三角形截面钢管桁架环形钢结构体系拼装方案多图

第一章工程概况1.1工程简介本工程结构新颖复杂，钢结构部分主要由三角形截面钢管桁架组成的环形结构体系。工程主要使用最大钢管直径为1000mm，最大管壁厚为50mm，其钢材材质主要为Q345D和Q390GJE，钢材总吨位约3500吨。钢结构吊装分段示意图如下：需要拼装的单元为TR-2～TR-7，共11个单元。各拼装单元模型图如下：TR-2TR-3TR-4TR-5TR-6TR-71.2拼装重点及难点分析1、本工程结构形式为空间管桁架架构，桁架截面随着结构高度的变化而变化，各杆件的空间定位是本工程的一个重点和难点。2、单个拼装单元重量比较重，如何控制拼装过程中的胎架沉降，是本工程的一个重点。3、本工程弦杆、腹杆及横杆管管相贯，焊缝比较集中，如何控制焊接变形对拼装单元尺寸的影响是本工程的一个重点。4、相邻拼装单元高空对接的精度是检验拼装精度的重要标准，如何保证相邻拼装单元安装时顺利完成是本工程一大重点。5、大直径圆管、厚板对接焊是本工程的一个重点。第二章施工部署2.1拼装技术路线本工程桁架截面较大，为保证相邻拼装单元的安装精度，拼装时需要将各吊装单元同时进行预拼装。拼装总体技术路线为：将桁架节点位置的弦杆和横杆拼装成平面单元→补缺平面单元之间的弦杆和腹杆，拼装成空间单元→与下一拼装单元的平面单元进行预拼装→拆除预拼装单元→焊接、涂装，交付吊装班组。2.2拼装场地部署拼装场地部署如下：各单元拼装位置示意图如下（图中各单元编号的位置为该单元的拼装位置）：2.3拼装机械选择单根弦杆最重约9t，单个平面单元最重约26t。根据场地部署和构件特性，综合考虑工期等因素，选择2台50t履带吊、2台80t履带吊进行拼装。重量较大的平面单元临时利用现场的150t和300t履带吊进行拼装。2.4拼装顺序根据施工进度安排，桁架左侧和右侧的拼装单元要同时进行拼装。拼装顺序为TR-2（L、R）→TR-3（L、R）→TR-4（L、R）→TR-5（L、R）→TR-6（L、R）→TR-7第三章构件拼装3.1TR-2拼装3.1.1TR-2概况TR-2由6段3m长的弦杆和横杆组成。结构示意图如下：3.1.2拼装胎架为防止弦杆拼装时不均匀沉降，在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架，路基箱铺设示意图如下：内弦杆和外弦杆带着朝向内侧的4个牛腿，弦杆本身也存在一定的倾斜，弦杆拼装就位时存在偏心失稳的现象，两侧内弦杆和外弦杆拼装时需要拉好缆风绳，防止构件失稳。缆风绳示意图如下：3.1.3弦杆定位根据弦杆的相对位置建立局部坐标系，将弦杆底部中心点坐标标记在路基箱上，然后在路基箱上弹出每个弦杆的十字中心线。定位线示意图如下：根据弦杆中线点坐标，在路基箱上焊接定位挡块，方便弦杆临时就位。弦杆就位之后，若轴线偏移或扭转，可利用千斤顶微调。示意图如下：调整轴线偏移调整轴线扭转3.1.4标高、垂直度调整弦杆拼装的原则是将尽可能多的弦杆底部放在同一个水平面上拼装。由于整个桁架结构形式为圆弧形，且整个桁架截面随着高度变化逐渐收缩，弦杆存在一定的倾斜。标高控制以2根外侧的内弦杆和1根外弦杆底部的圆心作为基准平面，以弦杆最低点作为基准标高，根据其他点的高度，在路基板上固定钢板调节标高。基准标高基准标高根据模型图显示，外弦杆向里倾斜61mm，2根内弦杆向相对的方向倾斜41mm，2跟中弦杆向2个方向倾斜。倾斜示意图如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度）：41mm61mm41mm61mm弦杆拼装就位时，首先通过楔形垫块初调倾斜度，然后通过千斤顶微调。