二级结构专业辅导：壳体钢结构工程

1、二级结构专业辅导：壳体钢结构工程本方案的根本技术路线是：工厂分段制作，场外立体预拼，单件综合安装。即依据现有的运输条件，在钢构造制作厂将钢构件加工成整件或单元件，在场外进展预拼装，且局部壳体立体拼装后，运送至现场。在现场进展扩大组装，并组装在移动式的平台上，通过有轨运输，到达吊机的起重半径内，由吊机分段安装到设计指定的位置上。钢构造深化设计按国外的设计程序，国外的钢构造设计只进展到相当于国内的扩初设计深度，不能直接用于制作及施工，应再作出用于制作工厂和工地施工的深化设计图即施工图。国内设计的钢构造也需要以上两个阶段，但从扩初设计到深化设计可以直接连接连贯进展，大大缩短整个设计周期。钢材选购本工

2、程H型钢拟采纳马鞍山钢厂的产品，钢板拟采纳舞阳钢厂的钢板，钢管采纳成都钢管厂或天津钢管厂的产品，铸钢件待定。钢构造制作顶环梁的分段顶环梁由环形钢管、箱梁、钢板、H形钢梁与钢管等构件组成，其中环形钢管与箱梁由于运输与起重量等方面的缘由，必需分段制作，运到现场，由吊机分段吊到设计指定的位置上，再连成整体。为减小现场高空对接的焊接变形，对接形式为高强螺栓连接。2顶环梁的制作先进展钢管的纵缝焊接，并装焊内筋板；按分段长度进展钢管对接或折线对接；在环形胎架上，对短轴梁架连接的钢管分段，用火工加热的方法，进展热弯成型；在顶部环梁的环形胎架上，与长短轴梁架的径向连接座、连接板进展装焊；顶部箱梁分段按整体方法

3、制作及验收；顶部横梁连梁分段按整体方法制作及验收；3长轴梁架的分段制作长轴梁架上部按12m、下部按15m左右长度分段。长轴梁架构造分段见图1 一 12-8.长轴梁架的制作过程如下：按分段尺寸进展整体侧造方式制作；先进展内外侧H型钢的装焊，并在型钢流水线上，进展大接头连接孔的套钻；在平面胎架上按整混梁架的尺寸分别进展梁架的外侧边、腹肋板及内侧边的装焊，并装焊侧球形座，分段翻身后连续焊接，装焊分段连接板；划线配钻外侧眼孔；超声波探伤及尺寸交验；单棍梁架在平面整混预拼装并交验。4长轴梁架连杆的制作长轴梁架的螺纹套管连杆见图1-12-9.长轴连杆为螺纹套管式，可调整连杆长度；依据计算尺寸，焊接两端钢管

4、，再机加工一端螺纹；机加工标准双螺纹套管；将标准螺纹套管与两端钢管旋人，涂装。5短轴梁架的分段制作短轴梁架上部按12m、下部按15m左右长度分段。短轴梁架的分段见图1一 12 一 10.短轴梁架的制作挨次如下：按sm长分段尺寸进展整体侧造方式制作；在平面胎架上按整福梁架的尺寸分别进展梁架的外侧边、腹肋板及内侧边的装焊，并装焊侧球形座，分段翻身后连续焊接，装焊分段连接板；划线配钻外侧眼孔；超声波探伤及尺寸交验；单棍梁架预拼装；短轴梁架空间预拼装。6短轴梁架连杆的制作短轴连杆有三种类型：半圆栓接收，双铰座管，双铰板管。依据计算尺寸，在专用夹具上，将已机加工好的铸钢连接件与钢管焊接，再与两端连接件用

5、螺栓固定，待预拼装时，与径向梁架连接焊接。双铰座管，双铰板管，尚需加工半圆套管。5钢构件的场外运输采纳大路、铁路、船舶两条路线联合运输的方案。即第一条由我公司大路运至上海铁路南站，从铁路运至北京站，再由北京站大路运至国家大剧院施工现场；其次条由我公司码头装船海运至天津港，再由天津大路运至北京国家大剧院施工现场。铁路运输的构件，叠放后的尺寸为1 2.5m长X3.2m宽X2.sm高；大路船舶运输的构件，单件尺寸不超过1 5.5m 长X4.sm 宽X2.sm高；单件重量不超过20t.现场拼装的构件，将依据吊装的要求，酌情而定。运输过程中，将实行相应措施，确保构件不受损坏以及安全保障。6钢构件的现场组

6、装与运输由于从制作厂出来的构件受到运输的限制，有的是分节段，有的是拆成散件到现场，因此在施工现场必需依据起重机力量将它们组装成大件，这样可以削减节段吊装时的支撑或支架，同时也可加快安装施工的速度。1组装场地的布置与要求从钢构造安装场地平面布置图上可以看出，在现场吊装区的北边，安装了一个移动式的拼装台，在南边有四个移动式拼装台，专供拼装短轴梁架用。另外，在壳体外侧再设置六个固定式拼装台，201区与203区各设置了三个拼装台，供拼装长轴梁架与顶环梁用。每个拼装台配一台50t级履带式起重机KH-180。移动式拼装台由塔式起重机的行走系统与塔身组成。图中塔吊及KH-180吊机行走区域，地耐力须到达12

7、t/m2的荷载要求，而行走区域中间的构件堆放区须到达10t/m2的荷载要求。2梁架现场组装长、短轴梁架，原则上分成三段安装。3梁架的现场运输梁架的现场运输采纳有轨运输，梁架立拼在由34台专用移动平台上，然后可用卷扬机拖移到吊装主机CC2000履带吊或M440D塔吊的起重半径内，由吊装主机起吊就位到设计指定的位置。7钢构造安装整个钢壳体由148混梁架，顶环梁、斜撑杆及环向连杆组成，由于在安装过程中，壳体未形成稳定的构造体系，因此必需实行一系列措施，来保证过程中的构造安全，其中包括设置必要的支撑与支架，以及采纳合理的安装挨次等。1构造加固壳体散装，势必要设置大量的支架或支撑，以满意构件的定位与构造

