单层空间变曲面弯扭斜交网格钢结构施工技术与应用

XXX体育中心

单层空间变曲面弯扭斜交网格

钢结构施工技术的研究与应用

一、工程概述二、研究背景三、研究思路和方法四、关键技术介绍及创新点五、总体实施效果六、经济与社会效益一、工程概述

XXX体育中心工程位于XX南山区后海填海区，工程占地面积307376㎡，建筑面积335298㎡，主体结构为钢筋混凝土结构+钢结构。建成后将作为2011年第26届世界大学生运动会的主场馆，并举办开幕式。1、总体概况工程名称：XXX体育中心钢结构工程工程地点：XX市南山后海填海区发包单位：华润XXX发展有限公司

设计单位：

监理单位：XX市中海建设监理有限公司施工总承包：钢结构专业分包：钢结构制作：整个主场馆长约500米，宽约240米，钢结构重量2.4万吨。整个屋盖由一个单层空间变曲面弯扭斜交网壳结构将“一场两馆”有机组合，外形酷似一只“春茧”。其中，单层网壳是整个屋盖的核心，是施工过程中的重点和难点，也是我们本次鉴定的主要内容。体育场观景桥大树广场体育馆游泳馆运动员接待中心副馆2、钢结构概况（1）本工程在关键部位使用了Q460GJD材质，现场存在大量箱型弯扭构件高空焊接、大直径厚壁圆管高空相贯焊接。2、钢结构概况（2）3、施工特点一二三四五六七施工工期紧深化设计难度大弯扭构件制作困难测量精度要求高施工措施复杂高强度钢材焊接难度大结构卸载风险大科技含量高屋盖分区图4、施工分区5、施工部署本工程主要在体育场内设置2台320T履带吊，在场外设置1台180吨与1台160吨履带，同时在大树广场结构楼层上设置2台K50/50行走式塔吊对整个屋盖进行吊装。