调整示意图如下：弦杆倾斜度调整主要依据是通过控制弦杆顶部平面的三维坐标，进而保证整个弦杆的空间位置。顶部坐标控制顶部平面内3个不共线的点，通过3个点的空间坐标，确定整个管子的倾斜度。3.1.5拼装流程第1步：铺设路基箱第2步：拼装内弦杆第3步：拼装中弦杆和横杆第4步：拼装内弦杆和横杆第5步：拼装外弦杆和横杆第6步：拼装中弦杆和横杆第7步：拼装内弦杆和横杆，完成TR-2拼装3.2TR-3拼装3.2.1TR-3概况TR-3桁架外弦杆弧长约31m，桁架截面最宽处约12m。桁架弦杆中间和顶部节点位置3m长的区域各分做1段，中间和底部约13m长的弦杆各分做1段，桁架腹杆和横杆在节点位置断开。TR3首先拼装平面单元，然后将顶部平面单元与TR-4预拼，将中间平面单元和弦杆、腹杆及横杆进行拼装，同时用TR-2和TR-3进行预拼，最后将TR-3的顶部平面单元与TR-3进行拼装，去掉已预拼装的TR-2，TR-3拼装完成。TR-3结构示意图和分段示意图如下：平面单元2平面单元1平面单元2平面单元13.2.2拼装胎架TR-3平面单元的拼装胎架类似于TR-2，需要在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架。TR-3各平面单元弦杆倾斜图示如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度）：3.2.2.1胎架布置空间桁架的拼装胎架布置在内弦杆下方，平面单元侧向设置斜撑，防止平面单元失稳，胎架下方铺设路基箱。胎架支点示意图如下：平面单元倾斜较大时，斜撑布置在平面单元一侧，平面单元倾斜较小时，斜撑布置在两侧。斜撑示意图如下：胎架标高基准线为内弦杆圆心的连线，满足仰焊空间，最低的胎架支点高度为700mm，中间最高的支点高度为2000mm。胎架高度示意图如下：标高基准线标高基准线整体胎架示意图如下：3.2.2.2胎架定位桁架拼装的精度首先取决于胎架的精度。胎架通过三维坐标定位。首先将胎架和桁架放在同一个三维坐标系里，通过三维精确放样，找出桁架和胎架接触的最低点的坐标，即支撑上刀板的最低点坐标。根据平面坐标初步布置路基箱和胎架，然后精确定位刀板的位置和标高。最低点坐标位置示意图如下：桁架弦杆存在一定倾斜，刀板与桁架接触面也要根据斜度切割成斜面。3.2.3桁架定位桁架定位关键措施是平面单元的定位。平面单元上胎架前将弦杆与胎架接触的线在弦杆上标记出来，作为桁架初步就位的依据。待标记线与胎架刀板重合，桁架平面位置确定。倾斜度的调整通过控制2根内弦杆和1根外弦杆的圆心点三维坐标。示意图如下：圆心坐标圆心坐标圆心坐标圆心坐标圆心坐标圆心坐标平面单元位置确定之后，将平面单元与斜撑点焊固定。然后拼装下一平面单元。最后拼装平面单元之间的弦杆、腹杆和横杆。桁架平面单元拼装就位时，通过胎架的调整，保证标高的一次性到位。平面单元垂直度调整，通过坐标控制，利用手拉葫芦调整，待垂直度到位之后，将平面单元和斜撑焊接固定。3.2.4拼装流程第1步：布置胎架，拼装TR-2第2步：拼装TR-3中间平面单元第3步：拼装内弦杆第4步：拼装内弦杆第5步：拼装内弦杆和外弦杆第6步：拼装腹杆第7步：拼装中弦杆和腹杆第8步：拼装已经和TR-4预拼装过的TR-3平面单元第9步：拼装弦杆、腹杆和横杆第10步：拆除已经预拼装过TR-2，完成TR-3的拼装工作3.3TR-4拼装3.3.1TR-4概况TR-4桁架外弦杆弧长约39m，桁架截面最宽处约10m。桁架弦杆中间和顶部节点位置3m长的区域各分做1段，中间和底部约16m和17.5m长的弦杆各分做1段，桁架腹杆和横杆在节点位置断开。