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1、娄底体育中心体育馆钢结构安装工程 专题施工方案娄底体育中心体育馆钢结构安装工程 徐州飞虹（网架）集团有限公司娄底体育馆项目部2010年1月10日目 录 1 钢结构工程概况2 钢管桁架的拼装2.1 桁架杆件的验收及堆放2.2 地面分段拼装程序2.3 拼装平台及胎架2.4 径向主桁架ZHJ的拼装2.5 环向桁架CHJ的拼装2.6 压力环桁架YLH的拼装2.7 拼装质量的控制3 焊接施工方案3.1焊接方法和焊接材料选择3.2 现场焊接施工组织3.3 焊接顺序3.4 焊接质量控制措施3.5 焊接质量检验4 吊装施工方案4.1 吊装总体安排4.2 吊装顺序4.3 分件吊装方法5 测量控制5.1 桁架分段
2、拼装测量控制5.2 桁架分段吊装测量控制5.3 桁架安装施工预拱度控制5.4 桁架合龙后的监控测量6 卸载方案7 钢结构冬季施工措施8 钢结构施工安全措施1 钢结构工程概况本钢结构工程为椭圆形大跨度空间结构，长轴为89998mm，短轴81998mm，由16榀径向钢管主桁架ZHJ、3榀环形钢管桁架CHJ与中部的封闭式压力环YLH交叉连接而成。“”形径向主桁架ZHJ呈放射状布置，径向主桁架可分为桁架柱和桁架梁两部分。桁架柱为变截面三角形钢管桁架，截面高度由下向上为04.6m，桁架柱高度ZHJ-1为23.0m，ZHJ-2和ZHJ-3为14.0m；桁架梁为等腰三角形、高度由外向内为5.73m的变截面桁
3、架，长度43.3m。径向主桁架均为两点支承，桁架柱的一端设有高、低两个球型铰支座，高支座JQCZ-1标高统一为14.3m，低支座JQCZ-2标高分别为0.0和9.0m；另一端与屋盖中部的环形桁架YLH相交，下弦安装标高18.5m。环形钢管桁架CHJ-1、CHJ-2为平行弦桁架，CHJ-3为三角形桁架，桁架上、下弦与相应位置的主桁架的上、下弦圆管的中心线相贯，组成屋盖的空间整体桁架体系。屋盖中部由环形钢管桁架YLH与4榀平行弦桁架HJ组成的封闭式压力环，高度3.0m，16榀径向主桁架均相交于此，也是径向主桁架的空中支座。钢管桁架之间的连接均采用钢管相贯连接。径向主桁架的桁架柱与砼基座之间采用球型
4、钢支座，为减少温度应力，落地支座为弹性支座，要求达到理想铰支座状态。钢管采用轧制无缝钢管，材质为Q345B。2 钢管桁架的拼装2.1 桁架杆件的验收及堆放桁架杆件的下料、弯曲、坡口、小段制作、抛丸除锈及底漆涂装等均在工厂完成，运至工地后，应按照施工图和钢结构工程施工及验收规范(GB50205-2001)的规定进行验收。验收包括桁架杆件的外观检查和质量证明文件的验收。2.1.1 外观检查：现场随机抽检3种规格杆件，按1%的数量检查其长度、外径、壁厚偏差；钢管弯曲后直径偏差3mm、壁厚偏差1mm，钢管表面不出现折痕和凹凸不平现象；相贯线的曲率准确、切割面平滑园顺，坡口形式及角度正确；对杆件表面除锈
5、等级及底漆涂装损伤进行普检，抛丸除锈必须达到Sa2.5级，不得有斑痕、划痕、麻点、裂纹等缺陷。2.1.2 质量证明文件的验收：包括产品合格证及技术文件；钢材、连接材料、涂装材料的质量证明或试验报告；焊接工艺评定报告；焊缝无损检验报告及涂层检测资料；主要构件检验记录；构件发运和包装清单。2.1.3 构件的堆放：构件堆放扬地应平整坚实、排水通畅，同时有车辆进出的回路。构件应按种类、型号、安装顺序划分区域，插竖标志牌。构件不得直接置于地上，要垫高200mm。堆放高度以最下面的构件不产生永久变形为准，不得随意堆高。2.2 地面分段拼装程序拼装平台搭设拼装胎架搭设桁架上、下弦杆上胎定位平台平整度检验胎架