根据屋盖结构吊装单元块的划分，考虑到支撑胎架下侧混凝土结构的形式，屋盖下侧总计设置支撑点250个，其平面布置图如下：支撑点平面布置6、卸载支撑布置二、研究背景

空间钢结构常见的安装方法包括：高空散装，分块吊装、整体吊装、滑移就位法和整体提升等。安装前，都涉及到大量的构件拼装，如何有效的保证拼装精度，进而使得高空安装就位后达到设计要求坐标，满足建筑外观造型是钢结构施工的控制目标。体育馆展览馆候车厅飞机库超高层1、结构安装研究的背景同时解，随着戴各类异特大犁型复逗杂钢泽结构倚工程拢的不驱断涌阶现,国摔产高惹强超抱厚板摘,如教60护～1恳00货mm鸭厚的捧Q3归90汉、Q拥42饼0、从Q4重60冷等材混质的监钢板平开始巨大量碑使用恶，各煌种高抗强材茎质构件孤的现梦场焊贤接也栏越来线越多，难度亲越来葛越大，特震别是帅高建劫钢箱寇型弯秘扭构请件高个空焊冷接和颂大直册径厚樱壁圆碍管的产相贯得焊接贴更是皮加大堵了钢与结构每施工巷难度抚。目前率，国远内外迈对Q屡46熔0材刃质的项焊接王也有浓涉及剥。而库对于衔Q4搁60应GJ橡D的拒焊接偿研究肤，在饺国内锤外均侨未见直报道话，其竹焊接逢性能板和焊唇接工鲜艺都冷有待炉研究限。2、焊藏接施脊工研俘究的号背景综合址目前洲国内惠的研野究现豪状，红可以允看出顶，钢败结构嘉的卸镇载方胳式主林要有居：螺先旋千贴斤顶存回程温转换秘、砂身箱卸杜载、救液压奏设备形控制些卸载肿。卸亩载顺他序主要遵是：涛先合家龙，沈再整背体由修内向缎外或烧者由文外向煮内分弹步卸露载。对于蠢先局而部卸乡丰载、沈再合掀龙、抓最后恰卸载治的研造究还束未涉物足。3、卸旋载施圈工研拍究的蒸背景三、研究思路和方法科技湾创新牧引驼领未巴来研究删思路浊：（1蛙）固插定胎首架费克时、佩费料支、费倡人工框，已栗满足鬼不了份现场福的拼还装任逆务。（2定）弯品扭构锐件拼悦装单即元面推积大比，拼奸装定急位工刊艺复岁杂。（3凉）地完面拼羞装，队焊接右易引洒起整项体变继形。（4资）多昨牛腿粪现场劈燕对接竿容易本出现属错口理现象娘。（5姨）分误片吊器装易滨引起姜弹性些变形晶。弯度海最大扭度灾最大1、非屠标准攻单元鬼弯扭仿构件爷的地面拼悼装与冬吊装细定位准技术研究没方法希：（1在）采悔用可边调节乡丰标高蝴、角览度的拨地面恭拼装敲支架继；（2菊）采字用单良元卧隙拼、萝端点是平面异投影潜定位疾的测下控方旱法。（3惧）地乓面拼导装选盯取合怎理的执焊接拜顺序（4炎）高净空杆以件端状口预串留2每00颠mm拔组合显焊缝爆现场肚焊接（5舱）采菜用双祸机抬雅吊，遍减少驶弯扭谦构件吴吊装研变形冻。1、非阅标准喇单元接弯扭顿构件犹的地袖面拼膨装与臂吊装歉定位成技术2.屿Q4美60斩GJ妄D现精场焊听接技酸术淬硬高强晒钢焊邮接变雁形及租残余帆应力谁控制尝难度猾大。变形裂纹厚板浇焊接屿容易洪产生锦焊接捞裂纹抹。碳当隆量高轰、有清淬硬尺倾向湖，预蜜热温价度和病层间矛温度戴要求魔高。研究污思路愁：2.纷Q4跟60雁GJ轿D现烈场焊炭接技录术加强钱防温沈度散假失、狠防风致、防麦潮措喝施，盆对预依热、允层温穷、后喘热、孝保温催等进漂行有删效控狸制，需要优化是焊接专工艺腰，选择匹配饱的焊跨材，制定菌合理苦的焊巩接顺纹序。需要行大线种能量昆输入滨以克测服其阁淬硬华倾向研究伍方法3.年单层币空间主变曲限面弯批扭斜年交网丝式格钢投结构延的合链龙与稻卸载情技术由于站不能省保证许两个败标段睬同时裕施工竭完成督，寻剃求一插种互抗不影烘响的捞卸载萝顺序惹及方花法变滑得迫顽在眉极睫。支撑臣点水荐平位薪移、教力的店释放丹。在安验装过婚程中罚，卸消载工奏装的功选定燃对于肢工程具卸载间的安占全性散、经塌济型皂、实趴用性撞具有义重要帽意义畏。研究守思路研究抛方法项目净自主尼创造惧的卸税载专棚用工歪装，燃有效裙的解香决了抗卸载解的同汇步性木问题枝，以厚及替樱代千首斤顶柜的作缝用。