TR-4首先拼装平面单元，然后将平面单元2与TR-5预拼，将平面单元1和弦杆、腹杆及横杆进行拼装，同时用TR-3的顶部平面单元和TR-4进行预拼，最后将与TR-5预拼装过的TR-4平面单元2与TR-4进行拼装，去掉已预拼装的TR-3平面单元，TR-4拼装完成。TR-4结构示意图和分段示意图如下：平面单元1平面单元2平面单元1平面单元23.3.2拼装胎架TR-4平面单元的拼装胎架类似于TR-2，需要在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架。TR-4各平面单元弦杆倾斜图示如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度）：TR-4空间桁架的拼装胎架措施类似于TR-3。胎架示意图如下：3.3.3桁架定位桁架定位与调整与TR-3类似，桁架拼装示意图如下：已与TR-5预拼装过的TR-4平面单元需拆除的TR-3已与TR-5预拼装过的TR-4平面单元需拆除的TR-33.4TR-5拼装3.4.1TR-5概况TR-5桁架外弦杆弧长约22m，桁架截面最宽处约7.5m。桁架弦杆中间和顶部节点位置3m长的区域各分做1段，中间和底部约7.5m和8.5m长的弦杆各分做1段，桁架腹杆和横杆在节点位置断开。TR-5首先拼装平面单元，然后将平面单元2与TR-6预拼，将平面单元1和弦杆、腹杆及横杆进行拼装，同时用TR-4的顶部平面单元和TR-5进行预拼，最后将与TR-6预拼装过的TR-5平面单元2与TR-5进行拼装，去掉已预拼装的TR-4平面单元，TR-5拼装完成。TR-5结构示意图和分段示意图如下：平面单元2平面单元1平面单元2平面单元13.4.2拼装胎架TR-5平面单元的拼装胎架类似于TR-2，需要在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架。TR-5各平面单元弦杆倾斜图示如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度）：TR-5空间桁架的拼装胎架措施类似于TR-4。胎架示意图如下：3.4.3桁架定位桁架定位与调整与TR-4类似，桁架拼装示意图如下：需要拆除的TR-4平面单元已与TR-6预拼装过的TR-5平面单元需要拆除的TR-4平面单元已与TR-6预拼装过的TR-5平面单元3.5TR-6拼装3.5.1TR-6概况TR-6桁架外弦杆弧长约27m，桁架截面最宽处约6.2m。桁架弦杆中间和顶部节点位置3m长的区域各分做1段，中间和底部约10m和7m长的弦杆各分做1段，顶部约4.2m长的弦杆分做一段。桁架腹杆和横杆在节点位置断开。TR-6首先拼装平面单元，然后将平面单元2与TR-7预拼，将平面单元1和弦杆、腹杆及横杆进行拼装，同时用TR-5的顶部平面单元和TR-6进行预拼，最后将与TR-7预拼装过的TR-6平面单元2与TR-6进行拼装，去掉已预拼装的TR-5平面单元，TR-6拼装完成。TR-6结构示意图和分段示意图如下：平面单元2平面单元1平面单元2平面单元13.5.2拼装胎架TR-6平面单元的拼装胎架类似于TR-2，需要在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架。平面单元2拼装需要在中弦杆下方增加钢平台，示意图如下：TR-6各平面单元弦杆倾斜图示如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度），平面单元2采用顶部朝下的拼装方式，其弦杆的倾斜与平面单元1相反。