6、质量验收桁架腹杆上胎定位桁架节点焊接测量、校正、涂装桁架脱胎吊装2.3 拼装平台及胎架在已平整的场地上，按桁架拼装所需长度和宽度搭设拼装平台。用砼找平层作为拼装平台基础，在砼找平层上用钢构件焊接固定型钢，使之成为一个整体钢平台，以保证拼装平台的整体稳定和受力分布。在拼装平台上，用8#槽钢和505角钢制作专用拼装胎架，进行桁架的组装和焊接。为确保桁架拼装质量，拼装平台要测量找平，高度误差宽度方向2mm，长度方向1/1000，且15mm。胎架要有足够的支承刚度，胎架组装完毕后可进行一段桁架的预拼装，以全面检验胎架的尺寸偏差是否在规范允许误差之内。在钢平台和构件之间，留出适当宽度道路，用于半成品运送
7、的平板车和吊车使用。径向主桁架的拼装胎架见下图： 环形桁架为圆弧形，胎架搭设时需按一定弧度设置。2.4 径向主桁架ZHJ的拼装径向主桁架ZHJ共16榀，其中ZHJ-1有4榀，ZHJ-2为8榀，ZHJ-3为4榀。2.4.1确定工艺分离面：根据吊装工艺要求，每榀径向主桁架需地面拼装为3段。第一段为桁架柱，第二段为桁架梁的三角形部分，第三段为桁架梁的平行弦部分。见下图： 吊装分离面在两相邻节点的距离的1/4处，且上弦主钢管错位，安装时对接的间隙是两侧管端各占一半。2.4.2 拼装工艺流程 首先将主管（上下弦管）G1、G2、G3吊至拼装胎架上的对应位置上，调节调整板，确保主管之间相对位置正确后固定定位
8、块。确定主管相对位置时，每个节点放1mm的收缩量作为长度方向的增加量。上下弦杆的接长须设置衬管，并在胎架上进行。 主管定位无误后，在胎架上对主管各节点中心线进行划线，装配各支管（腹管）并定位焊，对支管定位焊时，不得少于4点。 桁架分段接长时，先进行主管的拼接，后进行支管与主管的拼接。2.5 环向桁架CHJ的拼装环向桁架CHJ共3榀，在两榀径向主桁架间断开。CHJ-1上弦弧长18.6m，重2.0t；CHJ-2上弦弧长17.66m，重2.4t；CHJ-1、CHJ-2均为平行弦平面桁架。CHJ-3为三角形桁架，上弦弧长11.77m，重2.4t。环向桁架拼装时将两榀径向主桁架间的桁架作为一个安装单元，
9、不得留设工艺分离面。环向桁架拼装的关键：一是CHJ-1、CHJ-2均为斜平面的平行弦桁架，二是CHJ-3为非等边三角形断面，桁架拼装要保证其准确成型。2.6 压力环桁架YLH的拼装压力环由环形钢管桁架YLH与4榀平行弦平面桁架HJ组成，在地面进行整体拼装，总重量8.5t。2.7 拼装质量的控制2.7.1 拼装胎架搭设保证：胎架拼装完成后要根据施工图核对胎架模具的位置、弧度、角度等情况，检查合格后才能进行桁架杆件的拼装。2.7.2 桁架节点定位：桁架主管各节点中心线划线后，要用全站仪对各节点的座标进行精确定位验收，方可进行杆件的点焊定位。2.7.3 杆件拼装点焊定位的验收：杆件拼装点焊定位后，须
10、先对桁架进行几何尺寸的全面检查验收，确认无误后方可施焊。2.7.4 桁架的地面验收：桁架在胎架上拼装完成后，解除桁架上的所有约束，使桁架处于自由状态，并在此状态下测量桁架的各项尺寸，提交监理进行分段验收。2.7.5 桁架拼装的允许偏差：桁架拼装的允许偏差（mm）构件类型项 目允 许 偏 差桁架跨度最外端两安装孔或两端支撑面最外侧距离+5.0；-10.0接口截面错位2.0拱度设计要求起拱L/5000设计未要求起拱L/2000节点处杆件轴线错位3.0管构件预拼装单元总长5.0预拼装单元弯曲矢高L/1500且不大于30接口错边t/10且不大于3.0坡口间隙+2.0；-1.03 焊接施工方案本工程钢管
