝桁架长度为再5绵6锻米贫，通过计算结缴果分析，吊装因过程中及就位荐后的桁架竖向灯变形、面外变诚形、应力及稳策定性均满足设牵计及施工要求包。能同时通过分段雾的位置确定临废时安装支承胎吵架删（否TJ听*者）的位置。鸡③因临时安装支承屡胎架阴（哨TJ决*嘴）的模型计算侨图竿10朽临时支承胎架橡计算模型践临时支承胎架粪简化为一根装24m获高悬臂格构柱诸，横截面边长此为盈1500mm含×改1500mm很。诊通过计算结果佛可知，胎架变纤形、强度及稳亦定均满足规范想控制要求，可锋以满足安装过耻程需要。软④幕安装过程中的博计算分析纳按照先吊装主脱桁架，再吊装泽联系桁架（次判桁架）的思路想，每吊威完询2个榀主桁架后立钥即吊装其间的乡联系桁架，使俭之形成一空间蛾体系，并运邻用额ansy坐s侮软件复计算数分析谨，确保其安装糖进度及结构安卷全。庙图救11垮桁架计算模型从1久图愁1资1丰桁架计算模粗型侦2团3.2岔闭安装过程部①双现场侦桁架废拼叛装蹄:护胎架经过验收钩合格后才可用玉于拼装屋架，意首先用吊车把水构件放在胎架枣上，按照桁架惯施工详图固定抹杆件的位置。碗如果杆件加工肺曲线偏差超过择允许范围时，足允许加热矫正婶杆件，但加热吉温度严禁超过俗正火温麦度宣(昌90长0压℃畅)亡。加热矫正后炊的杆件需缓慢渠冷却。然后施婶焊上下弦杆件搏接头。最后拼押装腹件、上下柔弦间支撑，先灵点焊后全面施醉焊。焊工应经怠过考试合格并秤取得合格证后剂方可施焊。②桁架吊装:透桁架愚跨度小于或等嘉于话束18m称时，绑扎两点适即可，大督于群细18m霜时需绑扎四点睬以上。正最长桁架容长度鹅约方碌60m雨，喉布哥置悲4蔑个吊点，描吊点间酬距牌雕8m锈懒左右，吊钩中叼心对准屋架中杂心，吊索左右闷间距基本一致岁，为使各吊索稠受力均匀，吊谱索用滑轮串通暗。利用手动葫讲芦可调整倒链藏长度的工作性倾能，现布置写两死个手动葫芦，馋分别独立牵引嚷弦杆件节点，骂待煌桁架从地面你吊起后缓慢调像整倒链长度，斗使愉桁架净升高或降低，钢从而实现缸桁架票扶正茂，便于高空就插位。③桁架就位:贡此工程每榀桁坐架采用搏的似2丸个万向胶支座照与基础连接，拒在分段吊装过斧程中，就需要豪在临时安装支惊承胎架用型钢款制作一个假支板座还来临时固定分弄段桁架顽，待整体吊装折完毕后再拆除净临时安装支承可胎架上的假支占座。就位过程屯中，采宜用单2抹台全站仪全程怪跟踪，利用建产立好的测量控鼠制网，来对桁弃架进行定位。4结束语泪大跨度双向斜卷交平面桁架拱牲结构体系，大辨大的拓展了上谅部的空间，杆削件分布均匀，状置身其中给人