在工联装支艳撑杆施件上饥提前熔涂抹窑润滑弄油，价以释贵放水栏平约兆束。在这芦种情鞋况之苹下，议只能晚考虑贡先完卵成的兄标段谈独自抖卸载碍，后郑合龙旷，再矿卸载金合龙四带的传施工蛮顺序弱，并讽采用阶分区肆分步傅逐级形的卸选载工幸艺，买有效闻的避铁免了尼两个织标段斗的相赛互影怨响。3.谜单层卖空间脆变曲基面弯样扭斜撞交网窗格钢戒结构瞧的合酿龙与乳卸载蛙技术科技阁创新迫引葵领未穗来四、关键技术介绍及创新点1、语非标剩准单押元弯写扭构怕件的罚地面完拼装劫与吊椅装定兴位技猪术2、祸Q4能60南GJ泄D现哥场焊岸接技菊术3、慈单层汽空间环变曲骄面弯膀扭斜坡交网子格钢厌结构数的合短龙与每卸载嘴技术1、越非标架准单吉元弯饮扭构蛙件的续地面椅拼装照与吊岩装定碍位技饥术底部踩平台怨采用害20穿0*诵20茎0的渗H型赞钢焊但接而吼成,竖向松支撑宜采用腐两组16轿#槽钢渠靠背壤而成尸，中板间预大留3能0m硬m的冰间隙苦，然挎后与债底座液焊接争。槽池钢上镇每隔茎15摔0m幕m高酒度设乌置一摘个定趣位销起的定挠位孔昂，双喜型钢慕之间哨设置谷两块保钢板拴，上症面一忠块支罗撑构集件，夫下面撇一块干用于性放置但千斤继顶，望调整证上部卧钢板雹的角拉度和倘高度，两侧骑采用搞角钢省进行呆加固夫。胎架转具体奇做法控制独点地狂面放抵样地面上点标明高放样罗点地面坑点位虾置编骄号1、雹非标溉准单歌元弯部扭构誉件的摸地面波拼装幅与吊波装定赚位技乎术根据证定位绘轴线身设置赖拼装锯胎架1、愤非标移准单怠元弯左扭构退件的瞎地面衰拼装狮与吊圈装定谎位技傍术采用劳倒链衰调节帐构件米状态主杆纯件在届拼装繁胎架阳上就舞位1、搅非标重准单扯元弯丢扭构越件的瞎地面丈拼装弊与吊剑装定煤位技撕术初步材校正1、劣非标形准单碰元弯馋扭构土件的晚地面匪拼装某与吊殊装定亮位技珠术依次绣吊装疼其它登主杆碑件1、晨非标敲准单各元弯刷扭构喜件的组地面画拼装舞与吊四装定概位技控术千斤胃顶设夕置实挨物铅垂护仪控馆制水脏平投皂影1、新非标磁准单扰元弯独扭构截件的干地面匙拼装邀与吊漫装定辩位技毫术全站泽仪复僵测拼趁装主犬杆件风精度1、怀非标料准单粮元弯胀扭构排件的动地面吗拼装柳与吊倚装定座位技馆术次杆悉件拼酸装1、露非标同准单材元弯惜扭构疤件的被地面券拼装状与吊茧装定捏位技漂术脱离迁拼装粗胎架安装鸣姿态辰调整1、棵非标撤准单少元弯怠扭构刊件的律地面伴拼装待与吊顿装定雁位技杂术起吊落在普指定焰胎架园上1、竖非标幻玉准单点元弯命扭构但件的万地面害拼装槽与吊易装定难位技锋术现场顽测量1、赶非标体准单皮元弯挂扭构匀件的笛地面篇拼装摘与吊钟装定净位技盯术1、绍非标滨准单质元弯威扭构自件的兰地面醋拼装非与吊肌装定唤位技酿术焊接脾工艺山评定扯方案焊接千工艺巧流程2.倍Q4升60由GJ步D现蒜场焊侨接技句术现场拌焊接姨工艺棉评定久试验2.鄙Q4铸60狱GJ简D现绳场焊佣接技衬术监理邀对焊证接工帅艺进汗行评蕉定2.厕Q4表60陡GJ梨D现返场焊提接技授术焊接茅工艺幻玉评定僚报告异资料2.余Q4总60金GJ匪D现统场焊方接技练术接头该形式叫的选箭择针对揭箱型勺梁的侮高空权焊接孤及圆握管相组贯焊获接的翅形式咳，经铅与设昨计协语商，抚选用锻坡口昨形式富为带颠内衬窃板的V形坡取口。倘以减山少焊深缝断匪面，除减少讲根部创与面泳缝部窄收缩逢差，舟防止勤由于恋焊接务应力妖过度兆集中旱在近恰面缝劣区产续生撕闷裂现席象。圆管分斜支懒撑接敌头形畜式箱型项弯扭舌构件貌可调峡衬板2.届Q4罪60袖GJ蜡D现顽场焊铸接技才术校正巨、预园留焊乱接收箱缩量圆管算斜撑回下端较口放乐高标亏高预塔留收侨缩量箱型侵构件宽预留许收缩症量2.嗓Q4活60村GJ袖D现其场焊谨接技醉术制定夏合理封的焊外接顺购序序号焊接形式示意图焊接顺序焊接说明1采用两人分段对称焊接，即1、3同时进行，然后是2、4。要求对称、分层、同步、多焊道焊接。2

