江苏某体育场钢屋盖加工制作施工方案

江苏某体育场钢屋盖加工制作施工方案昆山市****体育中心体育场钢屋盖工程，位于昆山市**公园对侧体育中心内，建设面积35000m2。钢结构屋盖最高点标高达48.525m，总重约1300吨。体育场主体钢结构，由26榀径向梁及其支撑杆、三圈环梁(由内向外为环梁一、环梁二和环梁三)协同作用，组成双向对称、空间稳定的三维结构体系，呈顺滑的马鞍形状。膜结构钢骨架由拱梁和连梁组成，以主体钢结构为支撑，与主体钢结构组成本工程钢屋盖结构体系。钢屋盖体系中，径向梁与支撑杆组装后形成一向内悬挑的变截面悬臂桁架，22.5m～38m不等；内圈环向梁(环向梁一)作为受压构件支撑径向梁，并与外圈环向梁(环向梁二、三)共同增加钢屋盖整体稳定性、整体刚度；膜结构钢骨架由拱梁与连梁组成，作为张拉膜受力支架，也是建筑造型很重要的部分。钢屋盖结构构件截面型式为：径向梁为正三角形变截面桁架；环向梁一为倒三角桁架，环梁二为正三角桁架，环梁三为圆管；拱梁由不同长钢管组拼，呈拱形，拱梁共242根，展开长度22.3m～29.5m；连梁截面亦为圆管。钢屋盖结构连接形式为：主体钢结构杆件连接均为相贯焊接；支撑杆上端与径向梁、下端与支座焊接连接；拱梁与连梁为栓接连接。1制作情况说明昆山****体育场钢屋盖工程，钢结构制作总量约为1300吨，由径向梁及其支撑杆、三圈环向梁及膜结构钢拱、连杆、马道、支座和预埋件组成。预埋件制作较为简单，主要工作是保证与土建及时配合好。构件结构型式及截面见下述。1．径向梁径向梁为一变截面桁架，截面为正三角，其结构型式如下：径向梁结构型式径向梁结构型式2．环向梁环梁一为倒三角形截面桁架，最长22.8m，为便于运输，从中间分两段制作。结构型式及截面图如下：结构型式图结构型式图截面型式环梁二为正三角形截面桁架，最短21m、最长27.1m，需分二段制作。结构型式结构型式截面型式环梁梁三为单根钢管，最短26.2m，最长27.7m，需分二段制作。3．膜结构拱梁、连梁拱梁共242根，拱梁由不同长度管成折线组成拱，拱长22.3m～29.5m，矢高4.0～4.8m不等，需从中分二段制作。连梁整段制作。膜构拱梁结构型式膜构拱梁结构型式4．马道制作，底板在工厂焊接成片，每6m一片，扶手等散件制作。结合本工程的构件形式及现场施工要求，工厂加工以“分段制作为主、散件制作为辅”，以适应运输条件的限制，以配合现场电力不足的实际情况。具体分段长度见第6章和上文。2本工程钢构件制作难点1．桁架杆件相贯线节点的制作桁架构件的成形，由不同的杆件相互相贯连接而成，杆件端部的相贯线切割及节点的焊接连接，是桁架构件制作的重点，也是保证后期拼装精度的先决条件。鉴于此，我们在前期准确翻样的同时，将充分应用日本进口的相贯线切割机的放样软件进行放样，全过程电脑控制，确保切割的精度。2．构件加工精度控制工厂制作过程中，按“先制作散件，再在工厂拼装焊接和预拼装”程序制作。保证构件加工精度、精确分段等是后期现场精确拼装的前提条件。3工厂制作安排针对不同的构件，分别安排三组生产流水线进行加工。由径向梁制作流水线工作组负责钢屋盖径向梁、支撑杆、支座及预埋件制作；由环向梁制作流水线工作组负责环向梁一、二、三制作；由膜结构流水线负责膜结构拱梁、连梁制作，确保责职明确，分工清楚，保证专业性。所有构件出厂以前，均由工厂的工艺科进行工艺评定，工厂的质检科进行构件质量检验。制作进度严格控制在预定的工期进度计划内，由工厂的计划科统一纳入管理，确保宏观进度。原材料采购以前，由工作图室核对工程量、明确构件材质、质量要求、指定品牌，部分业主指定的材料，签订购货意向书。4加工制作工艺4.1管桁架制作流程抛丸涂装抛丸涂装涂装检查腹杆下料主杆弯圆下料并开坡口附件制作主杆对接UT检查入库检验发运表面处理材料矫直材料检验原材料放样编制工艺图纸审核施工详图号料检查检查4.2钢管下料前工艺准备1．确定工艺分段点加工时杆件分点在两相邻节点1/3处附近，且各弦杆应错位，不能在同一截面上分段，拼装时对接的间隙是两侧各占一半。径向梁、环向梁弦管工艺分段点如下图示：2．工艺试验用同类管子及节点形式，进行三个节点以上的桁架段的工艺试验：焊接后，测量其收缩量。安装时对接接头的收缩量的测定，此举主要由于现场安装时的对接，在两侧耳板夹固情况下（耳板及连接板抛丸处理成摩擦面），进行焊接，焊完冷却后，卸下螺栓后测量。