TR-6空间桁架的拼装胎架措施类似于TR-5。胎架示意图如下：3.5.3桁架定位桁架定位与调整与TR-5类似，桁架拼装示意图如下：已与TR-7预拼装过的TR-6平面单元需要拆除的TR-5平面单元已与TR-7预拼装过的TR-6平面单元需要拆除的TR-5平面单元3.6TR-7拼装3.6.1TR-7概况TR-7桁架弦杆弧长约90m，桁架截面最宽处约5m，分做4段拼装，每段长度约22m。TR-7结构示意图和分段示意图如下：分段4分段3分段2分段1分段4分段3分段2分段1分段1和分段2分别与分段4和分段3成对称关系。分段1和分段2拼装分段示意图分别如下：平面单元2平面单元1平面单元2平面单元1分段1拼装分段示意图平面单元4平面单元3平面单元4平面单元3分段2拼装分段示意图分段1首先拼装平面单元，然后将平面单元2与分段2预拼，将平面单元1和弦杆、腹杆及横杆进行拼装，同时用TR-6的顶部平面单元和分段1进行预拼，最后将平面单元2与分段1进行拼装，去掉已预拼装的TR-6平面单元，TR-7分段1拼装完成。分段2拼装方式与分段1相似。3.6.2拼装胎架平面单元的拼装胎架类似于TR-2，需要在每个弦杆下方铺设路基箱作为拼装胎架。TR-7各平面单元弦杆倾斜图示如下（图中箭头方向代表倾斜方向，数字代表倾斜高度）：平面单元4的倾斜为0。TR-7空间桁架的拼装胎架与桁架定位类似于TR-6。第四章质量保证措施(1)保证现场拼装胎架精度，确保拼装质量拼装胎架精度的好坏，将直接关系到构件的拼装质量，所以现场拼装胎架必须严格按工艺要求进行设置，胎架必须有一定的强度，且胎架不得有明显的恍动状，胎架应有斜撑，同时必须确保胎架模板上口标高尺寸的正确，在构件上胎架拼装前，胎架应由专职检查员进行验收，并提交工程师复验，以确保拼装胎架的制作精度，从而来保证构件的拼装质量。(2)采取合理的焊接工艺、焊接顺序、减少焊接变形针对本工程结构特点，应制订详细的焊接工艺及焊接顺序，以控制焊接变形，首先进行节点的焊接试验，并进行试件超声波检测、解剖，根据检测解剖结果来制订相应的焊接工艺规程。采用冶金部建筑研究总院通过工程实践编制的《T、K、Y管接头焊缝超声波探伤检测方法及质是分级》，制定施工现场构件安装焊接节点焊缝的质量要求和检验评定标准。严格按制订的焊接工艺顺序焊接，焊接尽量采用CO2气保焊进行焊接，以减少焊接变形，桁架焊接时，均按照先焊中间节点，再向桁架两端节点扩散的焊接顺序，以避免由于焊接收缩向一端累积而引起的桁架各节点间的尺寸误差。(3)加强质量管理在拼装过程中，严格按质量管理条例进行质量跟踪测量检查，对于不合格的工序不得进入下道工序进行施工，坚持预防为主，以关键部位、薄弱环节，应精心施工，一丝不苟，防止质量事故的发生。明确检验项目，检验标准、检验方案和检验方法，对保证项目、基本项目和允许偏差项目，认真做好原始记录、操作时间、条件、操作人等，对不合格品做好标记，分别堆放，按规定处理。(4)确保测量工具合格格、先进现场拼装测量检测测过程中必须须确保测量工工具经检测单单位检测合格格，并附有检检测公差表，在在实际测量过过程中，应与与该公差表一一起进行测量量换算，以保保证测量的正正确性，同时时所有的测量量工具应保证证技术先进，且且使用方便。(5)对拼装胎架的要求求：1、胎架必须保证有足足够的刚度和和稳定性，且且必须保证胎胎架上口水平平度±1mm，另外外为了便于桁桁架的提升起起吊，胎架定定位块的位置置须避免与桁桁架起吊时碰碰撞；2、在拼装平台上划出出桁架定位线线、中心线及及分段长度位位置线，作为为桁架拼装验验收的依据，另另外为防止胎胎架的不均匀