采取两人分段对称焊接，既1、3同时进行，然后是2、4。要求对称、分层、同步、多焊道焊接。3

箱型杆件对接焊接时，不开焊接工艺孔，采用仰焊，先焊接2、3，再两人对称焊接1、4的方式进行。2.傲Q4瞎60洞GJ歇D现院场焊罢接技锐术Q4梨60酿GJ堵D钢材装现场扯焊接焊口惭清理→焊前职预热→根部而焊接→填充腊层焊粗接→面层华焊接→后热怖与保谦温→焊后律外观燃检查需、清撇理→焊缝棚的无全损检墙测搭设壁焊接丝式防风百棚2.恭Q4舒60池GJ痒D现舟场焊股接技非术面层居焊接圆管块多层造相贯2.洲Q4挺60叼GJ狐D现篮场焊沙接技书术箱型雅弯扭垫构件舒高空津平焊箱型卸弯扭守构件什高空赚立焊2.灾Q4撕60迁GJ婆D现躲场焊皂接技增术焊后惩保温打磨楼后外敲观效耀果2.忘Q4待60拌GJ估D现拆场焊凤接技郑术磁粉鸡探伤超声潜波探亭伤2.烟Q4墓60砖GJ牧D现测场焊掩接技地术焊缝罚检验筛报告丸资料2.类Q4嫌60条GJ忽D现号场焊址接技葱术2.朽Q4毕60伍GJ骨D现礼场焊揪接技时术（1形）合筛龙带最设置皮监测赔点，万合龙笛时跟同踪监岗测坐蝇标变脚化。（2篮）在赠合龙礼焊接内前，淋采集录四个韵位移荐监测突点的糠原始临数据剂，并恢做好斗记录屯。（3撤）合冷龙温虎度选抖择在叨23~3蚊0℃。位移诊、应柏力应习变监乎测点额布置首图3.位单层典空间栽变曲连面弯报扭斜吵交网咳格钢袜结构衰的合薄龙与门卸载脸技术合龙娃前动冈员大饥会暨草技术搏交底合龙趁焊接筛施工3.骑单层嫩空间昂变曲繁面弯援扭斜度交网脸格钢惜结构暑的合窄龙与旅卸载庭技术卸载翼安全忧性评乞估由右芝图可嚷见，外在卸绘载全秘过程旷中，遵无论这主结嘴构或恋胎架炭结构吉，在芒自重号作用博下(掏并给惰予1肌.3润5的淘放大伞系数龙)，封其应丑力均阔小于母20宰0M昏pa独，即傲保持浓在弹秋性范熊围以暂内，亲安全澡性有门足够身保证墓(不倒致失专稳)久，这中是因桶为结洞构的唯失稳器总是图发生户在弹沈塑性青阶段也。卸载租全过昌程主判结构足及胎诱架结涂构应壶力响摸应3.钳单层替空间筑变曲傍面弯剪扭斜仙交网荡格钢哨结构栏的合酷龙与山卸载密技术卸载衣次序滴可行催性评维估由下全图可萌见，布分步认成型泉后的森主结族构，晌各杆嗽件稳箩定应微力比先总体德与设马计(宿一次枝成型伶)接浮近，微而且辜相比术而言死，“能施工栽型”傲各杆龙件的跳稳定耳应力璃比略络低于辰“设厨计型叉”。山这表义明“吩施工筋型”晚与“洗设计谁型”因的受仆力出富入不玩大，两分步硬卸载弃并未未对主显结构钱受力蒜产生离大的虏影响忆。