根据经验值：弦杆每段放焊接收缩余量3～5mm，对腹杆等杆件放焊接收缩余量1mm。4.3钢管的下料钢管相贯杆件的切割采用从日本进口的HID-600EH和HID-900MTS六维数控相贯线切割机。它能根据事先编制的放样程序在计算机控制下自动切割，所以对相贯钢管的切割来说，切割程序的编制极为重要。1．下料编程按照数控切割集成软件PIPE-COAST、WIN3D、WINCAD等结合XSTEEL、AUTOCAD等软件实现这一目标。本公司从日本丸秀公司进口的“HID—600EH”型五维数控钢管相贯线切割机自带有的自动制图放样下料软件功能包Mdisystem，具备自动制图下料和自动数控切割功能。桁架结构主管段采用切管机和美国peddinghaus公司生产的数控九轴三维锯床下料。支管采用日本丸秀公司生产的五维HID—600EH数控管子相贯线切割机直接下料；主管下料时，放焊接收缩余量2mm，同时在要焊接端用管子坡口机坡口，并在工装上划出纵向直线，相隔900mm打一个羊冲眼。2．杆件切割长度的确定通过试验事先确定各种规格的杆件预留的焊接收缩量，在计算杆件的钢管的断料长度时计入预留的焊接收缩量。3．切割相贯线管口的检验先由技术科通过计算机把相贯线的展开图在透明的塑料薄膜上按1：1绘制成检验用的样板，样板上标明管件的编号。检验时将样板根据“上、下、左、右”线标志紧贴在相贯线管口，据以检验吻合程度。根据长期实践，证明为检验相贯口准确度的最佳方法。4．切割长度的检验技术科放样人员将PIPE-COAST软件自动生成的杆件加工图形打印出来交车间及质检部门，车间操作人员和检验人员按图形中的长度对完成切割的每根杆件进行检查，并填表记录。PIPE-COAST软件自动生成腹杆（交支情况）相贯线端头。5．管件切割精度：采用等离子切割能使偏差控制在±1.0mm，从而来保证桁架的制作质量和尺寸精度。6．切割件的管理加工后的管件放入专用的储存架上，以保证管件的加工面。细部设计图纸施工图纸交底计算机放样数控下料下料工场编制套料图制作样板细部设计图纸施工图纸交底计算机放样数控下料下料工场编制套料图制作样板钢板下料编制数控程序校对划零件草图型钢数据专用机床下料下料钢管相贯线下料焊接坡口切割手工下料光电下料送制造车间8．切割允许偏差加工后钢管外形尺寸允许偏差（mm）序号项目允许偏差1直径（d）±d/500，且且不大于±02构件长度（L）±3.03管口圆度d/500，且不不大于04管径对管轴的垂直直度d/500，且不不大于3.05弯曲矢高L/1500，且且不大于06对口错边t/500，且不不大于3.0钢板切割（气割）允许偏差（mm）项目允许偏差（mm）零件的长度±3.0重要零件的宽度±1.0普通零件的宽度±3.0切割面平面度0.05t且不大大于2.0割纹深度0.3局部缺口深度1.0（但要求平平滑过渡）机械剪切的允许偏差（mm）项目允许偏差（mm）零件的长度、宽度度±3.0边缘缺棱1.0型钢端部垂直度2.04.4钢管对接钢管与钢管之间的对接，内设衬管，对接在专用的钢管对接支撑架上进行。支撑架的截面形状见下图。对接钢管支撑架截面示意图相同管径的钢管对接接头形式见下表：序号厚度δ（mm）名称符号坡口形式坡口尺寸mmα°bp1＜6I形带垫板坡口-δ-26～12带钝边单边V形带带垫板坡口30°～45°6～90～23＞12带钝边V形坡口10°～30°°6～9-不同厚度的钢管对接时，应作平缓过渡并符合下列规定：（1）不同厚度的钢管对接接头受拉时，其允许厚度差值(t1-t2)不超过下表的规定时，焊缝坡口的基本形式与尺寸按较厚板的尺寸数据来选取。当超过下表的规定时应将较厚板的一面在焊接前加工成斜坡，其坡度一般取1:4。较薄钢材厚度t22≥2～5＞5～910～12＞12允许厚度差t1-t21234（2）钢管外径相同壁厚不同，当壁厚差大于3mm时，根据本工程设计的要求按下图所示进行过渡处理。钢管外径相同壁厚不同时平缓过渡示意图4.5径向梁、环梁分段组拼及预拼装1．分段组拼径向梁、环向梁由散件组拼成分段，应据桁架特点搭设拼装支撑架，桁架分段或杆件分段在支撑架上拼装、焊接。具体为：(1)根据图纸尺寸在预先测平的平台上设置支撑点；(2)将弦杆放在固定的托架上，并在弦杆上划出腹杆的位置点；用千斤顶轻顶微调弦管高度。