8、的稳定，由于钢构造吊装安排在土建构造封顶后再实施，这就更增加了支架、支撑设计与架设的难度。2顶环梁支架的设计椭圆形的顶环梁，长轴约为60m，短轴约38m,自重在500t上下。它的安装位置在壳体的中心，歌剧院的屋顶上方，距屋顶约有10m左右高度。我们的设想是利用歌剧院的屋顶，在其屋顶搭设球节点网架，来支承顶环梁，使竖向荷载主要由墙体、柱等担当，这样可以避开支架进人下层空间，而影响舞台设备安装、二次构造的施工。为此需请设计协作，适当加强屋顶的构造承载力。顶环梁支撑采纳网架构造，依据初步计算，在顶环梁下，支架需承受的荷载达42.3t左右。3梁架的稳定支撑梁架的投影长度最长达76m，最短也超过50m由

9、于梁架的侧向刚度相当差，为此在梁架安装到位后必需有多点支撑，况且梁架吊装时本身就一分为三。梁架安装时，除二端有支承外，中间还必需设置二根支撑。全部支撑采纳网架构造。这些支撑有的是支承在房屋构造上，有的直接支承在地下室顶板上，因此必需依据每根支撑的受力状况，加固房屋与地下室顶板。4安装工艺顶环梁安装顶环梁由M440D与大型履带吊散件拼装而成。为了削减环梁、箱梁的焊接变形，构件的连接根本上都为高强螺栓的连接。顶环梁散件的场内驳运，可利用移动台车，也可由CC2.000吊机帮忙就位。顶环梁吊装先从中间的矩形框开头，然后安装矩形框内的钢板与钢管，最终对称安装两侧的半圆形区域。顶环梁安装需特殊留意轴线定位

10、与标高，它将严峻影响壳体的整体安装质量。为此，该区域的测量定位、放线等工作，必需引起高度重视。梁架安装梁架安装分四个阶段进展。第一阶段：安装顶环梁及临时支撑。其次阶段：对称安装斜撑区的梁架及相关的全部构件。第三阶段：对称安装不受塔吊位置影响的梁架及相关的构件。第四阶段：补缺安装塔吊位置区域的梁架及相关构件。梁架的吊装工艺a. 般要求a下节梁架主要由DEMAG CC2022履带吊300t吊机与600t级履带吊抬吊安装到位，安装时CC2022吊机选用48m主臂，48m付臂，在34m半径的工况下起重量可达23.5t.这样大局部下节梁架都能安装。b上节与中节的梁架同样采纳双机抬吊的工艺。可以是塔吊与C

11、C2022吊机抬，也可以是二台塔吊抬，视状况而定。c梁架吊装采纳多点垂直吊装工艺，吊点数量不少于4点，且要求使用铁扁担。假如梁架多点垂直起吊有困难的话，为保证梁架吊装时的侧向稳定，起吊时须实行牢靠的加固措施。d梁架连续吊装时，须准时调整节间与消退安装误差，不得累积。b.起始梁架安装的工艺要求a第一混梁架的下节安装到位后，底脚需与混凝土环梁临时固定，目的是不让底脚移动以后每混梁架的下节安装时，都要如此。两侧需设置浪索，在确保侧向稳定后，方可松钩安装下一节梁架。b安装与第一混梁架相邻的其次混梁架的下节。两侧还需设置浪索。松钩前，必需安装肯定数量的侧向稳定连杆与斜撑，可以是原构造上的圆钢管，也可以设

12、临时系杆，连杆每10米左右设一道。c安装第一混梁架的中节。下端按设计的要求与下节梁架固定，上端搁置在临时支撑上。两侧设置浪索后，方可松钩。d安装与第一混梁架相邻的其次混梁架的中节。与挨次芭湘同，下端必需按设计的要求与下节梁架固定，上端搁置在临时支撑上。两侧设置浪索。松钩前必需安装肯定数量的侧向稳定连杆与斜撑。e安装第一混梁架的上节。下端按设计的要求与中节梁架固定，上端与顶环梁固定后，方可松钩。f安装与第一混梁架相邻的其次混梁架的上节。与挨次遭片目同，下端必需按设计的要求与中节梁架固定，七端与顶环梁固定，松钩前必需安装肯定数量的侧向稳定连杆与斜撑。G相邻两混梁架安装后，应立即安装其间的全部连杆与

13、斜撑杆，使其尽快形成构造稳定体系。h以后的梁架安装以上述的起始梁架为依靠，逐混安装，棉内按由下到上的挨次安装。8支架、支撑的撤除临时支撑网架撤除的前提为：当构造组装形成整体，并完成全部节点连接，经过验收后，即可撤除临时支撑。当壳体与支承混凝土环梁临时固定牢靠后即可撤除临时支承网架。临时支撑网架撤除挨次的依据是构造验算。依据阅历，构造形成整体、临时支架撑卸载后，其构造有肯定垂直位移。依据变形协调、卸载均衡的原则，我们将通过设置在支架撑上部下部的可调整支承装置，屡次循环微量下降来实现荷载平稳转移。卸载按中心对称的挨次进展。在卸载过程中由于无法做到肯定同步，支架撑卸载先后次序不同，其轴力必定造成增减。为此，在关键支架撑部位应设置检测装置如贴应变片等，实时检