主结胀构杆悄件稳乐应力扇比(设计竖型与谜施工掀型)3.罚单层悄空间水变曲桶面弯键扭斜抖交网鬼格钢谅结构押的合上龙与酷卸载缠技术结构馅一次像成型鹅位移售云图蹈(设直计型亦)结构变分布醋成型跟位移雁云图宋(施赚工型营)3.啦单层健空间巨变曲进面弯树扭斜衡交网蚀格钢椅结构息的合婚龙与挂卸载责技术总体选卸载螺工艺倒流程根据芳卸载糊的条踩件，病将五极大区捕域划为分为剖五大避卸载础步骤跌，具蔑体如卖下图罪。总体肯卸载胀工艺肯流程卸载肺前的叙准备项目神内部金组织剖卸载锹区域红内构聋件焊反缝检钓查，解防止能出现些漏焊锋。对询卸载蛮区域烟内所聚有焊忌缝进容行探滥伤，钞合格暑后通劝过第惨三方篇检测框，同弃时邀双请业烛主和阻监理市进行渗焊缝狐验收蔬。在结爹构相透应位益置布算置位索移监脏测点填，记贯录各迅检测越点原悦始数落据；根据愉支撑协点的雾理论糕卸载惨量，逮在支究撑胎棉架顶靠工装碰的支不撑短邻立柱决上做们刻度幼标记五（每棵个刻裂度1池0m坑m）貌，以殊便控疤制卸箱载切竖割量缘瑞。3.居单层题空间惰变曲狂面弯马扭斜均交网誓格钢份结构映的合康龙与料卸载傍技术胎架拘工装水平错支撑蹈杆钢管足短立哗柱托梁支撑幅胎架支撑忌胎架晨工装钩模型开图3.央单层慰空间忽变曲毕面弯勇扭斜派交网桑格钢多结构冈的合株龙与辰卸载鹿技术①构件渐安装肌前就毯应在强支撑立杆上众涂抹负润滑翻油。②卸寄载前残，首雁先对毕两根帅钢管糖短立弓柱内蓝侧钢留管槽为进行敲切割枝，使启得每板个工撞装只害保留上两边畜的外抗侧钢竿管槽番，减县少卸沿载过剪程的券切割属量。③切割鱼时，狠先纵捆向切晶割钢骂管槽书，接脏着对琴钢管拔槽进客行水送平切铜割。狐水平颗切割盯应两此侧同派时对宗称进抄行，圣且每杆道切兔割缝元宽度帐为2甩mm有，使巡寿屋盖植缓慢稼自由蒙下降偏。④在部分鱼水平悲位移铃较大目的卸耽载点上的掌钢管棋槽进庙行加爽宽切烈割，况以释激放水谢平位繁移，债保证匠卸载膜顺利叶。切割委示意泼图3.助单层弊空间放变曲崖面弯闯扭斜贺交网剧格钢晓结构河的合朱龙与服卸载关技术卸载未要点俊：屋盖炒卸载创工装畜制作卸载泰前各五相关适方验味收3.纳单层释空间言变曲躲面弯砍扭斜瓦交网素格钢洗结构割的合肉龙与沟卸载族技术卸载席前交哨底切割犁卸载3.峰单层枯空间律变曲火面弯觉扭斜绢交网库格钢这结构境的合钢龙与枝卸载干技术II弄-1徒区卸年载完监成II潮-2科区卸支载完尝成II获-3宝区卸信载完路成II贡-4笛区卸俊载完锣成大树甲广场掘卸载荣完成3.青单层晚空间奖变曲绘面弯附扭斜替交网违格钢创结构垂的合恨龙与货卸载竟技术I标馋段钢和结构察