工厂组装径向梁图(3)将腹杆按图纸装配在固定的位置，并进行焊接。工厂组装径向梁图工厂组装环向梁二图工厂组装环向梁一图2．分段桁架预拼装工厂组装环向梁二图工厂组装环向梁一图据现场吊装方案及分段，径向梁、环向梁及拱形梁分段制作后，应在工厂进行预拼装工序，以测定桁架的加工质量及精度是否符合精度要求。预拼装方法及支撑架图同第7章现场分段组装图。4.6膜结构拱梁分段的组拼按设计图，拱梁由五到六根不同长度钢管组装成拱形，拱梁分两段制作，分段要先在工厂组拼。拼装方法按卧拼，即在地面铺设一平台，拼装步骤如下：1．拼装平台找平，在控制点处划线标志；2．为便于焊接和操作，在拼装台上垫高度相等的钢垫板；3．从一端头向另一端头拼装，其拼装流程如下示：(1)拼装第一根管。拱梁第一段拱梁第一段拼装平台钢垫板2．拼装第二根管。3．拼装第三根管，完成工厂分段拼装。4.6分段构件的焊接本工程设计要求相贯焊缝全熔透，钢管以不同的角度相贯，等强焊接，焊缝质量等级要求较高，因此相贯线端部的坡口的加工尤为重要，HID-600EH和HID-900mTS数控相贯线切割机的坡口程序是按美国标准AWS中的要求进行设定的，割出的成形坡口完全满足焊接需要。支管管端当壁厚≥6mm及支管与主管间的夹角＞45°时应开坡口，当壁厚＜6mm及支管与主管间夹角＜25°时可不开坡口。5钢构件抛丸、除锈与涂装抛丸、除锈与涂装要求详见第10章。7包装、运输、装卸、堆放7.1包装钢构件按规定制作完毕检验合格后，应及时进行分类贴上标识；按编号顺序分开堆放，并垫上木条，减少变形、磨损。钢构配件应分类标识打包，各包装体上作好明显标记，零配件应标明名称、数量、生产日期。螺栓等应有可靠的防水、防雨淋措施。1．常规要求(1)包装的产品应经产品检验合格，随车文件齐全，漆膜完全干燥。(2)产品包装应具有足够的强度，保证产品能够经受多次装卸、运输无损伤、变形、降低精度、锈蚀、残失，能安全可靠的抵达目的地。(3)构件装运使用卡车，平板车等运输工具。装车时构件与构件、构件与车厢之间应妥善捆扎，以防车辆颠簸而产生构件散落。2．捆包方式本工程的包装主要采用框架夹紧式：包装材料采用截面50×100和100×100的木材及1×30的钢带。钢管以一段为包装单位；桁架散件可以采用多层为一运输单位，但最多不得超过三层，尽量相近尺寸的构件包装在一起。分段构件用倒链及钢丝绳捆绑，钢丝绳与构件管接触处应用100×100的木方垫，以免损伤漆膜。3．构件上的标记主标记（图号、构件号）：为提高产品的出库正确率，保证出库构件的完整性，在进行深化设计时对构件进行编码，便于工程材料的可追溯性，以及工地材料的管理科学和使用方便。方向标记：桁架、支撑为左侧。安装标记：桁架弦杆的端头，柱的1m标高线。重心点和吊运标志：构件重量超过20吨时，应在构件顶面、两侧上用40mm宽的线，划150mm长的“十”字标记，代表重心点。在构件侧面标起吊位置及标记。构件油漆后，各类标记用醒目区别底漆的油漆在构件上写出。字母大小为50mm×40mm。7.2运输钢结构运输时捆扎必须牢靠，防止松动。钢构件在运输车上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均能保证构件不产生变形、不损伤涂层且保证运输安全。1．待运待运物件堆放需平整稳妥垫实，搁置干燥、无积水处，防止锈蚀。钢构件按种类、安装顺序分区存放，底层垫枕应有足够的支撑面，应防止支点下沉。相同构件的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，防止钢构件被压坏或变形。2．发运装车时，必须有专人监管，清点上车的箱号及打包件号，并办好移交或交接手续。严格按照中华人民共和国公路法第四十九条，要求运输单位参与运输的车辆进行全面检查、检修。严格按照中华人民共和国公路法第五十条，与县级以下地方人民政府交通主管部门、公安部联系，取得主管部门和公安部同意，并对指定路线进行沿途公路、桥梁、弯道查看，清除障碍。构件制作必须符合运输安全要求和现场拼装进度、质量要求。构件按安装顺序成批供货。3．运输方式根据构件尺寸和施工现场需求，本工程计划采用以公路为主的运输方式，力求快、平、稳的将构件运抵施工现场。在构件运输前10天制定可靠的运输计划，