11、桁架中，直径140mm的为电焊钢管，直径140mm的为无缝钢管，材质均为Q345B低合金结构钢，钢管最大断面尺寸为2998。焊缝质量等级：对接焊缝、支座焊缝为一级焊缝，相贯线的全熔透焊缝为二级焊缝，相贯线的部分熔透焊缝和角焊缝为三级焊缝（外观质量符合二级）。焊缝质量检查：所有焊缝均应进行外观检查，当有裂缝疑点时采用磁粉探伤或渗透探伤复查；对接焊缝、支座焊缝进行100%超声波探伤检查，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（GB11345）B级检验的级及级以上；相贯线的全熔透焊缝按20%比例进行超声波探伤抽查，其合格等级应为B级检验的级及级以上。根据建筑钢结构焊接技术规程
12、JGJ812-2002 规定，本工程钢管桁架焊接难度属于“较难”级别。3.1 焊接方法和焊接材料选择根据工程焊接量大、工期紧的特点，结合焊接节点位置，现场焊接施工采用手工埋弧焊为主，CO2气体保护焊为辅的焊接方法，焊接材料根据结构钢材的材质，按下表选择：母材材质手工焊CO2气保焊Q345BE5015或E5016H08Mn2SiA+CO2气体3.2 现场焊接施工组织3.2.1 焊工持证上岗：本工程电焊工须取得相应特种作业岗位资质等级证书方有上岗资格。并在现场进行钢管桁架的焊接方法的考核，合格后方可上岗施焊。3.2.2 焊接工艺评定：按照本工程的焊接方法、焊接位置和拟定的焊接工艺评定指导书，切取三
13、组试样施焊试件，根据外观检查、超声波探伤、机械性能检测结果进行焊接工艺评定，确定本工程的焊接工艺参数和焊接方法。 3.3 焊接顺序焊接顺序对焊接变形及焊后残余应力有较大影响，为尽量减小桁架焊接后的变形和焊后残余应力，焊接施工顺序按下列要求进行：3.3.1 由中间向两端推进：分段拼装的桁架，焊接应由桁架中间向两端推进，桁架向前焊接拼装时，另一端可自由申缩，有利于消除焊接变形和应力累积。3.3.2 先主管后支杆：桁架焊接时先焊下弦杆的对接焊缝，保证桁架拱度为正值；后焊上弦杆的对接焊缝，然后焊接下弦腹杆，最后焊接上下弦杆间的腹杆。3.3.3 节点对称焊接：为使结构受热点在桁架平面内对称、均匀分布，避
14、免桁架因受热不均匀而产生扭曲变形和焊后残余应力，节点施焊时由双数焊工采用对称焊法同时进行。3.3.4 先下弦后上弦、同一腹杆的两端不得同时施焊：支管与主管的焊接宜先焊下弦节点焊缝后焊上弦节点焊缝。同一腹杆的两端不得同时施焊，应当在焊完一端并冷却后，再焊另一端。3.3.5 节点交叉施焊：对于多根支管与主管相接的KK、KT型节点，为避免过大的应力集中，应采用交错焊接法。3.4 焊接质量控制措施3.4.1 焊条质量控制：焊条必须有质量证明书，并按规定进行烘焙和保温。低氢型焊条烘干温度应为3503800C，保温时间应为1.52h，烘干后应缓冷放置于1101200C的保温桶中存放，随用随取；烘干后的低氢
15、型焊条在大气中放置时间超过4h应重新烘干；焊条重复烘干次数不宜超过2次。受潮的焊条不得使用。3.4.2 焊前检查：被焊部位的水渍、氧化皮、锈、油污必须清除干静，表面必须干燥、清洁，坡口角度、钝边、拼装间隙及错口量应经事先检查并符合设计及施工验收规范的有关要求。3.4.3 主管的对接焊缝：主管的对接连接应采用耳板定位、固定。正式施焊前先装焊衬管，即衬管与母材管贴紧且与母材点焊牢固。对接焊接时，第一道应封焊坡口内母材与衬管之连接处，然后逐层逐道焊至填满坡口，逐层清渣焊好。3.4.4 相贯线焊缝：由于在趾部区为全熔透焊缝，在根部区为角焊缝，侧边由熔透焊缝逐渐过渡到角焊缝，同时考虑焊接变形，因此必须先焊趾部，再焊根部
